DE2457763A1

DE2457763A1 - Aus starren segmenten aufgebaute mit gas gefuellte hochspannungsleitung

Info

Publication number: DE2457763A1
Application number: DE19742457763
Authority: DE
Inventors: Gijsbrecht Coenraad V Deventer; Gerard Adriaan Visser
Original assignee: NKF Kabel BV
Current assignee: NKF Kabel BV
Priority date: 1973-12-12
Filing date: 1974-12-06
Publication date: 1975-06-19
Also published as: FR2254863B1; IT1027034B; GB1447937A; NL7316991A; JPS5332067B2; BE823183A; US4011396A; CH578237A5; ZA747822B; JPS5091789A; FR2254863A1; SE7415377L

Description

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3· D8Z· 197^· ' 22—11 — 197^··

Aus starren Segmenten aufgebaute mit Gas gefüllte
Hochspannungsleitung.

Die Erfindung bezieht sich auf eine mit

einem Isoliergas unter einem Betriebsdruck von mehr als 1 Bar gefüllte Hochspannungsleitung, in der ein oder
mehrere Leiter von Isolatoren abgestützt werden, die in einen rohrförmigen Mantel gefasst sind, welche Leitung aus miteinander verbundenen starren Segmenten aufgebaut ist. In einer derartigen Leitung besteht das Isoliergas im allgemeinen aus Schwefelhexafluorid oder einem Gemisch von Schwefelhexafluorid und Luft oder Stickstoff, das
bis zu 30 VoI♦$> Luft bzw. Stickstoff enthält.

Gewöhnlich werden bei der Montage eineiv Hochspannungsleitung eine Anzahl starrer Segmente mit

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einer bestimmten Länge miteinander verbunden. Eine derartige Leitung kann mit Hilfe gasdichter Zwischenwände in eine Anzahl Abteile unterteilt sein. Dies erleichtert das Evakuieren, das Füllen mit Isoliergas und die überwachung der Hochspannungsleitung'. Hochspannungsleitungen vom Typ, auf den sich die Erfindung bezieht, können auch aus gasdichten Segmenten aufgebaut sein, die bei der Herstellung bereits mit Isoliergas bis zu'dem gewünschten Betriebsdruck gefüllt sind, Eine Leitung, die aus derartigen Segmenten aufgebaut ist, weist den Vorteil auf, dass, wenn die Leitung z.B. durch mechanische Gewalt oder auf andere Weise undicht wird, gewöhnlich nicht mehr als ein Segment leerlaufen wird und also verhältnismässig wenig Gas verloren geht. Der Ersatz eines solchen Segments wird keine grossen Schwierigkeiten bereiten.

Ein Nachteil der zuerst beschriebenen Bauart besteht darin, dass eine Prüfung jedes einzelnen Segments unter den Betriebsbedingungen vor der Montage tatsächlich nicht gut möglich ist.

Ein Nachteil beider Bauarten besteht darin, dass eine regelmässige Prüfung des Gases auf Verunreinigungen, wie Zersetzungsprodukte des Gases, Staubteilchen und Wasser, und eine Entfernung dieser Verunreinigungen, sowie ein Ausgleich geringer Gasverluste verwickelte Konstruktionen erfordern.

Die Erfindung bezweckt, diese Schwierigkeiten zu vermeiden. Diese Aufgabe wird mit einer Hoch-

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spannungsleitung erfüllt, die nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, dass die mit Gas gefüllten Räume angrenzender Segmente über ein Verschlussglied miteinander verbunden sind, das unter Betriebsbedingungen geöffnet > ist, aber sich schliesst, wenn die Drücke in den angrenzenden Segmenten um mehr als einen zuvor bestimmten Betrag voneinander verschieden sind.

Bei einer Hochspannungsleitung nach der

Erfindung ist über die Segmente und die unter üblichen Betriebsbedingungen geöffneten Verschlussglieder eine Durchströmung des Gases durch die ganze Leitung möglich, wobei das ausströmende Gas gereinigt und z.B. nach einer bestimmten nachstehend noch näher zu beschreibenden Ausführungsform über den gewöhnlich hohlen Leiter in den mit Gas gefüllten Raum in der Hochspannungsleitung zurückgeführt werden kann. Unter Betriebsbedingungen sind in diesem Zusammenhang diejenigen Bedingungen zu verstehen, unter denen in angrenzenden Segmenten die Drücke des Isoliergases um weniger als einen bestimmten Wert voneinander verschieden oder einander nahezu gleich sind. Unter diesen Bedingungen ist es möglich, das Isoliergas mit einer bestimmten Geschwindigkeit durch die Hochspannungsleitung strömen zu lassen und geringe Gasverluste auszugleichen. Wenn jedoch ein Bruch in dem Mantel eines der Segmente auftritt, wodurch der Druck im betreffenden Segment schnell abnimmt, schli'essen die Verschlussglieder die Zufuhr von Isoliergas aus angrenzenden Segmenten zu

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dem beschädigten Segment ab.

Nach Ausbesserung oder nach Ersatz des beschädigten Segments Öffnen sich die Verschlussglieder, wenn der Betriebsdruck im ausgebesserten oder ersetzten Segment erreicht ist, wodurch die Verbindung zwischen den Gasräumen der betreffenden Segmente wiederhergestellt wird.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungs gernässen Hochspannungsleitung ist diese aus einer Anzahl von Segmenten aufgebaut, die bereits vor dem Aufbau mit Isoliergas bis zu einem Druck gefüllt sind, der mindestens genügt, um die Verschlussglieder im geschlossenen Zustand zu halten, und der höchstens gleich dem Betriebsdruck ist.

Bei Anwendung dieser Segmente ist es möglich, diese bereits vor der Montage unter dem Betriebsdruck in der Fabrik elektrisch zu prüfen. Dann können die Segmente erwünschtenfalls auf einen niedrigeren Druck gebracht werden, der genügt, um die Verschlussglieder im geschlossenen Zustand zu halten. Das umständliche Evakuieren und das anschliessende Füllen mit Isoliergas von grösseren Hochspannungsleitungsabschnitten nach der Montage wird bei dieser bevorzugten Ausführungsform vermieden.

Die Verschlussglieder können Ventile enthalten, die pneumatisch und/oder elektrisch oder durch einen Druckunterschied des Isoliergases zu beiden Seiten des Verschlussgliedes selber direkt betätigt werden.

Bei den zuerst genannten Möglichkeiten

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werden die Drücke in angrenzenden Segmenten gemessen und bei Feststellung eines den zulässigen Wert überschreitenden Druckunterschiedes wird das Ventil im Verschlussglied durch pneumatische und/oder elektrische Mittel geschlossen.

Vorzugsweise wird aber ein Verschlussglied verwendet, in dem ein Ventil durch die Strömung des Isoliergases beim Überschreiten eines bestimmten Druckunterschiedes zwischen angrenzenden Segmenten direkt betätigt wird. Ein derartiges Verschlussglied kann einfach aufgebaut sein und es besteht keine oder nahezu keine Gefahr vor Störungen, wie sie bei einem Verschlussglied, das mittels eines von einer Messvorrichtung herrührenden Signals betätigt wird, wohl auftreten können.

Ein Verschlussglied, das vorzugsweise in

der Hochspannungsleitung verwendet wird, enthält in der einfachsten Form ein Ventil, das von einer Feder mit einer derartigen Spannung im geöffneten Zustand gehalten wird, dass beim Überschreiten eines bestimmten Druckunterschiedes des Gases zu beiden Seiten des Verschlussgliedes das Ventil geschlossen wird.

Die Verschlussglieder können auf verschiedene Weise in der Hochspannungsleitung untergebracht sein. Die Verschlussglieder können z.B. im Hohlleiter angebracht sein. Weiter ist es möglich, bei Segmenten, die an den Enden mittels einer zugleich als Stützglied wirkenden Wand verschlossen sind, in dieser Wand die Verschlussglieder unterzubringen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass

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die Gasräume in aufeinanderfolgenden geschlossenen Segmenten und Verbindungsteilen durch Verbindungsleitungen miteinander verbunden sind, in denen Verschlussglieder untergebracht sind.

■Zum Rundpumpen des' Isoliergases kann ein

Hohlleiter bei einigen der vorgenannten Möglichkeiten als Rückleitung dienen. Auch ist es möglich, zu diesem Zweck eine gesonderte Leitung parallel zu der Hochspannungsleitung anzuordnen.

Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Teil einer Hochspannungsleitung nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt durch ein Verschlussglied zur Anwendung in einer Hochspannungsleitung nach der Erfindung, und

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Teil

einer anderen Ausführungsform einer Hochspannungsleitung nach der Erfindung.

Eine Ausführungsform einer Hochspannungsleitung nach der Erfindung ist aus einer Anzahl starrer Segmente aufgehaut, von denen Teile 1 und 2 in Fig. 1 dargestellt sind. Die Segmente bestehen aus je einem metallenen Aussenrohr 3A bzw. 3B (z.B. aus einer Aluminiumlegierung) und je einem hohlen metallenen Leiter 4A bzw. kB (z.B. aus Aluminium). Die Hohlleiter ^A und kB sind bei 5 und 6 gasdicht verschlossen und über eine Anzahl

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metallener Leiter 7 miteinander verbunden. Die Aussenrohre 3A und 3-B sind über den rohrförmigen metallenen Verbindungsteil 8 gasdicht miteinander verbunden, z.B. dadurch, dass der Verbindungsteil 8 bei 9 und 10 am ganzen Umfang auf den metallenen Aussenrohren 3A und 3B festgesclweisst wird. Der Verbindungsteil 8 ist mit einem Verschlussglied 11 versehen, durch das der Verbindungsteil evakuiert und mit Isoliergas gefüllt werden kann. Die Hohlleiter kA und 4 B werden innerhalb der Aussenrohre 3A und 3B von Isolatoren aus einem nichtleitenden Kunststoff abgestützt, von denen in Fig. 1 drei dargestellt sind (12, 13 und 14). In den Hohlleitern befinden sich Verschlussglieder bei 15 und 16 (schematisch dargestellt) und öffnungen 17 und 18.

Fig. 2 zeigt schematisch den Aufbau eines

Verschlussgliedes, das in der Yand des hohlen metallenen Leiters 4A angebracht ist, von dem ein Teil dargestellt ist» Das Verschlussglied enthält grundsätzlich einen metallenen Rohrteil 21, der auf der Innenseite mit einem umlaufenden Sitzrand 22 und über den Umfang mit einer Anzahl axial verlaufender Rippen versehen ist, von denen zwei (23 und 24) in Fig. -2 dargestellt sind. Die Rippen dienen zur Zentrierung und zur axialen Führung des Verschlussgliedes 25, das aus einem Stiel 26, der mit dem Sitzrand 22 beim Abschliessen des Gasstromes durch das Glied zusammenwirkt, und aus einem Kopf 27 besteht. Der Ubergangsrand von dem Stiel 26 zu dem Kopf 27 dient als Anliegefläche für die Feder 28, die am anderen Ende auf

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dem Sitzrand 22 aufruht. Die Wirkungsweise des in Fig. 2 gezeigten Verschlussgliedes ist folgende: wenn die Drücke in angrenzenden Gasräumen der Leitung, die über das Verschlussglied miteinander in Verbindung stehen, um mehr al's einen vorher bestimmten Betrag voneinander verschieden sind, und zwar in der Weise, dass der Druck links von dem in Fig. 2 dargestellten Verschlussglied niedriger als rechts von diesem Glied ist, wird das' Verschlussglied nach links gedrückt. Dabei wird die von dem Kopf 27 abgekehrte Endfläche des Stieles 2.6 gegen den Sitzrand 22 gedrückt, wodurch der Gasstrom durch das Verschlussglied abgeschlossen wird. Der Wert des Druckunterschiedes, bei dem das Verschlussglied den Gasstrom abschliesst, ist von der Feder 28 abhängig. Die Federspannung wird derart gewählt, dass eine konstante geringe Gasströmung, die für Reinigungszwecke und zum Ausgleich von Gasverlusten genügt, möglich ist.

Fig. 3 zeigt einen Teil einer anderen Ausführungsform einer Hochspannungsleitung nach der Erfindung. Die entsprechenden Teile sind in dieser Figur mit den gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 bezeichnet. Die Segmente sind an den Enden durch die Stützglieder 12 und 13 verschlossen. Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform stehen die Gasräume in den dargestellten Segmenten 1 und über die Verbindungsleitungen 31 und 32 miteinander in Verbindung. In den Verbindungsleitungen 31 und 32 sind Verschlussglieder 33 und 3^- (schematisch dargestellt),

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z.B. von dem" in Fig. 2 dargestellten Typ, untergebracht. Die Hochspannungsleitung nach der Erfindung wird auf folgende leise aufgebaut: die Leitung besteht aus Segmenten, die vorzugsweise bereits in der Fabrik mit dem Isoliergas, wie SFz-, z.B. bis zu einem Druck von K Bar gefüllt sind. Bei diesen Segmenten wirken die Endisolatoren als eine gasdicht verschliessende Wand. Die Verschlussglieder sind derart angebracht, dass durch -den Druckunterschied in bezug auf die umgebende Atmosphäre die Glieder im geschlossenen Zustand gehalten werden. An der Stelle, an der die Leitung verlegt werden soll, werden die Segmente gasdicht und elektrisch mit Hilfe eines rohrförmigen metallenen Verbindungsteiles (8), der am ganzen Umfang (bei 9 und 10) auf den metallenen Aussenrohren (3-A-,3B) der Segmente (1 und 2) festgeschweisst wird und über eine Anzahl von Metalleitern (7) miteinander verbunden, über die die Hohlleiter (4a und 4b) miteinander verbunden werden. Der Verbindungsteil wird dann evakuiert und mit Isoliergas gefüllt, wobei die Verschlussglieder sich öffnen. Der Verbindungsteil»kann auch als Ausdehnungskompensator ausgebildet sein. Die Verschlussglieder (15 und 16 in Fig. 1; 33 und 3k in Fig. Z) sind derart angebracht, dass bei einer Abnahme des Gasdruckes in einem der Segmente (1,2) in der Weise, dass der Druckunter·schied einen durch die Federspannung im Verschlussglied bestimmten Wert überschreitet, die Gaszufuhr zu diesem Segment über die sich an beiden Enden des Segments befindenden Verschlussglieder abgeschlossen wird. Wenn

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auch die Räume in den Hohlleitern über Verbindungsleitungen miteinander verbunden werden, können die Hohlleiter bei dieser Ausführungsform als Rückleitung für das Isoliergas, wirken. Es leuchtet ein, dass nach der Erfindung eine Hochspannungsleitung erhalten wird, in der ein konstanter Gasdruck aufrechterhalten werden kann, so dass eine kontinuierliche Reinigung und etwaige Ergänzung beim Auftreten geringer Isoliergasverluste durch kleine Lecke möglich ist. Beim Auftreten grosser Lecke kann aber nur ein geringer Teil des Isoliergases verloren gehen.

Ein weiterer Vorteil ist der, dass die Segmente bereits in der Fabrik auf den Betriebsdruck gebracht und getestet werden können.

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Claims

- .11 - PATENTANSPRÜCHE . PHK. 104. 22-II-I974

1. / Mit einem Isoliergas unter einem Betriebsdruck von mehr als 1 Bar gefüllte Hochspannungsleitung, in der ein oder mehrere Leiter von Isolatoren abgestützt werden, die in einen rohrförmigen Mantel gefasst sind, welche Leitung aus miteinander verbundenen starren Segmenten aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Gas gefüllten Räume angrenzender Segmente über ein Verschlussglied miteinander verbunden sind, das unter den Betriebsbedingungen geöffnet ist, aber sich schliesst, wenn die Drücke in den angrenzenden Segmenten um mehr als einen vorher bestimmten Betrag voneinander verschieden sind.

2. Hochspannungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung aus einer Anzahl von Segmenten aufgebaut ist, die bereits vor dem Aufbau mit Isoliergas bis zu einem Druck gefüllt sind, der mindestens genügt, um die Verschlussglieder im geschlossenen Zustand zu halten, und der höchstens gleich dem Betriebsdruck ist. 3· Hochspannungsleitung nach Anspruch 1,

dadur.ch gekennzeichnet, dass das Verschlussglied ein Ventil enthält,-das von einer Feder im geöffneten Zustand gehalten wird, solange der Druckunterschied des Gases zu beiden Seiten des Verschlussgliedes einen bestimmten ¥ert nicht überschreitet.

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