DE3211089A1 - Mounting of a line bushing - Google Patents

Mounting of a line bushing

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Abstract

A bushing mounting device for use in large ceramic bushings of high-voltage installation parts has vibration dampers (11, 12) to increase the resistance to earthquakes. The vibration dampers (11, 12) are friction dampers which consist of a number of cup springs which are arranged on both sides of the mounting flange (3) of the bushing (2). <IMAGE>

Description

Befestigung einer Leitungsdurchführung Attachment of a cable bushing

Die Erfindung betrifft Vorrichtunyen zum Befestigen eine Durchführung, wie sie für Abschnitte von Leitungsdrähten bei Leistungstransformatoren oder Ölschaltern verwendet werden, und insbesondere eine Befestigungsvorrichtung für große Durchführungen an Hochspannungsausrüstungsteilen, z. B. für Spannungen von 400 kV und mehr.The invention relates to Vorrichtunyen for fastening a bushing, as they are for sections of lead wire in power transformers or oil switches can be used, and in particular a fastener for large feedthroughs on high voltage equipment, e.g. B. for voltages of 400 kV and more.

Wenn Hochspannungseinrichtungen in einer Umgebung eingesetzt werden, wo die Belastung durch Luftverschmutzung wie Salz oder Staub sehr hoch ist, müssen die verwendeten Durchführungen lange Porzellankörper haben mit einer besonders großen Oberflächenkriechstromstrecke, damit die elektrischen Teile derartigen Umweltbelastungen standhalten. Werden solche Einrichtungen in Zonen mit häufigen Erdbeben eingesetzt, z. B. in Japan, werden sie erdbebenfest ausgelegt.When high voltage equipment is used in an environment where the exposure to air pollution such as salt or dust is very high the bushings used have long porcelain bodies with a particularly large one Surface leakage current path, so that the electrical parts such environmental pollution withstand. If such devices are used in zones with frequent earthquakes, z. B. in Japan, they are designed to be earthquake-proof.

Wenn nun eine auf einem elektrischen Ausrüstungsteil installierte Durchführung Erdstöße erleidet, treffen diese auf die Durchführung häufig verstärkt auf, was mit der Einbauposition, der Fundamentierung und den Behälterteilen des elektrischen Ausrüstungsteils zusammenhängt, so daß die Durchführung dann stärker in Schwingungen versetzt wird als erwartet. Die Eigenfrequenz der Durchführung ist durch ihre Gewichtsverteilung und die Steifigkeit der verschiedenen Teile des elektrischen Ausrüstungsgegenstandes bestimmt. Wenn die Eigenfrequenz der Durchführung nahe der auftretenden Erdbebenfreguenz ist oder ihr gleicht, tritt Resonanz auf, so daß die Schwingungen auf sehr große Werte verstärkt werden. Dadurch aknn die Bruchfestigkeit der Durchführung überschritten werden, so daß sie zu Bruch geht.Now if one were installed on an electrical piece of equipment Implementation suffers tremors, these hit the implementation often intensified on what to do with the installation position, the foundation and the container parts of the electrical equipment related, so that the implementation then stronger is vibrating than expected. The natural frequency of implementation is by their weight distribution and the rigidity of the various parts of the electrical Equipment determined. If the natural frequency of the implementation is close to the occurring earthquake frequency is or is equal to occurs resonance so that the vibrations are amplified to very large values. As a result, aknn the breaking strength of the implementation are exceeded, so that it breaks.

Man kann allgemein sagen, daß der überwiegende Teil der Frequenzen eines Erdbebens zwischen eins und zehn Hertz liegt. Auf elektrischen Einrichtungsgegenständen von 220 kV oder mehr befestigte Durchführungen besitzen eine Eigenfrequenz von weniger als zehn Hertz. Durchführungen für diese Nennspannungen sollten deshalb eine ausreichende dynamische Festigkeit haben.One can generally say that the majority of the frequencies of an earthquake is between one and ten Hertz. On electrical furnishings Bushings attached to 220 kV or more have a natural frequency of less than ten Hertz. Bushings for these nominal voltages should therefore have a sufficient have dynamic strength.

Die Durchführungen sollten so ausgelegt sein, daß das etigste Erdbeben, das in der Zukunft zu erwarten ist, anstelle des stärksten Bebens, das bisher stattgefunden hat, berücksichtigt wird. Eine Durchführung mit einem kleinen Porzellanrohr hat eine hohe Eigenfrequenz, so daß kein Resonanzphänomen auftritt.The bushings should be designed so that the most frequent earthquake, that is to be expected in the future instead of the strongest earthquake ever has, is taken into account. Has a bushing with a small porcelain tube a high natural frequency so that no resonance phenomenon occurs.

Allgemein werden die Schwingungen des größten Erdbebens die Bruchspannung eines Porzellanrohres mit einer Höhe von bis zu 3 bis 4 m nicht übersteigen. Bei größerer Länge oder Höhe des Porzellanrohres wird auch der Durchmesser größer, und das Gewicht steigt entsprechend. Damit wird auch die mechanische Beanspruchung, die bei Schwingungen auftritt, größer. Speziell bei einer Durchführung, die gegen Beschädigung durch Salz widerstandsfähig ist und für elektrische Ausrüstungsgegenstände der 500 kV- Klasse verwendet wird, kann die Höhe des oberen Porzellanrohres 6 bis 8 m betragen, wobei ihre Eigenfrequenz in der Größenordnung von 3 bis 5 Hertz liegt. Während eines Erdbebens können die Schwingungen dann so stark werden, daß die Bruchfestigkeit des Porzellanrohres überschritten wird, wobei Resonanzerscheinungen dazu ihren Beitrag leisten. Eine Durch- führung für elektrische Bauteile der Höchstspannungsklasse (1000 kV) besitzt ein Porzellanrohr von etwa 12 m Länge.In general, the vibrations of the largest earthquake become the breaking stress of a porcelain pipe with a height of up to 3 to 4 m. at The greater the length or height of the porcelain tube, the greater the diameter, and the weight increases accordingly. This also reduces the mechanical stress that occurs with vibrations is greater. Especially with an implementation that is against Damage from salt is resistant and to electrical equipment the 500 kV class is used, the height of the upper porcelain tube can be 6 to 8 m, their natural frequency being in the order of 3 to 5 Hertz. During an earthquake, the vibrations can become so strong that the breaking strength of the porcelain tube is exceeded, with resonance phenomena contributing to this Afford. A through guide for electrical components of the highest voltage class (1000 kV) has a porcelain tube about 12 m long.

Für ein solches Rohr besteht bei Erdbeben besonders Gefahr der Beschädigung.Such a pipe is particularly at risk of damage in the event of an earthquake.

Eine Durchführung wird mit einer Befestigungsvorrichtung auf dem Einrichtungsteil angebracht, wie es die Fig. 1 zeigt. Der Befestigungsflansch 3 der Durchführung 2 ist dabei fest mit einem Sitz 1 für die Durchführung auf dem Einrichtungsteil verbunden. Bei einem Erdbeben werden die Schwingungen des Untergrundes durch das Fundament und die Behälterteile des elektrischen Einrichtungsgegenstandes verstärkt, wodurch die Amplitude der Schwingungen auf ein Mehrfaches gesteigert wird. Damit kßnn die im Porzellanrohr auftretende Spannung oder Beanspruchung über der Bruchspannung liegen, so daß die Durchführung zerstört wird.A bushing is made with a fastening device on the piece of equipment attached, as shown in FIG. The mounting flange 3 of the implementation 2 is fixed with a seat 1 for implementation on the piece of equipment tied together. During an earthquake, the vibrations of the subsoil are caused by the The foundation and the container parts of the electrical equipment are reinforced, whereby the amplitude of the vibrations is increased several times. In order to kknn the stress or stress occurring in the porcelain tube above the breaking stress lie so that the implementation is destroyed.

Um die Erdbebenfestigkeit der Durchführung zu erhöhen, sind diverse Vorrichtungen vorgeschlagen worden, mit deren Hilfe die Schwingungen am Befestigungsteil beträchtlich gedämpft werden, um auf diese Weise die auftretenden Beschleunigungskräfte zu vermindern.In order to increase the seismic resistance of the bushing, there are various Devices have been proposed by means of which the vibrations on the fastening part considerably dampened in this way the acceleration forces occurring to diminish.

Ein Ausführungsbeispiel einer derartigen bekannten Vorrichtung ist in der Fig. 2 dargestellt. Der Wirkungsbereich eines öldämpfers 5 mit Schraubendruckfedern 4, die mit zueinander gleichen Abständen über den Umfang eines Befestigungsteils angeordnet sind, ist durch eine Befestigungsführung 6 eingeschränkt, so daß der dämpfer 5 nicht eher anspricht, bevor die im Porzellanrohr auftretende Beanspruchung die Bruchfestigkeit überschritten hat. D.h., der Dämpfer tritt erst in Wirkung, wenn große Schwingungen auftreten, um den Stoß der Schwingung zu vermindern, d.h.An embodiment of such a known device is shown in FIG. The range of action of an oil damper 5 with helical compression springs 4, which are spaced equally from one another over the circumference of a fastening part are arranged is restricted by a mounting guide 6 so that the damper 5 does not respond before the stress occurring in the porcelain tube has exceeded the breaking strength. This means that the damper only takes effect when when large vibrations occur in order to reduce the shock of the vibration, i.e.

die Reaktion der Durchführung auf die Beschleunigung, um dadurch die Erdbebenfestigkeit zu erhöhen.the reaction of the implementation to the acceleration, thereby reducing the To increase seismic resistance.

Im Betrieb der Vorrichtung nach Fig. 2 ist die Verlagerung der Durchführung durch die gestrichelte Linie 2' in Fig. 3 angedeutet, d.h., die Verlagerung findet so statt, daß der Rand des Befestigungsflansches 3 der Schwenkmittelpunkt ist. In diesem Fall ist die Auslenkstrecke des bldämpfers 3 mit seinen Schraubenfedern groß, und der Kompressionsweg der Schraubenfedern 4 ist groß, so daß die Federkraft aufgrund der Kompression sich stark mit der Amplitude ändert. Abhängig von der Größe der Amplitude kann deshalb die im Porzellanrohr auftretende Spannung deren Bruchfestigkeit übersteigen. Die Konstruktion ist also nicht immer erdbebensicher. Wenn die Phase der Durchführung durch eine Schwingung mit großer Amplitude umgekehrt wird, dann kann der Befestigungsflansch 3 der Durchführung 2 heftig gegen die Führung 6 schlagen, was eine starke Stoßbeanspruchung zur Folge hat. Dies ist ein wesentlicher Nachteil der herkömmlichen Vorrichtung.In the operation of the device according to FIG. 2, the implementation is shifted indicated by the dashed line 2 'in Fig. 3, i.e., the displacement is taking place so instead that the edge of the mounting flange 3 is the pivot center. In In this case, the deflection distance of the image damper 3 with its coil springs is large, and the compression travel of the coil springs 4 is large, so that the spring force due to compression varies greatly with amplitude. Depending on the size of the Amplitude, therefore, the stress occurring in the porcelain tube can reduce its breaking strength exceed. So the construction is not always earthquake-proof. When the phase the implementation is reversed by an oscillation with a large amplitude, then the mounting flange 3 of the bushing 2 can hit the guide 6 violently, which results in strong shock loads. This is a major disadvantage the conventional device.

In der US-PS 4 267 400 ist eine weitere Durchführungsdämpferkonstruktion gezeigt, die der oben beschriebenen in gewisser Weise ähnlich ist, bei der jedoch ein elastischer Puffer, eine Balgenabdichtung und Tellerfedern mit Vorteil eingesetzt sind. Aber auch diese Vorrichtung weist nur einen Federsatz auf, so daß die Verschiebung oder Verlagerung der Durchführung in der oben angedeuteten Weise begrenzt ist.In U.S. Patent 4,267,400 there is another grommet design which is somewhat similar to that described above, but in which an elastic buffer, a bellows seal and disc springs are used to advantage are. But this device also has only one set of springs, so that the displacement or relocation of implementation is limited in the manner indicated above.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die mit den herkömmlichen Durchführungsbefestigungen verbundenen Nachteile bezüglich ihrer Erdbebensicherheit zu beseitigen, weshalb gemäß eines speziellen Merkmals die erfindungsgemäße Durchführungsbefestigungs Frilctionsdämpfer aus zahlreichen übereinandergestapelten Ringfedern wie Becherfedern oder ringförmigen Federn aufweist, die auf beiden Seiten eines an der Durchführung befestigten Flansches oder Sitzes angeordnet sind.The invention is based on the object with the conventional Penetration fixings associated disadvantages with regard to their earthquake security to eliminate why, according to a special feature, the leadthrough fastening according to the invention Friction damper made of numerous stacked ring springs such as cup springs or has annular springs on either side of the bushing attached flange or seat are arranged.

Im einzelnen zeigt die Zeichnung: Fig. 1 das Erläuterungsbild der Anbringung einer auf einem elektrischen Einrichtungsteil befestigten Durchführung; Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch eine herkömmliche Durchführungsbefestigung; Fig. 3 ein Schaubild zum Beschreiben der Funktion der Vorrichtung aus Fig. 2; Fig. 4 eine vertikale Teilschnittansicht einer Durchführungsbefestigung in einer ersten Ausführungsform der Erfindung; Fig. 5 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 4 von einer zweiten Ausführungsform; Fig. 6 ein Erläuterungsschaubild zur Demonstration der Funktion der Vorrichtungen nach den Figuren 4 und 5.In detail, the drawing shows: FIG. 1 the explanatory image of Attachment of a bushing fastened to an electrical device part; Fig. 2 is a vertical section through a conventional bushing mount; Fig. 3 is a diagram for describing the function of the device of FIG. 2; Fig. 4 a vertical partial sectional view of a grommet mount in a first Embodiment of the invention; FIG. 5 is a sectional view similar to FIG. 4 of one second embodiment; 6 is an explanatory diagram for demonstrating the Function of the devices according to FIGS. 4 and 5.

Die Erfindung wird nun in Verbindung mit den Ausführungsformen der Figuren 4 und'5 beschrieben. Auf Ober- und Unterseite eines Befestigungsflansches 3 einer Durchführung 2 sind Reibungsdämpfer 11 und 12 angeordnet. Sie bestehen aus Stapeln von ringförmigen Federn wie Ring- oder Becherfedern und sind mit untereinander gleichem Abstand auf einem Kreis angeordnet und mit Bolzen und Muttern 14 an einem Sitz 13 befestigt. Der Raum zwischen dem Flansch 3 der Durchführung und dem Sitz 13 ist durch einen Balg 15 abgedichtet.The invention will now be considered in connection with the embodiments of FIG Figures 4 and 5 described. On the top and bottom of a mounting flange 3 of a bushing 2 are friction dampers 11 and 12 arranged. they consist of Stacking of ring-shaped springs such as ring or cup springs and are with each other arranged equidistantly on a circle and with bolts and nuts 14 on one Seat 13 attached. The space between the flange 3 of the bushing and the seat 13 is sealed by a bellows 15.

Wenn auf das elektrische Einrichtungsteil KräEte eines Erdbebens einwirken, wird die Durchführung entsprechend der gestrichelten Linie 2" in Fig. 6 ausgelenkt. Mit anderen Worten, die Durchführung schwingt um den Mittelpunkt ihres Befestigungsflansches, und die vertikale Bewegung wird durch die Reibungsdämpfer 11 und 12, die am Umfang des Befestigungsflansches angeordnet sind, gedämpft. Es läßt sich somit auch bei Schwingungen von nur geringer Stärke eine Dämpfung erzielen, und die am Durchführungsende wirkenden Stoßkräfte sind auf einen geringen Wert reduziert.If the forces of an earthquake act on the electrical equipment, the implementation is deflected according to the dashed line 2 ″ in FIG. In other words, the bushing swings around the center of its mounting flange, and the vertical movement is through the friction dampers 11 and 12, which are on the circumference of the mounting flange are arranged, damped. It can therefore also be used with Vibrations of only low strength achieve damping, and that at the end of the bushing acting impact forces are reduced to a low value.

Die Dämpfungsfaktoren von Durchführungen der 500kV-Klasse oder der flöchstspannungsklasse (1000 ks1) sind im allgemeinen in der Größenordnung von 5 bis 7 %, und die Beschleunigungsauswirkungen an ihren Enden betragen das 7- bis 15-fache. Wenn also ein starkes Erdbeben auftritt, können die Beanspruchungen im Porzellanrohr die Bruchfestigkeitswerte übersteigen. Porzellanrohr der Höchstspannungsklasse (1000 kV) sind 10 bis 12 m lang, und eine Studie über Erdbebenfestigkeit in einer Zone, wo häufig Erdbeben auftreten, z. B. in Japan, hat gezeigt, daß die Durchführungen Erdbeben auszuhalten vermögen, wenn die Beschleunigungsreaktion an den Durchführungsenden auf etwa das 5-fache herabgesetzt ist. Wenn also bei Höchstspannungsdurchführungen Reibungsdämpfer mit einem Dämpfungsfaktor von etwa 10 % eingesetzt werden, können elektrische Einrichtungsgegenstände den höchsten auftretenden Erdbeben standhalten.The damping factors of bushings in the 500kV class or the The maximum voltage class (1000 ks1) are generally of the order of 5 to 7%, and the acceleration effects at their ends are 7 to 15 times. So when a strong earthquake occurs, the stresses in the Porcelain pipe exceed the breaking strength values. Porcelain pipe of the highest voltage class (1000 kV) are 10 to 12 m long, and an earthquake resistance study in one Zone where earthquakes occur frequently, e.g. B. in Japan, has shown that the bushings Able to withstand earthquakes if the acceleration reaction at the implementation ends is reduced to about 5 times. So if with high voltage bushings Friction dampers with a damping factor of around 10% can be used electrical furnishings withstand the highest earthquakes occurring.

Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Fig. 5 dargestellt. Hierbei sind auf der Ober- und Unterseite eines Durchführungsbefestigungssitzes 13a Reibungsdämpfer 11a, 12a angeordnet und mit einem Befestigungsflansch 3 der Durchführung gekuppelt. Der Raum zwischen dem Befestigungsflansch 3 der Durchführung und dem Durchführungsbefestigungssitz 13a ist mit einem Balg 15a abge- schlossen, der die Reibungsdämpfer umgibt. Die Reibungsdämpfer können in diesem Fall also in das Gehäuse des elektrischen Einrichtungsteils einbezogen werden. Es versteht sich, daß der Schwingungsdämpfungseffekt dieser Vorrichtung genau dem der Fig. 4 gleicht.Another embodiment of the invention is shown in FIG. Here are on the top and bottom of a bushing mounting seat 13a arranged friction damper 11a, 12a and with a mounting flange 3 of the Implementation coupled. The space between the mounting flange 3 of the implementation and the bushing attachment seat 13a is closed with a bellows 15a. closed surrounding the friction damper. In this case, the friction dampers can be in the housing of the electrical device part are included. It goes without saying that the vibration damping effect of this device is exactly the same as that of FIG.

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Claims (10)

Befestigung einer Leitungsdurchführung Patentansprüche Befestigungsvorrichtung einer Leitungsdurchführung mit einem Flansch für das Befestigen der Durchführung, der am unteren Ende eines Porzellanrohres der Durchführung angeordnet ist, und einem Befestigungssitz, mit dem der Flansch über eine Vielzahl von Dämpfern verbunden ist, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t daß sich die Dämpfer (11, 12) auf beiden Seiten des Befestigungsflansches (3) befinden. Fastening a cable bushing Patent claims fastening device a cable bushing with a flange for fastening the bushing, which is arranged at the lower end of a porcelain tube of the implementation, and one Fastening seat with which the flange is connected via a large number of dampers is that the damper (11, 12) is on both sides of the mounting flange (3). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfer (11, 12) Reibungsdämpfer mit einer Vielzahl von Becherfedern sind. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the damper (11, 12) are friction dampers with a variety of cup springs. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfer (11, 12) mit untereinander gleichen Abstanden über den Umfang zu beiden Seiten des Flansches (3) anyeordnet sind und Federn aufweisen, und daß Bolzen vom Sitz (13) sich aufwärts durch die Federn erstrecken. 3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the damper (11, 12) with mutually equal distances over the circumference on both sides of the Flange (3) are arranged and have springs, and that the bolt from the seat (13) extend upward through the springs. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Flansch (3) und dem Sitz (13) eine Abdichtung (15) vorgesehen ist.4. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that a seal (15) is provided between the flange (3) and the seat (13). 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung aus einem flexiblen Balg besteht, der mit seinen Enden am Flansch (3) und am Sitz (13) befestigt ist und radial innerhalb der Dämpfer (11) liegt.5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the seal consists of a flexible bellows with its ends on the flange (3) and on the seat (13) is attached and is located radially inside the damper (11). 6. Befestigungsvorrichtung einer Leitungsdurchführung mit einem Flansch für die Befestigung der Durchführung, der am unteren Ende eines Porzellanrohres der Durchführung angeordnet ist, und einem Befestigungssitz, der mit dem Flansch über eine Vielzahl von Dämpfern verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfer (11a, 12a) zu beiden Seiten des Befestigungssitzes (13a) angeordnet sind.6. Fastening device for a cable bushing with a flange for fastening the bushing at the lower end of a porcelain tube the implementation is arranged, and a mounting seat that is connected to the flange is connected via a plurality of dampers, characterized in that the dampers (11a, 12a) are arranged on both sides of the fastening seat (13a). 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfer (11a, 12a) Reibungsdämpfer mit einer Vielzahl von Tellerfedern sind.7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the damper (11a, 12a) are friction dampers with a plurality of disc springs. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Abdichtung (15a) zwischen dem Flansch (3) und dem Sitz (13a).8. Apparatus according to claim 6, characterized by a seal (15a) between the flange (3) and the seat (13a). 9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfer mit zueinander gleichen Abständen am Umfang zu beiden Seiten des Sitzes (13a) angeordnet sind und Bolzen vom Flansch (3) abwärts durch die Federn (11a, 12a) verlaufen.9. Apparatus according to claim 6, characterized in that the damper arranged at equal intervals on the circumference on both sides of the seat (13a) and bolts from the flange (3) down through the springs (11a, 12a). 10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung aus einem flexiblen Balg (15a) besteht, der mit seinen Enden zwischen den Flansch (3) und den Sitz (13a) eingefügt ist und radial außerhalb der Dämpfer (12a) liegt.10. Apparatus according to claim 8, characterized in that the seal consists of a flexible bellows (15a) with its ends between the flange (3) and the seat (13a) is inserted and radially outside the damper (12a).
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