CH621439A5 - Encapsulated, compressed-gas-insulated high-voltage switching station - Google Patents

Description

621439 2

PATENTANSPRÜCHE Die Erfindung bezieht sich auf eine gekapselte, druckgasiso-

1. Gekapselte, druckgasisolierte Hochspannungsschaltan- lierte Hochspannungsschaltanlage, mit scheibenförmigen Isolage, mit scheibenförmigen Isolatoren, die an ihrem Umfang latoren, die an ihrem Umfang gehaltert sind, und zur Führung gehaltert sind, und zur Führung und gasdichten Durchverbin- und gasdichten Durchverbindung eines oder mehrerer Leiter dung eines oder mehrerer Leiter Durchführungsvorrichtungen s Durchführungsvorrichtungen aufweisen.

aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass als Durchführungs- Scheibenförmige Isolatoren, die gleichzeitig auch zur

Vorrichtungen Eingussarmaturen (2) vorgesehen sind, die im Abschottung der Hochspannungsschaltanlage verwendet wer-

Längsschnitt nach innen gewölbt sind, dass der scheibenför- den, sind für elektrische und mechanische Beanspruchung zu mige Isolator (1) im Querschnitt eine Einschnürung (7) auf- bemessen.

weist, die ringförmig den bzw. die Leiter umfasst, und dass der i o Es ist eine Hochspannungsschaltanlage bekanntgeworden, scheibenförmige Isolator im Bereich innerhalb der ringförmi- deren als Tragisolatoren ausgebildete scheibenförmige Isolatogen Einschnürung annähernd so dick oder dicker ist, wie an sei- ren zur Herabsetzung der Tangentialfeldstärke, insbesondere nem Umfang ausserhalb der ringförmigen Einschnürung an der Stossstelle zwischen Phasenleiter und Scheibenisolator, (Fig. 1 ). in diesem Bereich stark verbreitert sind. Zwar ist die Stossstelle

2. Gekapselte, druckgasisolierte Hochspannungsschaltan- 15 elektrisch entlastet, doch ist die Feldstärke am Übergang vom läge, mit scheibenförmigen Isolatoren, die an ihrem Umfang sehr breiten Fuss des Isolators zu seiner übrigen Dicke, ange-gehaltert sind, und zur Führung und gasdichten Durchverbin- stiegen, was sich als ungünstig erweist.

dung eines oder mehrerer Leiter Durchführungsvorrichtungen Ferner sind dreiphasig gekapselte Sammelschienen für aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass als Durchführungs- Hochspannungsschaltanlagen bekanntgeworden, mit Tragisovorrichtung ein bzw. jeweils ein Leiter (13) an einem (auf einer 20 latoren, die der hier geforderten elektrischen und mechani-Seite des scheibenförmigen Isolators befindlichen) Ende einen sehen Bedingungen genügen, aufgrund ihrer konstruktiven zylindrischen Ansatz (11) aufweist, der durch eine Öffnung (12) Formgebung als Schottisolatoren aber nicht in Frage kommen, des scheibenförmigen Isolators hindurchragt und mit dem auf Es sind weiterhin für eine Hochspannungsschaltanlage der anderen Seite des Isolators gegenüberliegenden Ende des scheibenförmige Isolatoren (im weiteren kurz Isolatoren Leiters leitend verbunden ist, und dass beide Leiterenden mit 25 genannt) vorgeschlagen worden, die zur günstigen Beeinflus-ihren Stirnseiten gegen den scheibenförmigen Isolator gas- sung der Tangentialfeidstärke Eingussarmaturen aufweisen, dicht anliegen, dass der scheibenförmige Isolator (1) im Quer- über die die Phasenleiter verbunden sind, und welche unmittel-schnitt eine Einschnürung (7) aufweist, die ringförmig den bzw. bar die Stossstelle mit dem Isolator bilden. Durch eine umlau-die Leiter umfasst, und dass der scheibenförmige Isolator im fende Ausbauchung am Umfang der Eingussarmatur, welche Bereich innerhalb der ringförmigen Einschnürung annähernd 30 im Isolator eingebettet ist, wird zwar eine elektrische Entla-so dick oder dicker ist, wie an seinem Umfang ausserhalb der stung der Stossstelle erreicht, bei hoher seitlicher Druckbela-ringförmigen Einschnürung (Fig. 2). stung des Isolators können aber schädliche Materialspannun-

3. Hochspannungsschaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gen durch Materialpressungen an der Flanke der Ausbauchung gekennzeichnet, dass der scheibenförmige Isolator eine Ring- des Isolators entstehen. Ferner begünstigt die Art der Haltearmatur (5) mit einem an ihrer Innenseite umlaufenden Steg (6) 35 rung des Isolators in der Ringarmatur ein Durchbiegen dessel-aufweist, auf dessen Flanken der scheibenförmige Isolator auf- ben, indem dieser in dieselbe zwar teilweise hineinragt, aufgeschrumpft ist. grund von Materialschrumpfungen aber zwischen beiden keine

4. Hochspannungsschaltanlage nach Anspruch 1, dadurch starre Verbindung besteht.

gekennzeichnet, dass der scheibenförmige Isolator (1) direkt an Isolatoren, die auch den Anforderungen als Schottisolato-

einem Flansch der Kapselung befestigt ist. 40 ren für eine Hochspannungsschaltanlage entsprechen, sind

5. Hochspannungsschaltanlage nach Anspruch 4, dadurch nicht bekannt.

gekennzeichnet, dass die Berührungsflächen zwischen dem Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochspan-scheibenförmigen Isolator (1) und Flansch mit einer dauerela- nungsschaltanlage der eingangs genannten Art mit einem Isolastischen Schicht ( 16) versehen sind. tor zu schaffen, der den elektrischen und mechanischen Anfor-

6. Hochspannungsschaltanlage nach Anspruch 2, dadurch « derungen genügt, unter besonderer Berücksichtigung der seitli-gekennzeichnet, dass die Öffnungen ( 12) des scheibenförmigen chen Tragkraft, der mechanischen Steifigkeit, bzw. der Verrin-Isolators zur besseren Entformung leicht konisch ausgebildet gerung der Durchwölbung (Durchbiegung) des Isolators bei sind. unterschiedlicher, seitlicher Druckbelastung, hervorgerufen

7. Hochspannungsschaltanlage nach Anspruch 6, dadurch durch eine Druckdifferenz des Isolier- oder Schaltgases zwi-gekennzeichnet, dass zur Verbesserung der elektrischen Festig- so sehen den beiden Seiten des Isolators.

keit der Fuge (15) zwischen Leiter und scheibenförmigem Isola- Diese Aufgabe wird bei einer ersten Variante dadurch tor die Öffnung ( 12) mit einer elektrisch leitenden Schicht ver- gelöst, dass als Durchführungsvorrichtungen Eingussarmatu-

sehen ist. ren vorgesehen sind, die im Längsschnitt nach innen gewölbt

8. Hochspannungsschaltanlage nach einem der Ansprüche sind, dass der scheibenförmige Isolator im Querschnitt eine 2,6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der scheibenförmige 55 Einschnürung aufweist, die ringförmig den bzw. die Leiter Isolator eine Ringarmatur (5) mit einem an ihrer Innenseite umfasst, und dass der scheibenförmige Isolator im Bereich umlaufenden Steg (6) aufweist, auf dessen Flanken der schei- innerhalb der ringförmigen Einschnürung annähernd so dick benförmige Isolator aufgeschrumpft ist. oder dicker ist, wie an seinem Umfang ausserhalb der ringför-

9. Hochspannungsschaltanlage nach einem der Ansprüche migen Einschnürung.

2,6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der scheibenförmige m> Dabei erweist sich die im Querschnitt konkave Form der

Isolator ( 1 ) direkt an einem Flansch der Kapselung befestigt ist. Eingussarmatur als günstig, da bei hoher seitlicher Druckbela-

10. Hochspannungsschaltanlage nach Anspruch 9, dadurch stung und minimaler Durchbiegung des Isolators das Material gekennzeichnet, dass die Berührungsflächen zwischen dem desselben in der Mulde der Eingussarmatur entsprechend glei-scheibenförmigen Isolator (1) und Flansch mit einer dauerela- ten kann, ohne dass es zu den eingangs erwähnten Materialstischen Schicht ( 16) versehen sind. « pressungen kommen kann.

Die Aufgabe wird weiterhin in einer zweiten Variante

3 621439

dadurch gelöst, dass als Durchführungsvorrichtung ein bzw. Bei einer direkten Befestigung des Isolators am Flansch der jeweils ein Leiter an einem auf einer Seite des scheibenförmi- Kapselung mit Schraubenbolzen ist es vorteilhaft, die Berüh-

gen Isolators befindlichen Ende einen zylindrischen Ansatz auf- rungsflächen zwischen dem Isolator und der Kapselung mit weist, der durch eine Öffnung des scheibenförmigen Isolators einer dauerelastischen Schicht zu versehen, so dass Material-

hindurchragt und mit dem auf der anderen Seite des Isolators 5 dehnungen in radialer Richtung, wie sie aufgrund von erhöhten gegenüberliegenden Ende des Leiters leitend verbunden ist, Temperaturen auftreten können, ohne weiteres ermöglicht und dass beide Leiterenden mit ihren Stirnseiten gegen den werden.

scheibenförmigen Isolator gasdicht anliegen, dass der schei- Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson-

benförmige Isolator im Querschnitt eine Einschnürung auf- dere darin, dass der Isolator gleich gute elektrische und mecha-

weist, die ringförmig den bzw. die Leiter umfasst, und dass der 10 nische Eigenschaften aufweist, so dass er auch hohen seitlichen scheibenförmige Isolator im Bereich innerhalb der ringförmi- Druckbelastungen bei nur unwesentlicher Durchbiegung stand-

gen Einschnürung annähernd so dick oder dicker ist wie an sei- hält und schädliche Materialspannungen vermieden sind,

nem Umfang ausserhalb der ringförmigen Einschnürung. Anhand der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele

Durch günstige Materialverteilung und Formgebung wer- dargestellt, die im folgenden näher beschrieben werden. Es den die Widerstandsmomente des Isolators genau an den Stel- 15 zeigt:

len erhöht, an denen im Betriebsfall die grössten Biegekräfte Fig. 1 einen montierten Isolator im Querschnitt;

durch Druckbelastung auftreten. Diese Stellen sind bei drei Fig. 2 eine Durchverbindung der Phasenleiter im Isolator.

Phasenleitern, insbesondere der Mittenbereich innerhalb der In Fig. 1 ist ein Isolator 1 dargestellt mit Eingussarmaturen

Anordnung der drei Phasen, sowie bei fester Randeinspannung 2, über welche die Phasenleiter 3 durchverbunden sind. Zur des Isolators die Zone im Einspannbereich. 20 Verringerung des Verlaufs der Tangentialfeldstärke zwischen

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung den Phasenleitern 3 und der Kapselung 4 der Hochspannungs-

besteht darin, dass der Isolator eine Ringarmatur mit einem an Schaltanlage ist der Isolator im Querschnitt mit einer Einschnü-

ihrer Innenseite umlaufenden Steg aufweist, auf dessen Flanken rung 7 versehen. An seinem Umfang weist der Isolator eine der scheibenförmige Isolator aufgeschrumpft ist. Ringarmatur 5 auf, mit einem an ihrer Innenseite umlaufenden

Bei einer starren Befestigung des Isolators in axialer Rieh- 2s Steg 6, auf dessen Flanken der Isolator aufgeschrumpft ist. Der tung werden die Biegekräfte von den Widerstandsmomenten Isolator ist über die Ringarmatur 5 zwischen zwei Flanschen 8

des Isolators sofort aufgenommen und es erfolgt nur eine mini- der Kapselung 4 befestigt. Zur Aufnahme von Wärmedehnun-

male Durchbiegung desselben. Ist der Isolator hingegen an sei- gen in radialer Richtung sind am Umfang des Isolators Luft-

nem Umfang nicht starr befestigt, etwa weil sich aufgrund von spalte 9 vorhanden. An seinen seitlichen Auflageflächen sind

Materialschrumpfung dünne Luftspalte gebildet haben und 30 Nuten 10 für eine Dichtung vorgesehen.

damit ein gewisses Spiel vorhanden ist, so geht dasselbe bei Nach Fig. 2 geschieht die Durchverbindung der Phasenlei-

Belastung mit in die Durchbiegung des Isolators ein und ver- ter im Isolator so, indem der Phasenleiter 13 an seinem einen grössert dieselbe. Eine möglichst minimale Durchbiegung des Ende einen zylindrischen Ansatz 11 aufweist, der durch eine

Isolators ist besonders dann wichtig, wenn dieser zur Halte- Öffnung 12 des Isolators hindurchragt und mit dem anderen rung eines Schubtrenners verwendet wird, da wegen der Hub- 35 Ende des Phasenleiters 13 leitend verbunden ist, und beide Pha-

bewegung des Trennerstifts schon eine geringe Durchbiegung senleiter über eine Spannvorrichtung (nicht dargestellt) mit des Isolators eine grössere Winkelabweichung zur Folge hat, ihren Stirnseiten gegen den Isolator gasdicht angepresst wer-

so dass der Trennerstift den Gegenkontakt verfehlen kann. den. Damit der Isolator nach dem Giessen beim Herausnehmen

Dadurch, dass der Isolator auf den Steg der Ringarmatur aus der Form nicht beschädigt wird, sind die Öffnungen 12

aufgeschrumpft ist, ist er in axialer Richtung fixiert, während er 40 leicht konisch ausgeführt. Die in der Fuge 15 auftretende Feld-

durch geringe Luftspaltvorgabe an seinem Umfang in radialer stärke kann durch einen darin angebrachten leitenden Belag

Richtung Wärmedehnungen aufnehmen kann. gesteuert werden.

G

1 Blatt Zeichnungen