NO144862B

NO144862B - OUTDOOR TRANSMISSION IN PRESSURE GAS INSULATED HIGH-VOLTAGE CONNECTOR WITH A DEVICE FOR AA DISPOSAL CONDENSATION OF PRESSURE GASES

Info

Publication number: NO144862B
Application number: NO780498A
Authority: NO
Inventors: Willi Olsen
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1977-02-23
Filing date: 1978-02-13
Publication date: 1981-08-17
Also published as: NO144862C; DE2708359C3; DE2708359B2; JPS53106441A; SE430838B; NO780498L; CA1105101A; SE7801296L; SU698562A3; DE2708359A1

Description

Oppfinnelsen angår et innendørs-høyspenningskoblings-anlegg med en rørformet kapsling som omslutter den hule høy-spenningsførende leder og inneholder en isolerende trykkgass som SFg eller lignende, og en trykkgassisolert friluftsgjen-nomføring som er bestemt for tilslutning til en friledning og utført for lave utetemperaturer og er anordnet ved den ytre ende av kapslingen, som går gjennom veggen av den bygning som omgir koblingsanlegget. The invention relates to an indoor high-voltage switching system with a tubular enclosure that encloses the hollow high-voltage conducting conductor and contains an insulating pressurized gas such as SFg or similar, and a pressurized gas-insulated open-air bushing which is intended for connection to an overhead line and designed for low outdoor temperatures and is arranged at the outer end of the enclosure, which passes through the wall of the building surrounding the switchgear.

Fra ETZ-A, 1973, hefte 7, særlig side 399, bilde 9, From ETZ-A, 1973, booklet 7, especially page 399, picture 9,

side 401, bilde 15 og side 416, bilde 6 eller fra "Technische Rundschau", nr. 8 av 24. februar 1978, side 17, bilde lia og 13 er slike innendørs-høyspenningskoblingsanlegg tidligere kjent. Ved disse innendørs-høyspenningskoblingsanlegg og også ved trykkgassisolerte friluftsgjennomføringer er lederne i alminnelighet utført hule for å spare gods. page 401, picture 15 and page 416, picture 6 or from "Technische Rundschau", No. 8 of February 24, 1978, page 17, picture 11a and 13, such indoor high-voltage switching systems are previously known. In the case of these indoor high-voltage switchgear and also in the case of pressurized gas-insulated open-air bushings, the conductors are generally hollow to save weight.

De kjente høyspenningskoblingsanlegg som er isolert med SFg-gass under trykk, arbeider ifølge VDE- og IEC-forskrifter The known high-voltage switching systems that are insulated with SFg gas under pressure work according to VDE and IEC regulations

i et område av omgivelsestemperaturer mellom - 25°C og + 40°C. in a range of ambient temperatures between - 25°C and + 40°C.

I slike høyspenningskoblingsanlegg utgjør det trykk hvor en kondensasjon av isolasjonsmiddelet kan ventes, ved - 25°C, 6 bar. Legger man et trykk av f.eks. 3,3 bar til grunn, kan en kondensasjon av isolasjonsmiddelet ventes ved ca. - 40°C. Nedenfor denne verdi av kondensasjonstrykket øker kravene til utstyret for den elektriske fasthet og de derved betingede større dimensjoner betraktelig. In such high-voltage switchgear, the pressure at which condensation of the insulating agent can be expected, at -25°C, amounts to 6 bar. If you put a print of e.g. 3.3 bar to the ground, condensation of the insulating agent can be expected at approx. - 40°C. Below this value of the condensation pressure, the requirements for the equipment for the electrical stability and the resulting larger dimensions increase considerably.

For ved effektbrytere å motvirke kondensasjon av slukke-middelet SFg som står under høyt trykk, i det angitte temperatur-område er det kjent å varme opp slukke- og isolasjonsmiddelet og gjøre bruk av en gassirkulasjon (jfr. DE-OS 16 65 169 og DE-AS 12 20 009). In order to prevent condensation of the extinguishing agent SFg under high pressure in circuit breakers, in the specified temperature range, it is known to heat the extinguishing and insulating agent and use a gas circulation (cf. DE-OS 16 65 169 and DE - AS 12 20 009).

Gassirkulasjonsanordninger for høyspenningskoblingsanlegg er énnvidere kjent fra US-PS 2 861 119 og 2 878 300 og fra GB-PS 1 190 925. Gas circulation devices for high-voltage switchgear are further known from US-PS 2 861 119 and 2 878 300 and from GB-PS 1 190 925.

Således viser US-PS 2 861 119 en forbindelsesleder mellom en generator som står ute i det fri,og en transformator som står i en bygning. Med denne utførelse er lederen, som ligger i en jordet kapsling, i det stykke av kapslingen som går gjennom veggen, og i et tilgrensende avsnitt av den av bygningen omgitte kapsling utført hul for å føre en gasstrøm, og har dels i området for sin ytre ende og dels i et kapslingsavsnitt som gren-ser til kapslingsstykket og er skilt fra det ved en gasstett støtteisolator, åpninger til forbindelse med gassrommet i ved-kommende kapslingsavsnitt for å muliggjøre en gasstrømning igangsatt av en sirkulasjonsinnretning forbundet med et av de av støtteisolatoren avdelte gassrom. De kjente gassirkulasjons-innretninger tjener i den forbindelse imidlertid ikke til oppvarmning, men til kjøling av de kapslede anleggsdeler, som drives med sterke strømmer. En gassirkulasjon er riktignok også kjent ved det trykkgassisolerte koblingsanlegg ifølge DE-OS 19 27 561 eller 24 57 763, men det dreier seg der om å fjerne forurens-ninger og fuktighet. Thus, US-PS 2 861 119 shows a connecting conductor between a generator which is standing outside and a transformer which is standing in a building. With this design, the conductor, which is located in an earthed enclosure, in the part of the enclosure that passes through the wall, and in an adjacent section of the enclosure surrounded by the building, is made hollow to conduct a gas flow, and has partly in the area of its outer end and partly in an enclosure section which borders the enclosure piece and is separated from it by a gas-tight support insulator, openings for connection with the gas space in the relevant enclosure section to enable a gas flow initiated by a circulation device connected to one of the gas spaces separated by the support insulator . In this connection, however, the known gas circulation devices do not serve for heating, but for cooling the encapsulated plant parts, which are operated with strong currents. A gas circulation is admittedly also known in the pressurized gas-insulated switching system according to DE-OS 19 27 561 or 24 57 763, but it is about removing contamination and moisture.

For å gjøre det mulig å utsette høyspenningskoblingsan-legg av den innledningsvis nevnte art for omgivelsestemperaturer på f.eks. - 55°C er det i alminnelighet nødvendig å treffe særskilte forholdsregler. Riktignok kan anbringelsen av trykkgassisolerte høyspenningskoblingsanlegg i bygninger sikre en viss beskyttelse mot direkte angrep av slike lave temperaturer. Men der melder seg en spesiell problematikk når koblingsanlegget har en trykkgassisolert friluftsgjennomføring som er bestemt for tilslutning til en friledning og må kunne utsettes for en minimumstemperatur av størrelsesorden - 55°C. In order to make it possible to expose high-voltage switchgear of the type mentioned at the outset to ambient temperatures of e.g. - 55°C, it is generally necessary to take special precautions. Admittedly, the placement of pressurized gas-insulated high-voltage switchgear in buildings can ensure some protection against direct attack by such low temperatures. But there is a particular problem when the switching system has a pressurized gas-insulated open-air penetration which is intended for connection to an overhead line and must be able to be exposed to a minimum temperature of the order of - 55°C.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å gi an-visning på et innendørs-høyspenningskoblingsanlegg av den innledningsvis nevnte art, som kan arbeide med økonomisk forsvar-lige dimensjoner og driftstrykk og selv ved temperaturer i området omkring - 55°C beholder sin isolasjonsevne. The invention is based on the task of providing instructions for an indoor high-voltage switchgear of the type mentioned at the outset, which can work with economically sound dimensions and operating pressure and even at temperatures in the region of -55°C retains its insulating ability.

Ifølge oppfinnelsen blir dette oppnådd ved at den hule leder for tilfellet av lave utetemperaturer,dels i området for den frie ende av friluftsgjennomføringen og dels i et gassrom inneholdt i et kapslingsavsnitt som slutter seg til det gjennom veggen førende kapslingsstykke og er avdelt fra dette ved en gasstett støtteisolator såvel som fra koblingsanleggets kapslingsrom ved en ytterligere gasstett støtteisolator, oppviser åpninger for en strømning av den isolerende trykkgass igangsatt av en sirkulasjonsinnretning som er forbundet med de respektive med støtteisolator avdelte gassrom og forsynt med en oppvarm-ningsinnretning. According to the invention, this is achieved by the hollow conductor for the case of low outside temperatures, partly in the area of the free end of the open air passage and partly in a gas space contained in an enclosure section which joins the enclosure piece leading through the wall and is separated from it by a gas-tight support insulator, as well as from the enclosure space of the switchgear at a further gas-tight support insulator, have openings for a flow of the insulating pressurized gas initiated by a circulation device which is connected to the respective gas spaces separated by the support insulator and equipped with a heating device.

Ved anvendelse av oppfinnelsen er det mulig å holde gasstettheten innenfor'gjennomføringen og dermed den^dielektriske fasthet av den trykkgassisolerte, særlig med SFg isolerte friluftsgjennomføring på en på forhånd bestemt verdi uavhengig av omgivelsestemperaturen, siden det er mulig ved hjelp av gass-strømningen å varme opp friluftsgjennomføringen fra det indre av det trykkgassisolerte høyspenningskoblingsanlegg. Da sirkulasjonsinnretningen er forsynt med en i og for seg kjent oppvarm-ningsinnretning, blir driftsberedskapen av friluftsgjennomfør-ingen og det trykkgassisolerte høyspenningskoblingsanlegg sikret nå dette bare er svakt eller i det hele tatt ikke belastet. By applying the invention, it is possible to keep the gas density within the feedthrough and thus the dielectric strength of the pressurized gas-insulated, especially SFg-insulated open-air feedthrough at a predetermined value regardless of the ambient temperature, since it is possible with the help of the gas flow to heat up the open-air feed-through from the interior of the pressurized gas-insulated high-voltage switchgear. As the circulation device is provided with a heating device known per se, the operational readiness of the open-air implementation and the pressurized gas-insulated high-voltage switchgear is ensured now that this is only weakly or not loaded at all.

Særlig gunstig er det at de gassførende tilslutningsled-ningér til sirkulasjonsinnretningene, som ligger på jordpoten-siål, på i og for seg kjent måte (US-PS 2 861 119) munner ut i kapslingene for de avdelte gassrom. Man kan -på denne måte drive den tapsvarme som oppstår i den høyspenningsførende leder ved belastning, direkte inn i friluftsgjennomføringen ved hjelp av en gasstrøm og føre den tilbake til isolasjonsrommet mellom den høyspenningsførende leder og friluftsgjennomføringens kapsling, resp. porselensisolator, uten at der behøves særskilte forholdsregler til isolasjon av sirkulasjonsinnretningene på jordpotensial. It is particularly advantageous that the gas-carrying connection lines to the circulation devices, which are at earth potential, in a manner known per se (US-PS 2 861 119) open into the enclosures for the separated gas spaces. In this way, the loss heat that occurs in the high-voltage conducting conductor under load can be driven directly into the open air feedthrough by means of a gas flow and lead it back to the insulation space between the high-voltage conducting conductor and the open air feedthrough's enclosure, resp. porcelain insulator, without the need for special precautions to isolate the circulation devices at ground potential.

Under henvisning til tegningen vil et utførelseseksempel på et trykkgassisolert høyspenningskoblingsanlegg ifølge oppfinnelsen bli beskrevet og dets virkemåte forklart. Fig. 1 viser skjematisk et trykkgassisolert høyspennings-koblingsanlegg i vertikalsnitt. Fig. 2 viser en detalj av dette koblingsanlegg med en With reference to the drawing, an embodiment of a pressurized gas-insulated high-voltage switchgear according to the invention will be described and its operation explained. Fig. 1 schematically shows a pressurized gas-insulated high-voltage switchgear in vertical section. Fig. 2 shows a detail of this switching system with a

trykkgassisolert friluftsgjennomføring. compressed gas-insulated open-air penetration.

På fig. 1 er der innenfor et hus 1 skjematisk vist et trykkgassisolert høyspenningskoblingsanlegg 2. Dette er, som det særlig fremgår av fig. 2, forsynt med en kapsling 4 som omslutter den høyspenningsførende leder 3 og har en friluftsgjen-nomf øring 6 som går gjennom veggen 5 av huset 1 og er bestemt for tilslutning til en luftledning. Forutsetningsvis skal der utenfor huset 1 herske temperaturer ned til ca. - 55°C, som kan in-fluere uheldig på den dielektriske fasthet av de anleggsdeler som blir utsatt for disse temperaturer, altså særlig delene i det indre av friluftsgjennomføringen 6, pga. den synkning i gasstetthet som inntrer som følge av kondensasjon. In fig. 1, a pressurized gas-insulated high-voltage switchgear 2 is schematically shown within a housing 1. This is, as is particularly clear from fig. 2, provided with an enclosure 4 which encloses the high-voltage conductor 3 and has an open-air conduit 6 which passes through the wall 5 of the housing 1 and is intended for connection to an overhead line. Presumably, temperatures outside house 1 should be down to approx. - 55°C, which can have an adverse effect on the dielectric strength of the plant parts that are exposed to these temperatures, i.e. in particular the parts in the interior of the open-air penetration 6, due to the decrease in gas density that occurs as a result of condensation.

Som vist på fig. 2 er lederen 3 som fører høyspenningen, As shown in fig. 2 is the conductor 3 which carries the high voltage,

utført hul i det indre av friluftsgjennomføringen 6, hvis ytter-mantel på vanlig måte kan bestå av porselen. Lederen 3 er også ut-ført hul i det avsnitt 4b av kapslingen 4 som går gjennom veggen av huset 1, såvel som i det minste i et tilgrensende kapslingsavsnitt 4a som omsluttes av huset 1 og tjener til å føre en gasstrøm. made hollow in the interior of the open air passage 6, the outer casing of which can normally consist of porcelain. The conductor 3 is also made hollow in the section 4b of the housing 4 which passes through the wall of the housing 1, as well as at least in an adjacent housing section 4a which is enclosed by the housing 1 and serves to conduct a gas flow.

Dels i området for den frie ende 7 av friluftsgjennom-føringen 6 og dels i kapslingsavsnittet 4a/ som ved hjelp av en gasstett støtteisolator 8 er skilt fra gassrommet 9 i avsnittet 4b, som har forbindelse med rommet 6a i friluftsgjennomføringen 6, har lederen 3 gjennomgangsåpninger 10. Gjennom disse åpninger 10 strømmer gassen i retningen for pilene på fig. 2, idet gass-strømningen settes i gang av en sirkulasjonsinnretning 12 som er forbundet dels med gassrommet 9 og dels med gassrommet 11 i kapslingsavsnittet 4a. Til dette formål munner de gassførende tilslutningsledninger 13, 14 fra sirkulasjonsinnretningen 12 inn i kapslingene 4a, 4b for de adskilte gassrom 9 og 11. Sirkulasjonsinnretningen 12 ligger innenfor huset 1 og blir ikke på-dratt med den lave temperatur som hersker utenfor. En ønskelig oppvarmning av den ved piler markerte gasstrøm kan fås ved hjelp av den tapsvarme som oppstår på lederen 3 ved nominell belastning av koblingsanlegget. Partly in the area of the free end 7 of the open-air feed-through 6 and partly in the enclosure section 4a/ which is separated by means of a gas-tight support insulator 8 from the gas space 9 in the section 4b, which is connected to the space 6a in the free-air feed-through 6, the conductor 3 has through openings 10. Through these openings 10, the gas flows in the direction of the arrows in fig. 2, the gas flow being initiated by a circulation device 12 which is connected partly to the gas space 9 and partly to the gas space 11 in the enclosure section 4a. For this purpose, the gas-carrying connection lines 13, 14 from the circulation device 12 open into the enclosures 4a, 4b for the separate gas chambers 9 and 11. The circulation device 12 is located inside the housing 1 and is not affected by the low temperature that prevails outside. Desirable heating of the gas flow marked by arrows can be obtained with the help of the heat loss that occurs on the conductor 3 at nominal load of the switching system.

Av hensyn til forholdene ved svakt belastet eller ube-lastet anlegg er sirkulasjonsinnretningen 12 imidlertid også mulig utrustet med en opphetningsinnretning som sørger for en oppvarmning av det fra tilslutningsledningen 14 tilsugede, kjølige isolasjonsmedium, så der inntrer en effektiv oppvarmning av friluftsgjennomføringen 6 selv når koblingsanlegget er frakoblet. Due to the conditions of a lightly loaded or unloaded installation, however, the circulation device 12 can also be equipped with a heating device that ensures a heating of the cold insulating medium sucked in from the connection line 14, so that an effective heating of the open air feedthrough 6 occurs even when the connection system is offline.

Den beskrevne anordning har den fordel at sirkulasjonsinnretningen uten videre kan anbringes på jordpotensial. På denne måte er det mulig å styre oppvarmningen av gassrommene og sirkulasjonen fra utetemperaturen uten stor påkostning til styremidler. Det er også mulig i tillegg å koble sirkulasjonen ut, resp. inn, i avhengighet av leder- eller gasstemperatur. The described device has the advantage that the circulation device can easily be placed at ground potential. In this way, it is possible to control the heating of the gas rooms and the circulation from the outside temperature without great expense for control means. It is also possible to switch off the circulation, resp. in, depending on conductor or gas temperature.

Løsningen ifølge oppfinnelsen er gunstig i alle tilfeller hvor anvendelsen av teknisk rent SFg eller også gassblandinger som kondenserer ved lavere temperaturer, f.eks. SFg og nitrogen, ikke fører frem ved gitte dimensjoner pga. den begrensede mu-lighet for trykkhøyning, og hvor der til effektiv senkning av trykket ville behøves en særkonstruksjon med større dimensjoner spesielt for anvendelse ved lave temperaturer. The solution according to the invention is beneficial in all cases where the use of technically pure SFg or also gas mixtures that condense at lower temperatures, e.g. SFg and nitrogen, do not lead forward at given dimensions due to the limited possibility of increasing pressure, and where to effectively lower the pressure, a special construction with larger dimensions would be needed, especially for use at low temperatures.

Claims

1. Indoor high-voltage switchgear with a tubular enclosure that encloses the high-voltage-carrying hollow conductor and contains an insulating pressurized gas such as SFg or similar, and with a pressurized gas-insulated open-air bushing intended for connection to an overhead line and arranged at the outer end of the enclosure and passing through the wall of the building that surrounds the switchgear, characterized in that the hollow conductor (3) for the case of low outdoor temperatures is partly in the area of the free end (7) of the open air passage (6) and partly in an enclosure section (4a) which joins it through the wall leading enclosure section (4b) and is separated from this by a gas-tight support insulator (8) as well as from the switchgear enclosure space (4) by a further gas-tight support insulator (8), has openings (10) for connection with the surrounding space (6a) in the passage respectively with the gas space (11) in the separated enclosure section (4a) to provide a flow of insulating pressurized gas initiated by a circulation device (12) which is connected to the respective gas spaces (9, 11) separated by support insulator (8) and is provided with a heating device (12).

2. High-voltage system as stated in claim 1, characterized in that the gas-carrying connection lines (13, 14) to the circulation device (12) arranged at earth potential open into the enclosures (4b, 4a) for the separated gas spaces (9, 11).