DE3142324A1

DE3142324A1 - Gekapselte elektrische anlage

Info

Publication number: DE3142324A1
Application number: DE19813142324
Authority: DE
Inventors: Klaus-Peter Dipl.-Phys. Dr. 5430 Wettingen Brand
Original assignee: Bbc AG Brown Boveri & Cie 5401 Baden Aargau; BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1981-09-30
Filing date: 1981-10-24
Publication date: 1983-04-14
Also published as: CH653185A5

Description

Gekapselte elektrische Anlage
Die Erfindung betrifft eine gekapselte elektrische Anlage gemäss dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Eine derartige Anlage ist etwa aus dem Aufsatz von H. Petry Dreipolig stahlblechgekapselte SF6-isolierte Schaltanlage' in Elektrizitätswirtschaft, Jg. 78 (1979, Heft 25, S. 1025 ff.) bekannt. Bei der dort beschriebenen Anlage dient das vorzugsweise aus einer Mischung von Schwefelhexafluorid und Stickstoff bestehende Isoliergas von ca. 1 bar Betriebsdruck zur Erhöhung der Durchschlagfestigkeit der Bauteile der Anlage gegenüber der Durchschlagfestigkeit entsprechend bemessener Bauteile luftisolierter Anlagen. Darüber hinaus kann dieses Isoliergas aber auch in Verbindung mit einem Pumpkolben als Mittel zum Löschen von Schaltlichtbögen in Trenn- und Erdungsschaltern verwendet werden.
Aus der DE-PS 767 609 ist es ferner bekannt, aliphatische, gebundenes Fluor oder gebundenes Chlor enthaltende Kohlenwasserstoffe, wie etwa Dichlortetrafluoräthan, gegebenenfalls mit beigemischtem Stickstoff, als Löschgas zur Lichtbogenlöschung von elektrischen Schaltern zu verwenden.
Ferner ist es aus der US-PS 4 175 048 bekannt, dass Hexafluor-2-butin (C4F6), Perfluorbuten-2 (iso-C4F8) sowie Hexafluorbenzol (C6F6) und andere Perfluorcyclohexene eine grössere Durchschlagfestigkeit als SF6 aufweisen und insbesondere in Mischung mit einem verhältnismässig flüchtigen dielektrischen Gas, wie Schwefelhexafluorid (SF6) oder Stickstoff (N2), als Isoliergas in gekapselten elektrischen Anlagen geeignet sind.
Darüber hinaus sind in der DE-OS 16 15 019 elektronegative Gase, wie etwa Trifluormethylschwefelpentachlorid (CF3SF5), Perfluorpropan . (C3F8) und Perfluorbutan (C4Flo), als lichtbogenlöschende Gase im Bereich der Schalt stücke eines Druckgasschalters beschrieben. Hierbei wird die Dichte des Gases dadurch erhöht, dass in einem Sammelgefäss gespeichertes Gaskondensat in den Bereich zwischen den Schaltstücken befördert wird.
Zu verweisen ist auch auf den Aufsatz von E. Gockenbach in 1?Elektrische Festigkeit einiger Freone und deren Mischungen mit Stickstoff und Schwefelhexafluorid" in etz-a Bd. 99 (1978) H. 6, S. 328 ff., in dem die Verwendung von Bromchlordifluormethan (CBrClF2) und Trifluortrichloräthan (CC1,F ), gegebenenfalls in Mischung mit 2 23 Schwefelhexafluorid und Stickstoff, als Isoliergas in gekapselten elektrischen Anlagen empfohlen wird, da hierdurch die Spannungsfestigkeit gegenüber Schwefelhexafluorid heraufgesetzt wird. Wegen ungünstiger Siedepunkte und starker Russbildung unter Einwirkung von Schalt funken bereiten diese wie auch die in den vorstehend genannten Literaturstellen erwähnten Isoliergase bei Verwendung in gekapselten elektrischen Anlagen jedoch erhebliche Schwierigkeiten.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die gattungsgemässe gekapselte elektrische Anlage derart weiterzubilden, dass deren Spannungsfestigkeit oberhalb einer minimalen Betriebstemperatur 0 von -10°C in kostengünstiger und physiologisch unbedenklicher Weise beträchtlich erhöht wird, und dass gleichzeitig die Russbildung durch die schaltfunkenbedingte Zersetzung des verwendeten Isoliergases in einem für praktische Anwendungen ausreichendem Masse begrenzt ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen von Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die erfindungsgemässe Anlage zeichnet sich dadurch aus, dass sie gegenüber schwefelhexafluoridisolierten Anlagen eine mindestens 1,2-fach grössere Spannungsfestigkeit aufweist, dass die erfindungsgemäss verwendeten Gasmischungen physiologisch unbedenklich sind, und dass gleichzeitig eine den zuverlässigen Betrieb der Anlage störende Russbildung durch die schaltfunkenbedingte Zersetzung des Gases vermieden wird.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
In einem ersten Ausführungsbeispiel wird ein Isoliergas, welches aus 82 Volumenprozent Bromchlordifluormethan (CBrClF2) und 18 Volumenprozent Schwefelhexafluorid (SF6) besteht in der gattungsgemässen Anlage verwendet. Diese Isoliergasmischung weist gegenüber reinem Schwefelhexafluorid eine 1,4-mal grössere dielektrische Festigkeit auf und be-0 sitzt bei 1 bar einen Siedepunkt von ca. -10°C. Durch das angegebene Mischungsverhältnis wird erreicht, dass die Russblldung durch die schaltfunkenbedingte Zersetzung des Gases verhältnismässig gering ist, und es als Isoliergas in gekapselten elektrischen Anlagen verwendbar ist. Diese Isoliergasmischung kann in ihrer Zusammensetzung zwischen 75-85 Volumenprozent CBrClF2 und 15-25 Volumenprozent SF6 variieren, ohne dass ihre Verwendbarkeit in gekapselten elektrischen Anlagen mit 1 bar Betriebsdruck oberhalb ei-0 ner minimalen Betriebstemperatur von -1O C bei gleichzeitig erheblich höherer Spannungsfestigkeit als SF6 wesentlich beeinträcntigt ist.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel wird eine Isoliergasmischung, welche aus 65 Volumenprozent Dichlortetrafluoräthan (C2C12F4) und 35 Volumenprozent Schwefelhexafluorid besteht, in der gattungsgemässen Anlage verwendet. Diese Isoliergasmischung weist gegenüber reinem Schwefelhexafluorid ebenfalls eine 1,4-mal grössere dielektrische Festigkeit auf. Da sie zudem bei 1 bar einen Siedepunkt von -100C und eine geringe Russbildung bei der schaltfunkenbedingten Zersetzung des Gases aufweist, ist sie als Isoliergas in gekapselten elektrischen Anlagen hervorragend geeignet. Hierbei ist es von weiterem Vorteil, dass ihr Preis gering ist. Diese Isoliergasmischung kann in ihrer Zusammensetzung zwischen 60 und 70 Volumenprozent C2C12F4 und 30 - 40 Volumenprozent SF6 variieren, ohne dass ihre bestimmungsgemässe Verwendbarkeit wesentlich beeinträchtigt ist.
In weiteren Ausführungsbeispielen werden Isoliergasmischungen, welche jeweils 30 Volumenprozent Tetrafluor-2-buten (C4F8) und~ 70 Volumenprozent Schwefelhexafluorid bzw. 30 Volumenprozent Hexafluorcyclobuten (C-C4F6) und 70 Volumenprozent Schwefelhexafluorid bzw. 64 Volumenprozent Perfluorbutan (C4F10) und 36 Volumenprozent Schwefelhexafluorid enthalten, in der gattungsgemässen Anlage verwendet.
Diese Mischungen weisen gegenüber reinem Schwefelhexafluorid eine 1,2-mal grössere dielektrische Festigkeit auf und haben bei einem Druck von 1 bar einen Siedepunkt von 100C.
Da sie ferner eine geringe Russbildung bei der schaltfunkenbedingten Zersetzung der Gaskomponenten aufweisen und darüber hinaus zum einen Teil untoxisch und zum anderen Teil in der verwendeten Konzentration phyiologisch unbedenklich sind, sind auch sie als Isoliergas in gekapselten elektrischen Anlagen gut geeignet. Diese Gasmischungen können in ihren Zusammensetzungen in dem im Patentanspruch 1 angegebenen Grenzen variieren, ohne dass ihre bestimmungsgemässe Verwendbarkeit beeinträchtigt ist.

Claims

Patentansprüche 1Gekapselte elektrische Anlage mit Sammelschienen, Trenn- und Erdungsschalter sowie Messwandler enthaltenden Teilräumen, welche mit einem Schwefelhexafluorid (SF6) enthaltendem Isoliergas von ca. 1 bar Betriebsdruck gefüllt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Isoliergas 75-85 Volumenprozent Bromchlordifluormethan (CBrClF2), 60-70 Volumenprozent Dichlortetrafluoräthan (C2C12F4), 60-70 Volumenprozent Perfluorbutan (C4Flo), 25-35 Volumenprozent Tetrafluor-2-buten (C4F8) oder 25-35 Volumenprozent Hexafluor-cyclobuten (c-C4F6) enthält.
2. Gekapselte elektrische Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Isoliergas ca. 82 Volumenprozent Bromchlordifluormethan (CBrClF2) und ca. 18 Volumenprozent Schwefelhexafluorid (SF6) enthält.
3. Gekapselte elektrische Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Isoliergas ca. 65 Volumenprozent Dichlortetrafluoräthan (C2C12F) und ca. 35 Volumenprozent Schwefelhexafluorid (SF6) enthält.
4. Gekapselte elektrische Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Isoliergas ca. 64 Volumenprozent Perfluorbutan (C4F10) und ca. 36 Volumenprozent Schwefelhexafluorid (SF6) enthält.
5. Gekapselte elektrische Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Isoliergas ca. 30 Volumenprozent Hexafluor-cyclobuten (c-C4F6) und ca. 70 Volumenprozent Schwefelhexafluorid (SF6) enthält.
6. Gekapselte elektrische Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Isoliergas ca. 30 Volumenprozent Tetrafluor-2-buten (C4F8) und ca. 70 Volumenprozent Schwefelhexafluorid (SF6) enthält.