DE2929765A1 - Gasisolierte elektrische einrichtung und verfahren zum einfangen von verunreinigungen bzw. partikeln in der isoliergasatmosphaere der elektrischen einrichtung - Google Patents

Description

WS177P-1992

Gasisolierte elektrische Einrichtung und Verfahren zum Einfangen von Verunreinigungen bzw. Partikeln in der Isoliergasatmosphäre

der elektrischen Einrichtung

Die Erfindung betrifft eine gasisolierte elektrische Einrichtung mit einem Innenleiter und einem Außenleiter, sowie einem Isoliergas im Innenranm zwischen den Leitern sowie ein Verfahren zum Einfangen und Festhalten von Verunreinigungen bzw. Partikeln in der Isoliergas atmosphäre im Zwischenraum zwischen einem Innenleiter und einem Außenleiter einer elektrischen Einrichtung.

Es ist bekannt, daß metallische Verunreinigungen in Form kleiner Partikelchen in elektrischen Einrichtungen mit einer Isoliergasatmosphäre von dem elektrostatischen Feld beeinfluß werden und bei Spannungen, die unter dem normalen Netzspannungsniveau liegen, sich aufladen sowie auf den elektrischen Feldstärkegradient ausrichten. Derartige Teilchen können auf dem Boden von den

Innenleiter

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Innenleiter umgebenden Gehäusen eine Zufallsbedingte Wander bewegung ausführen und mit anderen schwebenden Teilchen in Berührung kommen bzw. sich an die auf einem hohen Potential liegende Innenelektrode anlegen, wobei ein Ladungsausgleich stattfinden kann. Dadurch kann ein Spannungsdurchbruch ausgelöst werden, der bereits bei Potenitalspannungen auftreten kann, die unterhalb des normalen Betriebsspannungspotential liegen. Derartige Phänomene treten insbesondere bei gasisolierten Übertragungsleitungen und gasisolierten Trennschaltereinrichtungen auf.

Es sind eine Vielzahl von derartigen Einrichtungen bekannt, die mit verhältnismäßig hohen Strömen bei hohen Spannungen in verhältnismäßig kleinen Gehäusen betrieben werden (US-PS 3 448 202; 3 361870; 3 610 807; 3 378 731; 3 331 911; 2 173 717; 2 221 670; 3 515 939; 2 216 010; 3 345 450; 2 221 671 und 3 585 270).

Bei derartigen Einrichtungen besteht das Problem, daß geringe metallische oder halbleitende Partikel in der Isoliergasatmosphäre die Durchbruchspannung erheblich reduzieren. Ein Verfahren, um diese Schwierigkeit zu überwinden ist durch die US-PS 3856 978 und 3 911 937 bekannt, wobei thermisch aushärtbare Beschichtungen bzw. Beschichtungen aus Polyvinyl-Mischpolymeren auf den Oberflächen der Elektroden innerhalb der gasisolierten Einrichtungen Verwendung finden. Diese Beschichtungen sind hart, jedoch werden sie durch Erwärmen oder durch gasförmige Lösungsmittel in einen klebrigen Zustand überführt. Ein Nachteil dieser Beschichtungen beider Verwendung dampfförmigen Lösungsmitteln besteht darin, daß nicht bekannt ist, für welche Zeitdauer die Beschichtung im klebrigen Zustand verbleibt. Bei

einer

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einer gas isolierten elektrischen Einrichtung der erwähnten Art ist es jedoch wünschenswert, daß die Beschichtung den klebrigen Zustand zum Einfangen und Festhalten von Teilchen über eine sehr lange Zeitdauer von z.B. 20 Jahren behält. Bei der Verwendung der bekannten dampfförmigen Lösungsmittel in der bekannten Weise kann dieses Lösungsmittel die Beschichtung derart beeinflußen, daß sie im Laufe der Zeit ausreichend weich wird, um durch den Einfluß der Schwere zu wandern und sich zu verschieben. Dies ergibt sich aufgrund der Tatsache, daß das dampfförmige Lösungsmittel nicht nur die Oberfläche der Beschichtung, sondern die Beschichtung in ihrer gesamten Dicke im Laufe der Zeit beeinflußt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für gasisolierte elektrisehe Einrichtungen Maßnahmen zu finden, um diese Schwierigkeit zu überwinden und eine Beschichtung zu schaffen, die unter dem Einfluß dampfförmiger Lösungsmittel nicht zu wandern beginnt, sondern ihr Form innerhalb der elektrischen Einrichtungen beibehält. Diese Aufgabe wird für eine gasisolierte elektrische Einrichtung mit einem Innenleiter und einem Außenleiter, sowie einem Isoliergas im Innenraum zwischen den Leitern erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf zumindest einem Teil der zum Innenraum weisenden Oberfläche eines der Leiter eine zunächst verhältnismäßig harte und feste Beschichtung angeordnet ist, daß das Isoliergas mit einem dampfförmigen Lösungsmittel vermischt ist, daß die Beschichtung einen Binder enthält, der chemisch neutral gegenüber dem Isoliergas und dem dampfförmigen Lösungsmittel ist, und daß die Beschichtung eine aktive Komponente enthält, welche einerseits mit dem dampfförmigen Lösungsmittel reagiert und dadurch klebrige Eigenschaften an der Oberfläche an-

nimmt

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nimmt und andererseits jedoch seine räumliche Lage unverändert beibehält.

Die Erfindung sieht ferner für die Lösung der Aufgabe ein Verfahren zum Einfangen und Festhalten von Verunreinigungen bzw. Partikeln in der Isoliergasatmosphäre im Zwischenraum zwischen einem Innenleiter und einem Außenleiter einer elektrischen Einrichtungderart vor, daß zumindest ein Teil der zum Innenraum weisenden Oberfläche eines Leiters mit einer verhältnismäßig harten und festen Beschichtung versehen wird, die aus einem Binder und einer aktiven Komponente besteht, daß einerseits als Binder ein gegenüber dem Isoliergas und dem dampfförmigen Lösungsmittel chemisch neutrales Material und als aktive Komponente ein Material Verwendung findet, das einerseits mit dem dampfförmigen Lösungsmittel reagiert und dadurch klebrige Eigenschaften auf der Oberfläche annimmt, um die in der Isoliergasatmosphäre wandernden Verunreinigungen bzw. Teilchen festzuhalten, wenn diese mit der Beschichtung in Berührung kommen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von wei>-teren Ansprüchen.

Durch die Maßnahmen der Erfindung wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß auch für lange Benutzungedauer einerseits die Oberfläche der Beschichtung klebrig bleibt und andererseits eine Verschiebung der Beschichtung durch den Einfluß der Schwerkraft nicht auftritt.

Die Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in

Verbindung

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Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 .die Durchbruckcharakteristik für

Schwefelhexafluorid;
5

Fig. 2 und 3 zwei Kondensatorplatten mit einem

dazwischen befindlichen Partikel;

Fig. 4 zwei Kondensatorplatten mit dazwischen

befindlichen Partikeln und eingezeichneten

Feldlinien;

Fig. 5 zwei Kondensatorplatten mit einer dazwischen

angeordneten Partikelfalle aus einem Metallgitter;

Fig. 6 eine teilweise geschnittene Seitenansicht

einer Unterbrecheranlage in einer Verteilerstation;
20

Fig. 7 einen Schnitt durch eine vergrößerte Teil

ansicht senkrecht stehender Trennschalterkontakte gemäß Fig. 6;

Fig. 8 einen Schnitt durch eine vergrößerte Teil

ansicht waagerecht liegender Trennschalterkontakte gemäß Fig. 6;

Fig. 9 einen Schnitt durch die waagerecht liegende

Trennschalterkonstruktion gemäß Fig. 6

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in einer Position für geschlossene Trennschalter kontakte;

Fig. 10 eine geschnittene Teilansicht durch ein

teilweise geöffnetes Kontaktpaar "A"

der Trennschalterkonstruktion gemäß Fig. 9;

Fig. 11 einen Längsschnitt durch einen gasgefüllten

Kabelabschnitt, bei dem die vorliegende

Erfindung Verwendung findet.

In Fig. 1 ist ein Diagramm 1 von Durchbruchcharakteristiken 4 und 5 dargestellt, wobei auf der Ordinate 2 die Durchbruchspannung in Kilovolt und auf der Abszisse 3 der Druck des isolierenden Schwefelhexafluorids (SF ) aufgetragen ist. Die Kurve kennzeichnet den Verlauf der Durchbruchcharakteristik zwischen zwei konzentrisch koaxialen Elektroden, wobei die innere Elektrode etwa einen Durchmesser von etwa 7, 6 cm und die äußere Elektrode etwa einen Durchmesser von 25,4 cm hat. Als Isoliergas wird Hexaschwefelfluorid verwendet, wobei im wesentlichen kein Partikel im Zwischenraum zwischen den Elektroden vorhanden ist. Die Durchbruchcharateristik 5 ist demselben koaxialen Elektrodenaufbau zugeordnet, wobei jedoch in dem Schwefelhexafluorid-Isoliergas Partikel vorhanden sind, die einen Durchmesser von etwa 0, 1 mm und eine Länge von etwa 12, 5 mm haben. Aus dem Vergleich der beiden Charakteristiken geht klar hervor, daß durch die Anwesenheit von Partikeln im Hexafluoridgas die Durchbruchspannung wesentlich verringert wird.

^Das

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Das Verständnis für die Gründe, warum in dem unter Druck stehenden Isoliergasmedium 6 aus Schwefelhexafluorid eine Verunreinigung durch Partikel die Durchbruchspanaung stark herabsetzt ergibt sich aus der Erläuterung der Fig. 2 und 3. In Fig. 2 ist ein parallelliegendes Kondensatorplattenpaar 7 dargestellt, wobei die Platte 8 auf einem hohen Potential und dir Platte 9 auf einem niedern Potential liegt. Zwischen die beiden Platten ist ein Partiekl 10 eingezeichnet. Dieser Partikel 10 soll aus einem elektrisch leitenden bzw. halbleitenden Metall bestehen und befindet sich in der Nähe der Platte 8 mit dem hohen Potential. Aufgrund dieser Anordnung findet ein geringer elektrischer Leitungsausgleich zwischen der Platte 8 und dem Partikel 10 statt. Dieser Leitungsausgleich 11 kann auch einen Ladungsausgleich 12 zur negativen Platte 9 auslösen, womit sich der Durchbruch einstellt.

In Fig. 3 ist ein entsprechendes Kondensatorplattenpaar A dargestellt, bei dem die Platte 8A auf einem hohen positiven Potential und die Platte 9A auf einem negativen Potential liegt. Ein Partikel 1OA berührt die Platte 8A. Durch diese Berührung wirkt der Partiekl 1OA als Spitze, an der sich eine verhältnismäßig hohe Konzentration der elektrischen Feldstärke einstellt und von welcher Spitze aus der Durchbruch gemäß der gezackten Linie 12A zur negativen Platten 9A erfolgen kann. Unabhängig von der theoretischen Erklärung eines Spannungsdurchbruchs ergibt sich, daß durch das Vorhandensein eines Partikel 10 bzw 1OA zwischen den Platten mit unterschiedlichem Potential ein elektrischer Durchbruch sich einstellen kann.

In Fig. 4 ist ein weiterer Kondensatorplattenaufbau 7B dargestellt, bei dem die eine Platte 8B auf einem positiven Potential

und

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und die dazu parallelliegende Platte 9B auf einem negativen Potential liegt. Zwischen den beiden Platten 8B und 9B befinden sich Partikel 14, 15 und 16. Der Partikel 1 6 hat keine Ladung, so daß das elektrische Kraftfeld im wesentlichen keine mechanisehe Kraft wirksam werden läßt. Der Partikel 14 ist mit einer negativen Ladung und der Partikel 15 mit einer positiven Ladung gekennzeichnet. Aufgrund dieser Ladung und des angreifenden elektrischen Feldes wandern diese Partikel entsprechend dem Trigatron-Effekt zur Platte mit der entgegengesetzten Polarität.

Aufgrund dieses Effekt ergibt sich eine Entladung bzw. ein Durchbruch zwischen den beiden Kondensatorplatten. Selbstverständlich kann sich dabei auch die Situation einstellen, daß die Partikel 14 bzw. 15 lediglich zur Platte mit der entgegengesetzten Polarität wandern und dort ihre Ladung abgeben, ohne daß ein Durchbruch ausgelöst wird. In diesem Fall nehmen die Partikel das Potential der berührten Platte an und beginnen erneut in Richtung auf die Platte mit der entgegengesetzten Polarität zu wandern. Dieses Wanderungsphänomen kann völlig unabhängig andauern, wobei nur gelegentlich ein Durchbruch des Isoliergasmediums in der voraus stehend erwähnten Weise ausgelöst wird.

In Fig. 5 ist ein bekanntes Verfahren angedeutet mit dem ein Durchbruch aufgrund der Wanderung geladener Partikel 22 bzw. 23 vermieden werden kann. Zwischen einem Kondensatorpia ttenpaar 25, dessen Platte 27 auf einem positiven Potential und dessen Platte 28 auf einem negativen Potential liegt, ist ein Metallgitter 30 angeordnet, das entweder geerdet oder mit der Platte 28 über einen Leiter 31 verbunden ist. In diesem Fall wandern die Partikel 22 bzw. 23, die den Partikeln 14 und 15 gemäß Fig. 4 entsprechen, in der beschriebenen Weise. Da jedoch das Metall-

gitter

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gitter 30 auf demselben Potential wie die Platte 28 liegt, endet das elektrische Feld am Metallgitter 30, so daß ein Partikel 34, der durch das Metallgitter 30 hindurch in den feldfreien Bereich hinter dem Metallgitter vorgedrungen ist, keinerlei Krafteinwirkung durch das elektrische Feld erfährt, und somit auch nicht mehr dazu tendiert, den Bereich 36 zu verlassen, um in Richtung auf die Platte 27 zu wandern.

Die Partikel unterliegen jedoch dem Einfluß des Schwerefeldes sowie von Auftriebskräften bzw. von wechselseitig wirkenden elektrostatischen Kräften, die ein Anziehen und ein Abstoßen auslösen können. Es treten auch Reibungskräfte auf, wenn sich die Partikel im Gas verschieben und insbesondere auch die elektrophoretische Kräfte in einem ungleichförmigen elektrischen Feld.

Diese Kräfte wirken auch auf nihtgeladene Partikel. Wenn Partikel die auf einem Potential liegenden Platten berühren, ergibt sich eine mehr oder weniger elastische Haftung der Partikel an dieser Platte. Die Partikel können auch ihre Ladung gegenüber dem Gas ausgleichen, wenn sichaufgrund des elektrischen Feldes eine Gasentladung einstellt. Wenn das an der Platte wirksame elektrische Potential zeitlich variiert, wie dies bei Wechselspannungssystemen der Fall ist, wird die Bewegung der Partikel sehr komplex, wobei jedoch für die vorliegende Erfindung eine Erläuterung dieses komplexen Verhaltens nicht notwendig ist.

In Fig. 6 ist die Poleinheit 40 einer Verteilerstation dargestellt, wobei mehrere gleichartige Poleinheiten in der Verteilerstation Verwendung finden können. Jede einzelne Poleinheit 40 umfaßt eine Vielzahl vertikaler Trennschalter 41, Trennschalterkon struktionen 42 sowie horizontaler Trennschalter 43. Diese

einzelnen

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einzelnen Trennschalter sind durch Sammelleiter 44 miteinander verbunden, die von einem Aussenleiter 45 umgeben sind. An den Verbindungspunkten der einzelnen Sammelleiter sind Verbindungs· gehäuse 46 bis 52 vorgesehen. In der Darstellung ist die ankommende Hochspannungsleitung über das Verbindungs gehäuse 46 an einen vertikalen Trennschalter 41 und nachfolgend an einen Sammelleiter 44, ein Verbindungsgehäuse 47, einen Sammelleiter 44, ein Verbindungsgehäuse 48, einen vertikalen Trennschalter 51, eine Trennschalterkonstruktion 42, einen vertikalen Trennschalter41, ein Verbindungsgehäuse49, einen Sammelleiter 44, ein Verbindungs gehäuse 50, einen Sammelleiter 53, einen horizontalen Trennschalter 43, einen Sammelleiter 54, ein Verbindungs gehäuse 51, und schließlich an einen nicht dargestellten Transformator angeschlossen. Am Verbindungsgehäuse 47 kann eine weitere Hochspannungsleitung an das Sj'stem angeschlossen sein.

In Entsprechender Weise kann auch eine weitere Hochspannungsleitung über das Verbindungsgehäuse 52,einen vertikalen Trennschalter 41, eine Trennschalterkonstruktion 42, einen vertikalen Trennschalter 41, das Verbindungsgehäuse 50 und die horizontal liegende Trennschalterkonstruktion 43 an den Transformator angeschlossen sein. Auf diese Weise kann der Transformator von verschiedenen Stromversorgungen eingespeist werden.

Die Sammelleiter 44, 53 und 54 werden im zylindrischen Außenleiter 45 mit Hilfe von Isolierscheiben 56 gehalten. Innerhalb der Außenleiter 55 sowie innerhalb der Trennschalter 41 und 43 sowie der Trennschalterkonstruktionen 42 ist als Isoliergas 47 unter Druck Schwefelhexafluorid (SFJ vorgesehen.

Der Aufbau eines horizontalen Trennschaltersist in Fig. 8 im

Detail

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Detail dargestellt. Dieser horizontale Trennschalter 43 besteht grundsätzlich aus einem zylindrischen Gehäuse bzw. Außenleiter 59, in dem die in Längsrichtung hintereinander angeordnete zylindrische Anschlußleiter 60 und 61 gehaltert sind. Auf das eineEnde des Anschlußleiters 60 ist eine zylindrische Schirmhülse 62 aufgesetzt, in deren Innern ein Schaltstift 64 hin und her verschiebbar ist, der in gebogene Kontaktklauen 65 eingreift. Inder Darstellung ist der Trennschalter in geschlossenem Zustand gezeigt.

Der Schaltstift 64 ist innerhalb der Schirmhülse 62, die als Elektode wirkt, in Führungen 66 und 67 verschiebbar gelagert. In einer weiteren Schirmhülse 63, die ebenfalls als Elektrode wirkt und auf den Anschlußleiter 61 aufgesetzt ist, befinden sich die gebogenen Kontaktklauen 65, in die der Kontaktstift 64 mit Hilfe des Zahnrade 68 und einer am Kontaktstift angebrachten Zahnstange verschiebbar ist. Zu diesem Zweck wird das Zahnrad 68 über eine isoliert gehalterte Welle 70 angetrieben.

Wie aus Fig. 7 hervorgeht, ist die Welle 70 und das darauf befestigte Zahnrad 68 in gasdichten Lagern 71 und 72 geführt, die einerseits in der Schirmhülse 62 und andererseits im zylindrischen Gehäuse 59 angebracht sind. Die Welle 70 besteht ihrerseits aus einem das Zahnrad 68 tragenden Wellenabschnitt, der über Isolierzylinder 73 mit demLager 72 im zylindrischen Gehäuse verbunden ist. Der Antrieb der Welle 70 erfolgt über einen Wellenstummel 74, der durch das zylindrische Gehäuse nach außen und mit Hilfe eines Motors 75 oder dergleichen gemäß Fig. 6 angetrieben wird. In einer Ausnehmung 77 des zylindrischen Gehäuses 59 ist gemäß Fig. 8 ein Erdungsbügel 76 drehbar

montiert

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montiert. Dieser Erdungsbügel kann über einen geeigneten Antrieb in das Innere verschwenkt werden und kommt mit einem Erdungskontakt 78 in Berührung, der im Innern der Schirmhülse 63 angeordnet ist. Die Schirmhülse ist zu diesem Zweck mit einem Schlitz 63A versehen. Entsprechend ist auf der Schirmhülse 62auch ein Erdungskontakt zugeordnet. Auf diese Weise kann jeweils der zugeordnete Innenleiter bzw. die Sammelschiene über den Erdungskontakt und die Schirmhülse mit Masse verbunden werden, da sowohl das zylindrische Gehäuse 59, als auch der Außenleiter 45 in der Regel an Masseangeschlossen sind.

Zwischen dem Sammelleiter und seinem Außenleiter, sowie dem Trennschalter ist eine Isolierscheibe 80 angeordnet, deren Aufbau aus der US-PS 3 331 911 hervorgeht. Diese Isolierscheibe besteht vorzugsweise aus einem synthetischen Kunstharz, das aufgrund seiner Felxibilität in der Lage ist, thermische Ausdehnungen des Sammelleiter aufzunehmen. Im Bereich der Verbindungsgehäuse 46 bis 52 kann der Innenleiter, wie aus Fig. 6 entnehmbar, aus flexiblen Verbindungsstücken 81 bestehen, die ebenfalls in der Lage sind, thermische Ausdehnungen aufzunehmen. Die vertikalen Trennschalter 41 gemäß Fig. 6 und 7 sind im wesentlichen gleichartig wie der horizontale Trennschalter 43 aufgebaut, wenn man davon absieht, daß der Anschlußleiter und die Schirm hülse, welche die Kontaktklauen aufnimmt, an einem Durchführungskondensator 85 befestigt ist, der von der Trennschalterkonstruktion 42 ausgeht. Aus Fig. 6 kann man entnehmen, daß das zylindrische Gehäuse 87 des vertikalen Trennschalters 41 mit einem Gehäuseteil 88 verbunden ist, der zur Trennschalterkonstruktion 42 gehört. Innerhalb dieses Gehäuses 88 ist der Durchführungskondensator angeordnet.

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Die in Fig. 9 dargestellte Trennschalterkonstruktion 42 und die Kontaktausführung gemäß Fig. 10 kann grundsätzlich in Verbindung mit der Poleinheit 40 verwendet werden, Wie in der US-PS 3 154 685 erläutert ist eine Vielzahl von Unterbrechern "A", "b" und ¹¹C" in Serienanordnung hintereinander in einem auf Massepotential liegenden Tank 90 geschaltet. Der einzelne Unterbrecher mit einer Lichtbogenunterdrückung ist in Fig. 10 im Schnitt dargestellt und besteht aus einem rohrförmigen Kontaktzylinder 93, der mit stationären Kontaktfingern 94 an einem stationären Kontaktteil 95 in Eingriff zu bringen ist. Der rohrförmige Kontaktzylinder 93 ist lediglich einer aus einer Vielzahl derartiger Kontakte, die dem verschiebbaren Kontaktteil 98 zugeordnet sind. Dieser verschiebbare Kontaktteil 98 wird mit einer Öffnungsfeder 99 in die offene Lage vorgespannt und wird in der geschlossenen Lage mit Hilfe eines Schließhebel 100 gebracht, der an einer Welle 101 befestigt ist, die von außen mit Hilfe eines Betätigungshebels 103 verschwenkt wird.

Während des Öffnungsvorgangs wird mit Hilfe eines nicht dargestellten Mechanismus die Öffnungsfeder 99 freigegeben, um ein rasches Abziehen der einzelnen Kontakt zylinder vom zugeordneten stationären Kontaktteil zu bewirken. Gleichzeitig mit dieser Öffnungsbewegung wird ein nicht dargestelltes Blaseventil geöffnet, um das unter hohem Druck stehende Isoliergas SF aus dem Hochdrucktank 105 über ein Mundstück 108 gemäß Fig. 10 in das Innere 110 des rohrförmigen Kontaktzylinders austreten zu lassen und die Löschung des Lichtbogens 112 zu bewirken. Gleichzeitig mit dem Blasevorgang am Unterbrecher "A" wird über eine Abzweigleitung 115 auch dem zweiten Unterbrecher "B" und dem dritten Unterbrecher ¹¹C" das Isoliergas zugeführt, das jeweils

durch

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durch das Mundstück 108 in das Innenvolumen 177 des Tankes fließt. Durch diese Maßnahme wird ein rasches Erlöschen der Lichtbogen für alle Unterbrecher sichergestellt.

Das im Innenvolumen 117 des Tankes befindliche Isoliergas SF ist im Gesamtinnenvolumen des Systems 120 im wesentlichen mit gleichem Druck vorhanden.

Während des Betriebs der anhand der in Fig. 6 bis 10 beschiebenen Einrichtungen ergibt sich, wie Experimente zeigen, daß kleine Teilchen im Innenvolumen wandern bzw. schweben, oder sich auf isolierenden Oberflächen absetzen. Es ist wünschenswert, diese entweder leitenden oder nichtleitenden Teilchen vorzugsweise in Bereiche, geringer Feldstärke einzufangen und die hohe Durchbruchfestigkeit zwischen den auf hoher Spannung liegenden Innenleiterkomponenten und den Außenleiter bzw. zylindrischen Außengehäuse 45, 59, 88 und 90 aufrechtzuerhalten. Es ist vorgesehen, diese Teilchen durch eine Beschichtung 130 einzufangen, die auf der Innenoberfläche der Außenleiter bzw. zylindrischen Gehäuseangebracht ist. Diese Beschichtung 130 ist während des Zusammenbaues hart bzw. nicht klebrig und wird erst zu einem späteren Zeitpunkt klebrig gemacht, indem ein dampfförmiges Lösungsmittel eingeführt wird, so daß die Beschichtung dann die Teichen einfangen und festhalten kann.

In Fig. 11 ist ein Teil einer Hochspannungs- Übertragungsleitung 140 dargestellt, die einen auf hoher Spannung liegenden Innenleiter 141 und einen in einem Abstand davon angeordneten Außenleiter 142 aufweist. Der Außenleiter liegt dabei Vorzugs rweise auf Massepotential. Der Zwischenraum zwischen dem

Innen-

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Innen- und Außenleiter ist mit einem Isoliergas ausgefüllt, das vorzugsweise aus Schwefelhexafluorid (SF„) besteht. Die Be-

schichtung 130 kann auf der inneren Oberfläche 142a des geerdeten Außenleiters 142 angebracht sein.

Die Beschichtung 130 ist zunächst verhältnismäßig hart und trocken, um sie leicht aufbringen zu können. Die Beschichtung besteht ihrerseits aus zwei verschiedenen Komponenten, die vorher gemischt werden. Ein Binder, der chemisch weder mit dem Isoliergas noch mit dem dampfförmigen Lösungsmittel reagiert wird benutzt, um die Beschichtung zusammenzuhalten und ein Kriechen bzw. Wandern der Beschichtung zu vermeiden, wenn diese dem dampfförmigen Lösungsmittel für eine lange Zeitdauer ausgesetzt wird. Die aktive Komponente wird mit dem Binder gemischt, um der Beschichtung die Eigenschaft zu geben, durch eine klebrige Oberfläche Partikel einzufangen und festzuhalten. Die aktive Komponente reagiert auf das gasförmige Lösungsmittel und bewirkt, daß die Beschichtung klebrig wird, Dabei wird die aktive Komponente gelöst. Da jedoch diese aktive Komponente mit demBinder vermischt ist, wird nur die Oberfläche der Beschichtung 130 angelöst, wogegen der Binder sicherstellt, daß die Schicht als solche ihr räumliche Lage unverändert beibehält. Durch die Verwendung von zwei verschiedenen Komponenten für die isolierende Beschichtung 130 ist es also möglich, die Oberfläche dieser Beschichtung in einen klebrigen teilchenfesthaltenden Stand überzuführen, wobei jedoch die Stabilität der Beschichtung nicht beeinträchtigt wird, d.h. die Beschichtung ihre räumliche Lage innerhalb der einzelnen Gehäuseteile unverändert beibehält.

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Als Materialien für die Beschichtung 130 und das gasförmige Lösungsmittel können die nachfolgend angeführten Stoffe Verwendung finden:
Die Beschichtung kann im wesentlichen aus einem Vinyl- Material als Binder bestehen, wie z.B. Vinylchlorid; Vinylchlorid-Vinylacetat-Mischpolymere vorzugsweise mit etwa 90 Gew. -% bis etwa 98 Gew. -% Vinylchlorid sowie Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymere mit vorzugsweise etwa 70 Gew. -% bis etwa 98 Gew. -% Äthylen oder aus Gemischen dieser Stoffe bestehen, wobei ein Phenolharz als aktive Komponente Verwendung findet. Derartige Harze sind unter dem Warenzeichen Novolacs bekannt und können insbesondere aus Phenolformaldehyd-Kunstharzen bestehen. Diese Kunstharze sind allgemein bekannt. Als gasförmiges Lösungsmittel findet Trichloräthylen Verwendung.

Das Verhältnis von Binder zu aktiver Komponente kann in einem Bereich von etwa 1:0, 3 bis etwa 1:5, 0 Gewichtsanteilen bestehen. Es wurden Experimente durchgeführt, wobei auf einer beschichtetenAluminiumunterlage Kupferstücke mit einer Länge von etwa 0,6 mmund einem Durchmesser von etwa 0,4 mm angebracht wurden. Diese Probe wurde bei einer Atmosphäre aus Schwefelhexafluorid mit einem Druck von etwa 3 Atu und dem gasförmigen Lösungsmittel Trichloräthylen mit einem Dampfdruck von etwa 0,1 Atu ausgesetzt. Das Experiment lief bei einer Umgebungstemperatur von etwa 25 C.

Nach einer Zeitdauer von etwa 16 Stunden ergab sich in einem Fall, daß die Kupferstücke in der Beschichtung steckenblieben und daß die Beschichtung sich selbst für eine Zeitdauer von 170 Stunden weder veränderte noch verschob. Für diesen Fall

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war der Gewichtsanteil des Binders (Vinylchlorid-Vinylacetat-Mischpolymer mit etwa 92 Gew. -% Vinylchlorid) im Verhältnis zur aktiven Komponente (Phenolformaldehyd-Harz basierend auf Paraphenyl-Phenol) etwa 1:0, 5. Wenn das Verhältnis für den Binder zur aktiven Komponente auf einen Wert von 1:1 angehoben wurde, blieb das Kupferstück in der Beschichtung innerhalb 24 Stunden stecken. Wenn das Verhältnis desselben Binders und derselben aktiven Komponente auf etwa 1:9 angehoben wurde, ergäbe sich eine Beschichtung, die nicht mehr akzeptierbar war und zu wandern begann, wobei auch das Kupferstück durch die Beschichtung hindurchgedrungen ist. Die Verwendung von Phenolharzen, Vinylchlorid-Mischpolymeren, Vinylchlorid- Vinylacetat Mischpolymeren oder Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymeren allein führte zu keiner geeigneten Beschichtung, da entweder die Beschichtung nicht klebrig war oder beim Einwirken des Lösungsmittels zu wandern begann. Für vergleichende Zwecke wurde auch Polystyrol verwendet und als weniger brauchbar ermittelt, da sich eine schlechte Haftung an der Aluminiumunterlage ergab.

Aus der vorstehenden Erläuterung geht hervor, daß die Erfindung Möglichkeiten bietet verunreinigende Partikel innerhalb einer gasgefüllten Übertragungsleitung bzw. innerhalb von Anschluß- und Trennschalterkonstruktionen einzufangen. Wenn der Abstand zwischen spannungsführenden Teilen unterschiedlichen Potentials verhältnismäßig klein ist, ergibt sich nämlich die Gefahr eines Durchbruches. Diese Gefahr wird insbesondere erhöht, wenn verunreinigende Metallpartikel oder halbleitende Partikel in dem Zwischenraum vorhanden sind. Durch das Vorsehen einer Beschichtung, wie voranstehend beschrieben wurde, die im Montage zustand eine harte, nicht klebrige Konsistenz hat, können der

artige

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artige Teilchen eingefangen und im B er eich niedriger Feldstärke an der klebrigen Beschichtung festgehalten werden. Die Überführung der Beschichtung in den klebrigen Zustand läßt sich in einfacher Weise durch das Einsetzen und Einwirken eines gasförmigen Lösungsmittels erreichen. Zweckmäßigerweise wird die Beschichtung in Bereichen vorgesehen, in denen eine verhältnismäßig niedrige elektrische Feldstärke wirksam ist, was bei der Ausführungsform gemäß Fig. 11 die innere Oberfläche des Außenleiters ist.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß die Beschichtung erst dann in den klebrigen Zustand übergeführt wird, wenn beispielsweise Montagearbeiten fertiggestellt sind, wobei das für die Überführung in den klebrigen Zustand vorgesehene Lösungsmittel mit dem Isoliergas aus Schwefelhexafluorid kompatibel ist, insbesondere wegen der verhältnismäßig kleinen notwendigen Konzentration.

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Claims (14)

1. 10

   15

   PATENTANSPRÜCHE

   Gasisolierte elektrische Einrichtung mit einem Innenleiter und einem Außenleiter, sowie einem Isoliergas im Innenraum zwischen den Leitern, dadurch gekennzeichnet,

   - daß auf zumindest einem Teil der zum Innenraum weisenden Oberflächen eines der Leiter eine zunächst verhältnismäßig harte und feste Beschichtung (130) angeordnet ist,

   - daß das Isoliergas mit einem dampfförmigen Lösungsmittel vermischt ist,

   - daß die Beschichtung (130) einen Binder enthält, der chemisch neutral gegenüber dem Isoliergas und dem dampfförmigen Lösungsmittel ist,

   - und daß die Beschichtung (130) eine aktive Komponente enthält, welche einerseits mit dem dampfförmigen Lösungsmittel reagiert und dadurch klebrige Eigenschaften an der Oberfläche annimmt und andererseits jedoch seine räumliche Lage unverändert beibehält.

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2. 2. Gasisolierte elektrische Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   - daß das dampfförmige Lösungsmittel aus Trichloräthylen besteht.
3. 3. Gasisolierte elektrische Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

   - daß der Binder aus einem Vinyl-Material aus der Gruppe Vinylchlorid, Vinylchlorid-Acetat-Mischpolymere, Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymere und/oder Mischungen derselben, besteht,

   - und daß als aktive Komponente ein Phenolharz Verwendung findet.
4. 4. Gas isolierte elektrische Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

   - daß als Binder Vinylchlorid-Vinylacetat-Poiymer mit etwa 90 Gew.-% bis etwa 98 Gew. -% Vinylchlorid Verwendung findet.
5. 5. Gasisolierte elektrische Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

   - daß das Gewichts verhältnis von Binder zu aktiver Komponente etwa zwischen 1:0, 3 bis etwa 1:5 liegt.
6. 6. Gasisolierte elektrische Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

   - daß als aktive Komponente Paraphenyl Phenol-Phenylharz Verwendung findet

   _ und daß das Gewichtsverhältnis von Binder zu aktiver

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   Komponente etwa 1:0,3 bis etwa 1:5 ist.
7. 7. Gasisolierte elektrische Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, - daß die aktive Komponente Phenolformaldehydharz ist.
8. 8. Gasisolierte elektrische Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

   - daß das Isoliergas Schwefelhexafluorid mit einem Druck von etwa 3 Atu und als dampfförmiges Lösungsmittel Trichloräthylen mit einem Druck von etwa 1/10 Atu Verwendung findet.
9. 9. Verfahren zum Einfangen und Festhalten von Verunreinigungen bzw. Partikeln in der Isoliergasatmosphäre im Zwischenraum zwischen einem Innenleiter und einemAußenleiter einer elektrischen Einrichtung, dadurch gekennzeichnet,

   - daß zumindest ein Teil der zum Innenraum weisenden Oberfläche eines Leiters mit einer verhältnismäßig harten und festen Beschichtung versehen wird, die aus einem Binder und einer aktiven Komponente besteht,

   - daß einerseits als Binder ein gegenüber dem Isoliergas und dem dampfförmigen Lösungsmittel chemisch neutrales Material und als aktive Komponente ein Material Verwendung findet, das einerseits mit dem dampfförmigen Lösungsmittel reagiert und dadurch klebrige Eigenschaften auf der Oberfläche annimmt, um die in der Isoliergasatmosphäre wandernden Verunreinigungen bzw. Teilchen festzuhalten, wenn diese mit der Beschichtung in Berührung kommen.

   909886/0803

   WS177P-1992
10. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

    - daß als dampfförmiges Lösungsmittel Trichloräthylen Verwendung findet.
11. 11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet,

    - daß als Binder ein Vinyl-Material aus der Gruppe Vinylchlorid, Vinylchlorid-Vinylacetat-Mischpolymere, Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymere und/oder Mischungen derselben, Verwendung findet, wobei als aktive Komponente ein Phenol harz dem Binder beigemischt wird.
12. 12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet,

    - daß der Binder aus einem Vinylchlorid-Vinylacetat-Polymer mit etwa 90 Gew. -% bis etwa 98 Gew. -% Vinylchlorid Verwendung findet, dem als aktive Komponente Phenolharz beigemischt ist.
13. 13. Verfahren nach Anspruch 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet,

    - daß das Verhältnis von Binder zu aktiver Komponente zwischen etwa 1:0,3 bis etwa 1:5 liegt.
14. 14. Verfahrennach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet,

    - daß das Phenolharz Phenolformaldehydharz oder Paraphenylphenol enthält.

    909886/0808