DE2118176A1

DE2118176A1 - Dreipolige gekapselte Hochspannungsleitung

Info

Publication number: DE2118176A1
Application number: DE19712118176
Authority: DE
Inventors: Fritz 6101 Rheinheim Hoffmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-04-08
Filing date: 1971-04-08
Publication date: 1972-10-26
Also published as: US3751578A; CH534970A; FR2132646B1; FR2132646A1

Description

SIEMENS AKTIENaESELLSCHAFT Erlangen, 8, April 19?t Berlin und München Werner"von-Siemens-Str,

Unser Zeichen: VPA 71/3725 Sm/ün

Dreipolige gekapselte Hochspannungsleitung

Die Erfindung befaßt sich mit einer dreipoligen Hochspannungsleitung mit einer zylindrischen Metallkapselung, in der drei vorzugsweise rohrförmige Hochspannungsleiter auf den Ecken eines Dreiecks angeordnet sind. Solche Hochspannungsleitungen werden zumeist mit einer Druckgasisolierung ausgeführt. Sie können insbesondere als dreipoliges Sammelschienensystem dienen. Dann werden in regelmäßigen, relativ engen Abständen- Abzweigleitungen aus de rjzylindri sehen Kapselung herausgeführt.

Bei einem aus der deutschen Auslegeschrift 1 194 026 bekannten Drehstromsammelschienensystem sind die Hochspannungsleiter in symmetrischer Anordnung mit Stützisolatoren befestigt, die jeweils an zwei Seiten jedes Hochspannungsleiters angreifen. Die Stützisolatoren sind mit ihrem dem Leiter abgekehrten Ende an Schottwänden befestigt, die sternförmig unter einem Winkel von 120° zueinander in der Kapselung untergebracht sind und jeweils einen eigenen Gasraum für jeden Hochspannungsleiter begrenzen. Diese Anordnung erfordert relativ viele Einzelteile, zumal Einstellmöglichkeiten an der Verbindungsstelle von Leiter und Stützisolator vorgesehen sind. Außerdem können die Schottwände ukc¹. Befestigungsmittel die dielektrische Festigkeit beeinträchtigen, so daß eine Anwendung bei sehr hohen Spannungen von z.B. 110 kV kaum möglich ist.

Die Erfindung hat das Ziel, den für eine dreipolige Hochspannungsleitung der eingangs genannten Art erforderlichen Aufwand ohne Einbuße an elektrischer Festigkeit zu verringern. Gleichzeitig muß die Hochspannungsleitung auch mechanisch ausreichend fest sein, um vor allem den elektrodynamischen Kräften im Kurzschlußfall widerstehen zu können.

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Erfindungsgemäß sind drei Isolierkörper für jede Abstützung vorgesehen, von denen jeder einen Hochspannungsleiter mindestens zum Teil umfaßt und an zwei Stellen der Metallkapselung befestigt ist, die
der entfernt sind.

befestigt ist, die mindestens um 90° Umfangswinkel voneinan-

Da die Isolierstoff körper nur noch an der Kapselung selbst befestigt sind, können die sternförmig angeordneten Schottwände entfallen. Trotzdem reicht die elektrische Festigkeit der Anordnung aus, weil die Kriechwege und Durchschlagsstrekken an dem Isolierkörper infolge der :aim mindestens 90° Umfangs— winkel versetzten Befestigungsstellen groß ausfallen. Sie sind erheblich größer als bei Anordnungen, bei denen die Hochspannungsleiter von radial zur Kapselungsachse führenden Stützisolatoren getragen ^werden. Gegenüber anderen bekannten Hochspannungsleitungen, bei denen die Hochspannungsleiter von einem ringförmigen, für alle drei Leiter gemeinsamen, einseitig an der Kapselung befe-stigten Isolierstoffkörper gehalten werden, ist speziell die Gefahr von Phasenkurzschlüssen durch Kriechwege wesentlich verringert, weil die Wege längs Isolierstoff-Oberflächen zwischen den Phasenleitern etwa doppelt so lang sind.

Bei der Erfindung wählt man vorzugsweise symmetrische Anord- . nungen, bei der alle Isolierkörper gleich ausgebildet sind. Zweckmäßig sind dabei Formen mit Isolierkörpern, die an um 120° Umfangswinkel versetzten Stellen mit für jeweils zwei Isolierkörper gleichen Befestigungsmitteln an der Metallkapselung angebracht sind. Eine vorteilhafte Anbringungsmöglieii-= keit besteht darin, daß jeweils zwei Isolierkörper mit einer Schraube gegen einen zwischen den Isolierkörpern liegenden Vorsprung gepreßt werden, der mit der Kapselung verbunden ist; Der Vorsprung kann mit der Kapselung aus einem Stück bestehen«, Man kann aber auch vorteilhaft eine elastische Abstützung durch-" einen Gummikörper erhalten, der vorteilhaft durch Graphitzusats

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oder Siliziumcarbid (SiC) mehr oder weniger leitend gemacht ist und beim Zusammenschrauben der Isolierkörper so verformt wird, daß' er sich gegen die Innenseite der Metallkapselung drückt. Eine ähnliche Befestigung kann man auch im Bereich des Hochspannungsleiters vorsehen, so daß eine schwingungsdämpfend nachgiebige, aber ausreichend sichere Befestigung erreicht wird.

Die Erfindung wird vorzugsweise mit symmetrischen Isolierkörpern verwirklicht, die zwei im gleichen Sinn wie die Metallkapselung gekrümmte Arme aufweisen. Durch die Krümmung im gleichen Sinne ergibt sich eine Verlängerung des Kriechweges, wie an Hand des Ausführungsbeispieles noch näher erläutert wird. Besonders günstig sind Isolierkörper, die in einem Schnitt quer zur Längsachse der Hochspannungsleiter profiliert sind, weil man auf diese Weise eine hohe Festigkeit bei geringem Materialaufwand erreichen kann. Die Isolierkörper können zweckmäßig über den größten Teil des Querschnitts Ausnehmungen aufweisen. Dabei ist es günstig, wenn man die die Ausnehmungen umgebenden Schenkel im Bereich des Hochspannungsleiters zu einem diesen umfassenden Ring verbindet. Der Ring kann die zu einer Klemmbefestigung notwendige Verstärkung der Isolierstoffteile im Bereich des Leiters ergeben. Am anderen Ende, d.h. im Bereich der Befestigungsstelle an der Kapselung, kann man eine Verstärkung dadurch erhalten, daß die Querschnittshöhe der Isolierstoffkörper vom Hochspannungsleiter zur Befestigungsstelle hin derart abnimmt, daß die Schenkel an der Befestigungsstelle ineinander übergehen. Man erhält dadurch einen "frei aufliegenden Träger" mit annähernd gleichmäßiger Verteilung der größten mechanischen Spannungen.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung, die in den Figuren 1 und 2 zwei zueinander senkrechte Schnitte zeigt, ein Ausführungsbeispiel einer dreipoligen Hochspannungsleitung für beispielsweise 110 kV beschrieben. Die

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Hochspannungsleitung kann Teil einer druckgasisolierten Hochspannungsschaltanlage sein. Sie. kann dort insbesondere die Sammelschiene eines Drehstromsystems bilden.

Mit 1 ist die zylindrische Metallkapselung bezeichnet, die Erdpotential aufweist. In ihr sind drei Hochspannungsleiter 2, und 4 auf den Ecken eines gleichschenkligen Dreiecks angeordnet. Die Anordnung ist symmetrisch zur Achse eines zylindrischen Änschlußstutzens 5, mit dem ein abzweigender Leiter 6 umgeben ist. Die Hochspannungsleiter sind Aluminium- oder Kupferrohre _$ während die Kapselung 1 üblicherweise aus Stahl besteht. *

Die Abstützung der Hochspannungsleiter 2, 3, 4 gegenüber der Kapselung 1 erfolgt durch drei Isolierkörper 8, diel vorteilhaft gleich und symmetrisch ausgebildet sein können und in einer Ebene senkrecht zur Achse der Kapselung liegen. Die Isolierkörper haben den aus Fig. 2 ersichtlichen profilierten Querschnitt. Ihre zwei Arme 7* 9 umfassen die Hochspannungsleiter Z₉ 3_? 4 mit einer ringförmigen Verdickung 10, die die Schenkel 11 und 12 des Profils verbindet. Die Schenkel haben, wie die Figur 1 zeigt, eine mit der Krümmung der Kapselung 1 übereinstimmende Krümmung mit zwei Bögen 13 und 14 mit einem größeren Durchmesser als die Bögen 15 und 16 auf der der Kapselung 1 abgekehrten Seite. Dadurch ergibt sich eine vom Hochspannungsleiter zur Kapselungjhin abnehmende Querschnittshöhe, so daß die Schenkel 11 und 12 an den Befestigungsstellen zusammenlaufen.

Die Bögen 13» 15 und 14, 16 sind etwa in der Mitte der Arme 7, 9 durch zwei Stege 19, 20 verbunden, während der dazwischen liegende größte Teil des Querschnitts von Ausnehmungen 21 gebildet wird. Die Isolierkörper 8 sind somit leichte, aber me-' chanisch feste Gebilde, die weitgehend als Träger gleicher Spannungsbeanspruchung gestaltet sind. Die Ausnehmungen 21 sorgen ferner dafür, daß bei der in Richtung des elektrischen

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Feldes verlaufende Schichtung von festen und gasförmigen Isolierstoffen die Gase nur gering beansprucht sind, so daß es nicht zum Glimmen kommt.

In Fig. 2 ist in einem Schnitt längs der Kapselungsachse zu sehen, wie ein Isolierkörper 8 mit den Flanschen 11 und 12 den Hoehspannungsleiter 3 umfaßt. Zur Festlegung des Hochspannungsleiters wird ein Gummiring 16 mit einem Isolierstoffring 17 zusammengepreßt, der mit geeigneten Schrauben gegen einen Bund 18 gezogen wird. Der Ring 17 kann unter Umständen auch mit einem Außengewinde versehen und in ein Innengewinde eingeschraubt werden.

Die Figur 2 läßt ferner erkennen, daß die Isolierkörper 8 an der Befestigungsstelle an der Kapselung. 1 eine Ausnehmung 22 aufweisen. In diese greift ein Vorsprung 23 des ,Jeweils benachbarten Isolierkörpers. 8. Jeweils zwei Isolierkörper begrenzen an der gemeinsamen Befestigungsstelle zusammen eine Nut 24, in der ein Gummikörper 25 beim Zusammenpressen der Isolierkörper mit Hilfe einer Schraube 26 so verformt wird, daß er sich gegen die beiden Isolierkörper einerseits und die Kapselung 1 andererseits drückt. Dadurch erhält man. eine elastische, aber spielfreie Festlegung der Hochspannungsleiter gegenüber der Kapselung,

Die Figur 2 zeigt* daß; uie Isolierkörper in Längsrichtung der Kapselung 1 gegenüber der Achse des Stutzens 5 versetzt angeordnet sind. Dies ist trotz der vom abzweigenden Leiter 6 ausgehenden Stromkräfte deshalb möglich, weil die erfindungsgemäßen Isolierkörper mechanisch stabile Teile sind. Sie sind im Gießoder Preßverfahren einfach herzustellen. Durch ihre der Kapselungswand angepaßte bogenförmige Ausbildung und die am Umfang um 120^Q versetzten Befestigungsstellen bieten sie ferner so lange Kriechwege zwischen den Hochspannungsleitern und der Kapselung Jt daß die Betriebs-' und Prüf spannungen gegenüber Anordnungen mit zur Kapselungsaehse radial verlaufende Stützisolatoren wesentlich erhöht werden= kjänneji*

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S3.

Da die Isolierkörper keine Bearbeitung der Leiter oder der Kapselung an den B.efestigungsstellen benötigen, können sie _r in beliebigen Abständen längs der Kapselung angeordnet werden.

2 Figuren
10 Ansprüche

Claims

2118Ί76 VPA 7Ί /3725 - 7 - Patentansprüche

1./Dreipolige Hochspannungsleitung mit einer zylindrischen Metallkapselung, in der drei vorzugsweise rohrförmige Hochspannungsleiter auf den Ecken eines Dreiecks angeordnet sind, wobei zur Abstützung dienende Isolatoren Jeweils an zwei Seiten jedes Hochspannungsleiters angreifen, gekennzeichnet durch drei Isolierkörper (8) für jede Abstützung, von denen jeder einen Hochspannungsleiter (2, 3, 4) mindestens zum Teil umfaßt und an zwei Stellen der Metallkapselung (1) befestigt ist, die mindestens um 90° umfangswinkel voneinander entfernt sind.

2. Dreipolige Hochspannungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Isolierkörper (8) gleich ausgebildet sind.

3· Dreipolige Hochspannungsleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Isolierkörper (8) an um 120° Umfangswinkel versetzten Stellen mit für jeweils zwei Isolierkörper gleichen Befestigungsmitteln (25, 26) an der Metallkapselung (1) angebracht sind.

4. Dreipolige Hochspannungsleitung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Isolierkörper (8) mit einer . Schraube (26) gegen einen zwischen den Isolierkörpern liegenden Vorsprung (25) gepreßt werden, der mit der Metallkapselung (1) verbunden ist.

■5. Dreipolige Hochspannungsleitung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung von einem elastischen Körper (25) gebildet wird, der von den beiden Isolierkörpern (8) gegen die Metallkapselung (1) gedrückt wird.

6. Dreipolige Hochspannungsleitung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch symmetrische Isolierkörper

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(β) mit zwei im gleichen Sinn wie die Metallkapselung (1) gekrümmten Armen (7» 9)*

7. Dreipolige Hochspannungsleitung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierkörper-(8) in einem Schnitt quer zur Längsachse der Hochspannungsleiter (2, 3, 4) überwiegend profiliert sind.

8. Dreipolige Hochspannungsleitung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierkörper über den größten Teil

- des Querschnitts Ausnehmungen aufweisen.

9. Dreipolige Hochspannungsleitung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die die Ausnehmungen umgebenden Schenkel (11, 12) des Querschnitts im Bereich des Hochspannungsleiters zu einem diesen umfassenden Ring (10) verbunden sind.

10. Dreipolige Hochspannungsleitung nach Anspruch 7, 8 oder 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittshöhe vom Hochspannungsleiter (2, 3, 4) zur Befestigungsstelle hin derart abnimmt, daß die Schenkel (11, 12) an der Befestigungsstelle ineinander übergehen.

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