DE29614714U1 - Connection module for a gas-insulated energy transmission system with tubular conductors - Google Patents
Connection module for a gas-insulated energy transmission system with tubular conductorsInfo
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Description
GR 96 G 4114 DE GR 96 G 4114 DE
BeschreibungDescription
Verbindungsbaustein für eine gasisolierte Energieübertragungsanlage
mit rohrförmigen Leitern
5Connection module for a gas-insulated power transmission system with tubular conductors
5
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Energieverteilung und ist bei der konstruktiven Ausgestaltung von Energieübertragungsanlagen anzuwenden, bei denen ein rohrförmiger Innenleiter mittels isolierender Abstandhalter in einem rohrförmigen Außenleiter angeordnet ist und bei denen zwei geradlinig verlaufende Abschnitte einer solchen Anlage miteinander verbunden werden sollen. Die Erfindung befaßt sich speziell mit der konstruktiven Ausgestaltung eines Bausteines für die Verbindung zweier solcher Abschnitte.The invention is in the field of energy distribution and is to be used in the structural design of energy transmission systems in which a tubular inner conductor is arranged in a tubular outer conductor by means of insulating spacers and in which two straight sections of such a system are to be connected to one another. The invention is specifically concerned with the structural design of a component for connecting two such sections.
Die Verbindung zweier Abschnitte erfolgt bei bekannten Energieübertragungsanlagen unter Verwendung eines scheibenförmigen Stützisolators, der mit einer zentralen Durchführungsbohrung zur axialen und radialen Fixierung eines Verbindungs-Stückes für den rohrförmigen Innenleiter versehen ist und der mit seinem äußeren Randbereich am rohrförmigen Außenleiter axial fixiert ist. Die Fixierung am Außenleiter erfolgt dabei durch Einklemmen zwischen zwei Verbxndungsflanschen (US 3,372,226 A, EP 0 660 479 Al). Eine andere bekannte Konstruktion sieht dagegen eine Schweißverbindung für die Außenleiter vor; demzufolge ist der scheibenförmige Stützisolator im Prinzip an der Schweißbadsicherung axial fixiert, die ihrerseits mit dem Außenleiter verschweißt ist (US 4,550,219). Das Verbindungsstück für den Innenleiter besteht in dem einen Fall aus zwei miteinander verbundenen Kontaktstücken, die kopfartig mit ebenen Deckflächen und dabei rotationssymmetrisch zur Achse des rohrförmgien Innenleiters ausgebildet sind und axial am Randbereich der Durchführungsbohrung des Stützisolators anliegen sowie mit einem hohlzylindrischen Halsteil versehen sind, das zum Aufsetzen der Enden der zuIn known energy transmission systems, two sections are connected using a disk-shaped support insulator, which is provided with a central through-hole for axially and radially fixing a connecting piece for the tubular inner conductor and which is axially fixed to the tubular outer conductor with its outer edge area. The fixing to the outer conductor is done by clamping between two connecting flanges (US 3,372,226 A, EP 0 660 479 A1). Another known design, on the other hand, provides a welded connection for the outer conductors; as a result, the disk-shaped support insulator is in principle axially fixed to the weld pool retainer, which in turn is welded to the outer conductor (US 4,550,219). The connecting piece for the inner conductor consists in one case of two contact pieces connected to one another, which are designed like a head with flat cover surfaces and are rotationally symmetrical to the axis of the tubular inner conductor and lie axially on the edge area of the feedthrough hole of the post insulator and are provided with a hollow cylindrical neck part which is used to place the ends of the
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verbindenden Innenleiter einen reduzierten Durchmesser aufweist (US 3,372,226 A). Im anderen Fall umfaßt der Stützisolator mit seiner Durchführungsbohrung eine rohrförmige Abschirmelektrode, in der ein beidendig kontaktierbarer rohrförmiger Steckkontakt fixiert ist; die Enden der zu verbindenden Innenleiter sind dabei als Steckbuchsen ausgebildet und werden beidseitig auf den Steckkontakt aufgesteckt (US 4,550,219 A).connecting inner conductor has a reduced diameter (US 3,372,226 A). In the other case, the support insulator with its through-hole comprises a tubular shielding electrode in which a tubular plug contact that can be contacted at both ends is fixed; the ends of the inner conductors to be connected are designed as plug sockets and are plugged onto the plug contact on both sides (US 4,550,219 A).
Für Energieübertragungsanlagen mit rohrförmigen Leitern ist weiterhin eine Verbindungsstelle bekannt, die als Festpunkt für den einen der zu verbindenden Innenleiter ausgebildet ist und bei der das Verbindungsstück für die Innenleiter aus zwei Teilen besteht, die als Steuerelektroden ausgebildet und mit den elektrodenförmig gestalteten Bereichen gegen einen Flansch im Bereich der Durchführungsbohrung des Stützisolators gespannt sind. Das eine Teil des Verbindungsstückes wird mit dem angrenzenden Innenleiter verschweißt, das andere Teil ist als Steckbuchse für das als Steckkontakt dienende Ende des anderen Innenleiters ausgebildet (EP 0 660 479 Al).For energy transmission systems with tubular conductors, a connection point is also known which is designed as a fixed point for one of the inner conductors to be connected and in which the connecting piece for the inner conductors consists of two parts which are designed as control electrodes and are clamped with the electrode-shaped areas against a flange in the area of the feedthrough hole of the support insulator. One part of the connecting piece is welded to the adjacent inner conductor, the other part is designed as a socket for the end of the other inner conductor which serves as a plug contact (EP 0 660 479 Al).
Bei der Errichtung von gasisolierten Rohrleiteranlagen größerer Länge (einige Kilometer) kann es aufgrund der Trassenführung sinnvoll sein, die für den Innenleiter der einzelnen vorgefertigten Rohr leiterabschnitte (10 bis 20 m Länge) vorgesehene Folge von Festkontakt an dem einen Ende und axial verschiebbarem Kontakt an dem anderen Ende an bestimmten Trassenpunkten umzukehren. Zur Unterstützung der bei der Verlegung der Rohrleiteranlage erforderlichen Variabilität liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen hierfür geeigneten Baustein zu schaffen, der auch hochspannungstechnischen Anforderungen (420 kV und mehr) genügt.When erecting gas-insulated pipeline systems of greater length (several kilometers), it may be sensible, due to the routing, to reverse the sequence of fixed contact at one end and axially movable contact at the other end intended for the inner conductor of the individual prefabricated pipeline sections (10 to 20 m long) at certain points along the route. In order to support the variability required when laying the pipeline system, the invention is based on the task of creating a suitable component for this purpose that also meets high-voltage requirements (420 kV and more).
Ausgehend von einem Baustein für die Verbindung zweier Abschnitte einer gasisolierten Rohrleiteranlage mit den Merkma-Starting from a module for connecting two sections of a gas-insulated pipe system with the characteristics
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len des Oberbegriffes des Schutzanspruches 1 ist zur Lösung der genannten Aufgabe vorgesehen, daß der Stützisolator im Bereich der Durchführungsbohrung beidseits mit je einem kurzen Ringflansch versehen ist und diese Ringflansche von dem jeweiligen kopfartigen Kontaktstück axial überragt werden, wobei die kopfartigen Kontaktstücke in dem die Ringflansche überragenden Bereich als Steuerelektroden ausgebildet sind; weiterhin ist vorgesehen, daß die hohlzylindrischen Halsteile der kopfartigen Kontaktstücke rohrförmig ausgebildet sind und den Steckkontakt eines Steckverbinders bilden und daß'dem Stützisolator beidseits des äußeren Randbereiches zwei an einem Abschnitt des Außenleiters fixierte Ringelektroden zugeordnet sind, wobei die axiale Länge dieses Abschnittes des Außenleiters kürzer als die axiale Länge der beiden kopfartigen Kontaktstücke ist.According to the preamble of claim 1, in order to solve the problem mentioned, the support insulator is provided with a short ring flange on each side in the area of the feedthrough hole and the respective head-like contact piece projects axially over these ring flanges, the head-like contact pieces being designed as control electrodes in the area projecting over the ring flanges; it is further provided that the hollow cylindrical neck parts of the head-like contact pieces are tubular and form the plug contact of a connector and that two ring electrodes fixed to a section of the outer conductor are assigned to the support insulator on both sides of the outer edge area, the axial length of this section of the outer conductor being shorter than the axial length of the two head-like contact pieces.
Ein derartiger Baustein weist wie die übrigen vorgefertigten Abschnitte einer Rohrleiteranlage einen Innenleiter, einen Abstandhalter und einen Außenleiter auf, und kann ohne Anpassungsmaßnahmen zwischen zwei vorgefertigte Abschnitte der Rohrleiteranlage zur Umkehrung der Folge von Festkontakt und Gleitkontakt eingefügt werden. Die axiale Länge des Außenleiterabschnittes dieses Bausteines ist dabei auf den Hub abzustimmen, den die Steckbuchsen der angrenzenden Innenleiterabschnitte auf den Steckkontakten der kopfartigen Kontaktstucke ausführen können. - Im übrigen ermöglicht die Maßnahme, den Stützisolator im Bereich der Durchführungsbohrung beidseits mit je einem kurzen Ringflansch zu versehen, eine hochspannungstechnischen Anforderungen genügende Ausgestaltung der kopfartigen Kontaktstücke als Steuerelektroden; hierzu weist der als Steuerelektrode ausgebildete Bereich jedes kopfartigen Kontaktstückes zweckmäßig einen im Querschnitt nasenartigen Vorsprung auf, der den jeweiligen Ringflansch des Stützisolators axial übergreift. Durch diese Maßnahme wird im Be-Such a module, like the other prefabricated sections of a pipe conductor system, has an inner conductor, a spacer and an outer conductor, and can be inserted between two prefabricated sections of the pipe conductor system without any adjustment measures to reverse the sequence of fixed contact and sliding contact. The axial length of the outer conductor section of this module must be adjusted to the stroke that the sockets of the adjacent inner conductor sections can make on the plug contacts of the head-like contact pieces. - Furthermore, the measure of providing the post insulator with a short ring flange on both sides in the area of the feed-through hole enables the head-like contact pieces to be designed as control electrodes in a way that satisfies high-voltage requirements; for this purpose, the area of each head-like contact piece designed as a control electrode expediently has a nose-like projection in cross-section that axially overlaps the respective ring flange of the post insulator. This measure is used in the
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reich der Stoßstelle zwischen Stützisolator und kopfartigen Kontaktstücken der Verlauf des elektrischen Feldes optimiertThe course of the electric field is optimized in the area of the joint between the support insulator and the head-like contact pieces
Aus mechanischen und elektrischen Gründen hat es sich als zweckmäßig erwiesen, scheibenförmige Stützisolatoren gasisolierter Rohrleiteranlagen konisch oder schüsselartig auszubilden. Den dadurch bedingten Veränderungen des elektrischen Feldverlaufes im Bereich eines Stützisolators wird im vorliegenden Fall zweckmäßig dadurch Rechnung getragen, daß der Außendurchmesser des vom Stützisolator umgebenen kopfartigen Bereiches des einen Kontaktstückes kleiner als der Außendurchmesser des kopfartigen Bereiches des anderen Kontaktstückes ist.For mechanical and electrical reasons, it has proven to be useful to design disk-shaped support insulators of gas-insulated pipe conductor systems in a conical or bowl-shaped manner. The resulting changes in the electrical field pattern in the area of a support insulator are appropriately taken into account in the present case by making the outside diameter of the head-like area of one contact piece surrounded by the support insulator smaller than the outside diameter of the head-like area of the other contact piece.
Der Außenleiterabschnitt des neuen Bausteines kann an den Enden entweder für eine Schweißverbindung mit den anschließenden Rohrabschnitten oder für eine Flanschverbindung ausgestaltet sein.The outer conductor section of the new component can be designed at the ends either for a welded connection with the adjoining pipe sections or for a flange connection.
Ein Ausführungsbeispiel des neuen Verbindungsbausteines ist in der Figur im Längsschnitt dargestellt.An embodiment of the new connection module is shown in the figure in longitudinal section.
Der Verbindungsbaustein 1 besteht im Prinzip aus den drei Elementen Außenleiterabschnitt 2 mit der Länge L, schüsselförmiger, gasdurchlässiger Stützisolator 3 und Innenleiterabschnittes 4 der Länge 1 mit den kopfartigen Kontaktstücken und 51.The connection module 1 basically consists of the three elements outer conductor section 2 with the length L, bowl-shaped, gas-permeable support insulator 3 and inner conductor section 4 with the length 1 with the head-like contact pieces and 51.
Dem Stützisolator 3 sind am äußeren Rand zwei Ringelektroden 31 und 32 zugeordnet, die mittels Lochschweißungen 33 mit dem Außenleiterabschnitt 2 gasdicht verbunden sind. Zur Aufnahme des Innenleiterabschnittes 4 weist der Stützisolator 3 eine Durchführungsbohrung 34 auf, die beidseits mit Ringflanschen 35 bzw. 36 versehen ist. In der Durchführungsbohrung 34 sind die beiden kopfartigen Kontaktstücke 41 und 51 axial und ra-Two ring electrodes 31 and 32 are assigned to the outer edge of the support insulator 3, which are connected gas-tight to the outer conductor section 2 by means of hole welds 33. To accommodate the inner conductor section 4, the support insulator 3 has a through-hole 34, which is provided with ring flanges 35 and 36 on both sides. The two head-like contact pieces 41 and 51 are axially and radially inserted into the through-hole 34.
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dial fixiert und dabei mittels einer Schraubverbindung 58 kraftschlüssig miteinander verbunden. Um einen guten elektri schen Übergang zu schaffen, ist das Kopfteil 51 im Bereich seiner Deckfläche mit einem kurzen zylindrischen Ansatz 52 versehen, der durch die Durchführungsbohrung 34 hindurchgreift. Der zylindrische Ansatz 52 berührt axial die Deckflä che des kopfartigen Kontaktstückes 41 im Bereich einer flachen Ausnehmung 43, wodurch der erforderliche elektrische Kontakt zwischen den beiden Kontaktstücken 41 und 51 gewährleistet ist.dial and are connected to one another in a force-locking manner by means of a screw connection 58. In order to create a good electrical transition, the head part 51 is provided with a short cylindrical projection 52 in the area of its cover surface, which extends through the feedthrough hole 34. The cylindrical projection 52 axially touches the cover surface of the head-like contact piece 41 in the area of a flat recess 43, whereby the required electrical contact between the two contact pieces 41 and 51 is ensured.
Die Deckfläche 53 des Kontaktstückes 51 und die entsprechende Deckfläche des Kontaktstückes 41 liegen im übrigen axial am Stützisolator 3 an, und zwar im Bereich der beiden ringförmigen Flansche 35 und 36. Im Bereich dieser Flansche sind nicht näher bezeichnete Dichtringe angeordnet. Durch die Flansche 35 und 36 wird ein Raum geschaffen, der die Ausgestaltung der beiden kopfartigen Kontaktstücke 41 und 51 am Rand ihrer Deckfläche als Steuerelektroden 42 bzw. 54 ermöglicht. Neben einer Abrundung in diesem Randbereich ist dabei ein im Querschnitt nasenartiger Vorsprung vorgesehen, mit dem die Steuerelektroden 42 und 54 die beiden Ringflansche 35 und 36 axial übergreifen. Die Kontaktstücke 41 und 51 sind dabei so dimensioniert, daß sie die Ringflansche 35 und 36 radial überragen.The cover surface 53 of the contact piece 51 and the corresponding cover surface of the contact piece 41 also lie axially against the support insulator 3, in the area of the two ring-shaped flanges 35 and 36. Sealing rings (not specified in more detail) are arranged in the area of these flanges. The flanges 35 and 36 create a space that enables the two head-like contact pieces 41 and 51 to be designed as control electrodes 42 and 54 at the edge of their cover surface. In addition to a rounding in this edge area, a nose-like projection in cross-section is provided, with which the control electrodes 42 and 54 axially overlap the two ring flanges 35 and 36. The contact pieces 41 and 51 are dimensioned so that they project radially beyond the ring flanges 35 and 36.
Das kopfartige Kontaktstück 41 wird von dem schüsseiförmigen Bereich des Isolators 3 umfaßt. In diesem Bereich weist das kopfartige Kontaktstück 41 im Anschluß an die Steuerelektrode 42 einen zylindrischen Bereich 44 auf, an den sich das im Durchmesser reduzierte, rohrförmig ausgebildete Halsteil 45 anschließt, das als Steckkontakt eines Steckverbinders zur Verbindung mit dem angrenzenden Innenleiterabschnitte dient.The head-like contact piece 41 is surrounded by the bowl-shaped area of the insulator 3. In this area, the head-like contact piece 41 has a cylindrical area 44 adjacent to the control electrode 42, to which the tubular neck part 45, which is reduced in diameter, is connected and serves as a plug contact of a connector for connection to the adjacent inner conductor sections.
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Das kopfartige Kontaktstück 51 ist im Anschluß an die Steuerelektrode 54 mit einem leicht konischen Abschnitt 55 versehen, an den sich ein gerundeter Bereich 56 zum Übergang auf das rohrförmige Halsteil 57 anschließt. Das Halsteil 57 dient ebenfalls als Steckkontakt eines Steckverbinders zur Verbindung mit dem anschließenden Innenleiterabschnitt. - Da der als Steuerelektrode 42 ausgebildete Bereich des kopfartigen Kontaktstückes 41 innerhalb des Isolators 3 liegt, ist der Außendurchmesser dieses Bereiches kleiner gewählt als der Außendurchmesser des ebenfalls als Steuerelektrode 54 ausgebildeten Bereiches des kopfartigen Kontaktstückes 51.The head-like contact piece 51 is provided with a slightly conical section 55 adjacent to the control electrode 54, to which a rounded area 56 is connected for transition to the tubular neck part 57. The neck part 57 also serves as a plug contact of a connector for connection to the adjacent inner conductor section. - Since the area of the head-like contact piece 41 designed as a control electrode 42 lies within the insulator 3, the outer diameter of this area is selected to be smaller than the outer diameter of the area of the head-like contact piece 51 also designed as a control electrode 54.
Die axiale Länge 1 der hintereinander angeordneten kopfartigen Kontaktstücke 41 und 51 überschreitet die axiale Länge L des Außenleiterabschnittes 2. Dies ist erforderlich, um bei der Verbindung mit den anschließenden, vorgefertigten Rohrleiterabschnitten den jeweiligen Innenleiter sicher auf das jeweilige Kontaktstück aufsetzen zu können, wie es im rechten Teil der Figur hinsichtlich der Montagestellung A, der NuIlstellung B und der maximalen Endstellung C der entsprechenden Gegenkontaktbuchse 58 dargestellt ist.The axial length 1 of the head-like contact pieces 41 and 51 arranged one behind the other exceeds the axial length L of the outer conductor section 2. This is necessary in order to be able to place the respective inner conductor securely on the respective contact piece when connecting to the adjoining, prefabricated tubular conductor sections, as shown in the right-hand part of the figure with regard to the assembly position A, the zero position B and the maximum end position C of the corresponding mating contact socket 58.
Claims (3)
dadurch gekennzeichnet,wherein the contact pieces are designed like heads with flat cover surfaces and are rotationally symmetrical to the axis of the tubular inner conductor and lie axially on the edge area of the feedthrough hole of the support insulator and are provided with a hollow cylindrical neck part which has a reduced diameter for placing the ends of the inner conductors to be connected,
characterized,
und daß dem Stützisolator (3) beidseits des äußeren Randbereiches zwei an einem Abschnitt des Außenleiters (2) fixierte Ringelektroden (31,32) zugeordnet sind, wobei die axiale Länge (L) dieses Abschnittes (2) des Außenleiters kürzer als die axiale Länge (1) der beiden kopfartigen Kontaktstücke (41,51) ist.that the support insulator (3) is provided with a short ring flange (35,36) on each side in the area of the feedthrough hole (34) and these ring flanges are axially projected over by the respective head-like contact piece (41,51), the head-like contact pieces (41,51) being designed as control electrodes (42,54) in the area projecting over the ring flanges, that the hollow cylindrical neck parts (45,57) of the head-like contact pieces are tubular and form the plug contact of a connector
and that the support insulator (3) is assigned two ring electrodes (31, 32) fixed to a section of the outer conductor (2) on both sides of the outer edge region, the axial length (L) of this section (2) of the outer conductor being shorter than the axial length (1) of the two head-like contact pieces (41, 51).
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