DE3020651C2

DE3020651C2 - Freileitungsabzweig für eine gasisolierte Hochspannungs-Schaltanlage

Info

Publication number: DE3020651C2
Application number: DE3020651A
Authority: DE
Inventors: Kazuaki Hitachi Oishi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1979-05-31
Filing date: 1980-05-30
Publication date: 1985-01-03
Also published as: FR2458160B1; DE3020651A1; FR2458160A1; US4291363A

Description

Die Erfindung betrifft eine gasisolierte Schaltanlage der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten, aus der DE-Z. »ETZ-A«, 1959. Bd. 80. Heft 20, S. 711-718 bekannten Art.

Bei gasisolierten Schaltanlagen für Hochspannungs-Freilcitungen sind die Hochspannung führenden Teile der Schaltanlage in einem geerdeten Metallgehäuse vet kapselt, das mit einem Gas mit guten Isolationseigenschaften, z. B. SF₆, gefüllt ist. Dadurch läßt sich eine erhebliche Verringerung der erforderlichen Isolationsubstiinde und damit der Gesamtabmessungen der Schaltanlage erreichen.

Dieser Vorteil wird jedoch zum Teil wieder dadurch zunichte gemacht, daß sich die Anschlußstellen der Schaltanlage, an der diese an die Freileitungen angeschlossen ist. notwendigerweise an Luft befinden und daher sowohl untereinander als auch gegen F.rdc den ciloiiliT'iiluMi Ijeiliifl Isolierabstaiul aufweisen müssen. Bei waagrechte!' Einführung der l'reileiiungen ist deshalb die Länge der Sammelschienen der Schaltanlage durch die Summe der erforderlichen Isolierabstände bestimmt

Bei der aus der eingangs genannten Druckschrift bekannten Schaltanlage sind zur Verringerung der Länge der Sammelschienen jeweils die drei Phasenleitungen einer Drehstromleitung vertikal übereinander an einem Mast angebracht und von da zur Schaltanlage geführt Die Art der Anbringung erfordert es, daß die in die ίο Schaltanlage einlaufenden Leitungen durch zusätzliche Abspannungen gehalten werden müssen, die über den Sammelschienen verlaufen, um den erforderlichen Isolierabstand zwischen den einlaufenden Drähten einzuhalten. Dadurch wird die Wartung der Schaltanlage erschwert, da die Zugänglichkeit von oben eingeschränkt ist, wenn beispielsweise ein Kran benutzt werden muß. Aus Sicherheitsgründen ist bei solchen Wartungsarbeiten die gesamte Anlage abzuschalten.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schaltanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei geringem Platzbedarf leicht zu warten ist, ohne daß dazu die gesamte Anlage abgeschaltet werden muß.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst

Die erfindungsgemäße Schaltanlage hat den Vorteil, daß die einlaufenden Leitungen ohne zusätzliche Abspannungen ausschließlich von den Befestigungselementen getragen werden, an denen auch die Hochspannungs-Freileitungen angebracht sind.

Die Ansprüche 2 und 3 beschreiben vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schaltanlage.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Einphasen-Schaltbild einer Schaltanlage,

F i g. 2 eine Aufsicht auf eine erste Ausführungsform der Schaltanlage,

Fig.3 eine Seitenansicht der ersten Ausführungsform,

F i g. 4 eine Aufsicht auf eine zweite Ausführungsform der Schaltanlage,

Fig.5 eine Seitenansicht der zweiten Ausführungsform,

Fig.6 bis 8 jeweils in der Aufsicht weitere Ausführungsformen der Schaltanlage, und

Fig.9 eine Seitenansicht der Ausführungsform nach Fig. 8.

In F i g. 1 ist ein Einphasen-Schaltbild einer Schaltanlage dargestellt, die mit Doppelsammelschienen ausgebildet ist und zum Beispiel in einem Umspannwerk Verwendung finden kann.

Gemäß Fig. 1 sind zwei Sammelschienen BUS, und BUS₂ durch Schienenabschnitte BS, und BS₂ unterbrochen. Diese Sammelschienen sind an den Schienenabschnitten BS, und BS₂ benachbarten Punkten durch eine Oberleitung BT verbunden. Eine Zuleitungs-Schaiteinrichtung LF,, die an einem Ende an eine Hochspannungs-Freileitung angeschlossen ist, ist mit ihrem andew) rcn Ende mil einem Punkt zwischen zwei Trennschaltern DSj und DS, verbunden, die zwischen den Sammclschicncn BUS, und BUSi liegen. Eine weitere Zulcitungs-Schalteinrichlung LF₂ ist auf ähnliche Weise geschaltet. Eine Gruppenzuleitungs-Schaltcinrichtung BF, t>5 ist mit einem Ende an einen nicht dargestellten Transformator angeschlossen und an ihrem anderen F.ndc mit einem Punkt /wischen zwei Trennschaltern DS< und DSi verbunden, die zwischen den beiden Sammelschie-

nen liegen. Eine weitere Gruppenzuleitungs-Schalteinrichtung OF₂ ist auf ähnliche Weise geschaltet

Die Sammelschienen BUS_x und BUS₂ sind horizontal und parallel zueinander angeordnet. Die beiden Trennschalter DS₂ und DS₃ sind an einem Kontakt mit den Sammelschienen verbunden und am anderen Kontakt an ein Ende eines Leistungsschalters CB_x der Zuleitungs-Schalteinrichtung LFi angeschlossen, die im wesentlichen waagerecht angeordnet ist. Mit dem anderen Ende des Leist»ngsschalters CBi verbunden und oberhalb eines Trennschalters DSi ist ein Durchführungsisolator BG stehend angeordnet (F i g. Z). Alle spannungsführenden Teile sind in einem geerdeten metallischen Gehäuse angeordnet, das mit SF_b-Gas gefüllt ist Das

erforderliche Isolationsabstand zwischen den drei Hochspannungsleitungen eingehalten wird. Die Durchführungsisolatoren BG(U), BG(V) und BG(W) der Phasen U. V und W sind im wesentlichen in Fluchtung mit 5 den zugehörigen Einführungsgestellen angeordnet Die zentralen Leiter der drei Durchführungsisolatoren sind an die Leistungsschalter CSi der drei Zuleitungs-Schalteinrichtungen über Verbindungsleiter IU, IFund IW angeschlossen. Bei dieser Anordnung müssen zwei Fak-10 toren berücksichtigt werden. Der eine Faktor ist der senkrechte Isolationsabstand zwischen den Hochspannungsleitungen ZU, 3 V und 3VV, und der andere Faktor ist der Isolationsabstand zwischen den freiliegenden äußeren Klemmen der Durchführungsisolatoren BG(U), eine Ende des Leiters der Durchführungsisolatoren BG 15 BG(V) und BG(W).

endet an einer der freien Luft ausgesetzten äußeren F i g. 4 und 5 zeigen eine zweite Ausführungsform, die

eine Weiterbildung der Schaltanlage darstellt Bei der ersten Ausführungsform sind die Ho?hspannungs-Freileitungen 3 t/. 3 V und 3 W der Phasen U. V und Wdadurch befestigt, daß sie in einer gemeinsamen senkrechten Ebene durch die Befestigungsis/'itoren 4 mit den zugehöriger, Einführungsgesteüen 26.2 V und 2 W verbunden sind. Wegen dieser Art der Befestigung muß der gekrümmte Teil der einlaufenden Leitung 9, der mit der Freileitung verbunden ist und durch die beiden Befestigungsisolatoren 4 unterstützt wird, in einem ausreichenden Abstand von dem benachbarten Gestell gehalten werden, damit der erforderliche Isolationsabstand in freier Luft gewährleistet ist, und daher müssen die Ein-

LF₁(U), LF_x(V), LF₁(W), LF₂(U), LF₃(V) und LF.fW) vor- 30 führungsgestelle 2 W und 2 V im Vergleich zu den Gehanden; schließlich gehören zu der Anordnung Grup- stellen 2 V und IU relativ hoch sein. Die zweite Ausfühpenzuleitungs-Schalteinrichtungen BF_x(U), BF_x(V), rungsform nach F i g. 4 und 5 ist diesbezüglich vorteil- BF_x(W), BF₂(U), BF₂(V) und BF₂(W). Die Zuieitungs- haft abgewandelt. Gemäß F i g. 4 und 5 ändert sich die Schalteinrichtungen LFi und LF₂ sind auf einer Seite der Verlaufsrichtung der Freileitungen 3U, 3 V und 3 W vor Sammelschienen BUS_x und BUS₂ angeordnet während 35 den Punkten, an denen sie mit den zugehörigen Durchdie Gruppenzuleitungs-Schalteinrichtungen BF_x und führungsisolatoren BG(U). BG(V) und BG(W) verbun-BF₂ auf der anderen Seite dieser Sammelschienen ange- den sind, so daß sie sich im wesentlichen parallel zu den ordnet sind. Die Gruppenzuleitungs-Schalteinrichtun- Sammelschienen BUS erstrecken. Diese verbesserte gen BFi und BF₂ enden an der von den Sammelschienen Anordnung wird im folgenden bezüglich dei Zulehungs- BUS_x und BUS₂ abgewandten Seite in Kabelköpfen CH, 40 Schalteinrichtungen LF_x(U). LF_x(V) und LF_x(W) beian die sich Kabel anschließen. Die Freileitungen ZU, 3 V spielhaft erläutert. Zu den Teilen der Einführungsgestel- und 31V werden durch einen nicht dargestellten Lei- le 2Ü, 2 V und 2 W, die diesen Zuleitungs-Schalteinrichtungsmast so unterstützt, daß sie vertikal übereinander tungen zugeordnet sind, gehören drei Sätze von Einfühverlaufen und zwischen ihnen senkrechte Abstände vor- rungstürmen 2U_x, 2U₂ bzw. 2 V_x. 2 V₂ bzw. 2 W>. 2 VV₂, die handen sind, die in freier Luft einen ausreichenden Isola- 45 einander gegenüber angeordnet sind. Drei Hilfsleituntionsabs'.and gewährleisten. Die Freileitungen sind an gen5L/,5Vund5iVsind mit Hilfe von Befestigungsisolatoren 4 an den zugehörigen Einführungstürmen verankert und leitend mit den zugehörigen Freileitungen ZU,

. _ . _ 3 Vund 3 VVverbunden. Die gekrümmten Abschnitte 6U,

angeordnet ist, daß sie sich parallel zu den Sammelschie- 50 6 V und 6VK welche die Leitungen 31/ 3 V und 3 W mit nen BUS_x und BUS₂ erstreckt. Zu der Gestellbaugruppe den zugehörigen Leitungen SU, 5 V und 5 W verbinden,

Klemme. Zwischen diesen freiliegenden Klemmen an den oberen Enden der Durchführungsisolatoren BG muß ein ausreichender Isolationsabstand aufrechterhalten werden.

F i g. 2 und 3 zeigen eine erste Ausführungsform der Schaltanlage.

Gemäß F i g. 2 und 3 gehören zu den doppf:'ten Sammelschienen BUS_x und BUS₂, die parallel angeordnet sind, Sammelschienen BUS_x(U) und BUS₂(U) der U-Phase, Sammelschienen BUS_x(V) und BUS₂(V) der V-Phase sowie Sammelschienen BUS_x(W) und BUS₂(W) der W-Phase, entsprechend den drei vorhandenen Phasen. Entsprechend sind Zuleitungs-Schalteinrichtungen

einlaufende Leitungen 9U, 9 V und 9VV angeschlossen. Die Leitungen 3t/,3V,3W,9l/9Vund9Wsind an einer Einführungsgestellbaugruppe 2 (F i g. 3) befestigt, die so

2 gehören drei Einführungsgestelle 2U, 2 V und 2VV, deren Höhe so abgestimmt ist, daß das den Sammelschienen am nächsten liegende Gestell 2 W die größte Höhe hat, während das von den Sammelschienen am weitesten entfernte Gestell 2i/das niedrigste der drei Gestelle ist. Die Dreiphasen-Hochspannungsleitungen ZU,ZV und 3VVsind über die Leitungen 9U, 9Vund 9 Wan die freiliegenden äußeren Klemmen der Durrhführungsiso-

sind jeweils in einer waagerechten Ebene angeordnet, und daher kann man den erforderlichen Isolationsabstand zwischen dem gekrümmten Abschnitt jeder Phasenleitung und dem zugehörigen Einführungsgestell der benachbarten Phase aufrechterhalten, ohne daß die betreffenden Türme gegenüber den benachbarten Türmen eine übermäßige Höhe erhalten. Daher kann man für die EinführungsgRstelle 2(7, 2 V und 2 W eine geringere

latoren BG(U), BG(V)und BG(W)angeschlossen und an 60 Höhe wählen als bei der ersten Ausführungsform, den Einführungsgestellen2U,2Vund2Wdurch Befesti- Bei den in Fig.6 und 7 dargestellten weiteren Ausgungsisolatoren 4 befestigt. Die Einführungsgestelle 2U führungsformen ergibt sich ebenfalls die gleichs Wirder (y-Phase. 2 V der V-Phase und 2 W der W-Phase kung. Bei der Anordnung nach F i g. 6 sind die Leierstrecken sich parallel zu den Sammelschienen BUS, stungsschalter CB_x(U), CB_x(V) und CB_x(W)der verschie- und BUS₇ und sind durch Abstände getrennt, die dem in 65 denen Zuleitungs-Schalteinrichtungen LF_x(U). LF_x(V) freier Luft erforderten Isolationsabstand entspre- und LF₁(W) in der dargestellten Weise gegeneinander chen. Die Höhe der drei Einführungsgestelle ist so be- versetzt. Die Anordnung der drei Leistungsschalter ist messen, daß in senkrechter Richtung der in freier Luft derart, daß sich eine erhebliche Verringerung der axia-

len Länge der Verbindungsleitungen IL/, 1 V und 1 W nach Fig. 2 ergibt, und die Leistungsschalter sind mit den Sammelschiencn BUSi(U). BUS₁(V) und BUSi(W) durch Leitungen 7 U,7 V und 7IV verbunden. Zwar verläuft der Isolationsabstand in freier Luft /wischen den ■> Durchführungsisolator BC(U). BG(V)und BG(W)unter einem kleinen Winkel /.ur Richtung der Zuleitungs-Schalteinrichtungcn, doch wird bei dieser Anordnung im wesentlichen die gleiche Wirkung erzielt wie bei der Ausführungsform nach K i g. 4 und 5. in

Bei der in F i g. 7 dargestellten Ausführungsform handelt es sich um eine Weiterbildung der Ausführungsform nach F i g. 6. Gemäß F i g. 7 sind die Leistungsschalter CBi(U). CB₁(V) und CB₁(W) sowie die Durchführungsisolatoren BG(U). BG(V) und BG(W) im we- sentlichen in Fluchtlinie zueinander angeordnet, und die Leistungsschalter sind mit den .Sammelschienen BUS₁(U). BUSi(V)und BUS₁(W)durch gekrümmte Leitungsabschnitte 81/, 8V und 8W verbunden. Gemäß Fig. / können somit die Hiü'sicitungen 5t/, 5Vund 5 W jo eine geringere Länge erhalten als bei der Ausführungsform nach F i g. 6.

F i g. 8 und 9 zeigen eine weitere Ausführungsform. Bei den oben beschriebenen Ausführungsbcispielen sind die entsprechenden Bestandteile der drei Phasen zu einer Einheit zusammengefaßt. Von diesen Ausführungsformen unterscheidet sich diejenige nach Fig.8 und 9 dadurch, daß die verschiedenen Bestandteile jeweils ein und derselben Phase zu einer Einheit zusammengefaßt sind. Zwar sind die Durchfuhrungsisolatoren BG(U). BC(V)und BG(W)im gleichen Bereich angeordnet, der gegenüber dem Bereich für die übrigen Bestandteile der Anlage bei der Ausführungsform nach Fig.2 und 3 versetzt ist. doch sind die verbleibenden Bestandteile bei jeder Phase der Anlage gemäß Fig. 8 und 9 zusammen mit dem Durchführungsisolator BG der gleichen Phase zu einer Einheit vereinigt. Da die Anordnung der Bestandteile bei den dfci Phasen ähnlich ist. wird im folgenden nur die Anordnung bei der LZ-Phase beschrieben.

Gemäß F i g. 8 und 9 sind die Sammclschicnen BUS₁(U) und BUSi(U) der LZ-Phase nach dem Doppelsammelschienensystem parallel zueinander angeordnet, und die Zuleitungs-Schaltvorrichtungen LFi(U) und LFi(U) sowie die Gruppenzuleitungs-Schalteinrichtungen BF\(U) und BFi(U) sind mit den Sammelschiencn derart verbunden, daß sich ihre Achsen im rechten Winkel zu den Achsen der Sammelschienen erstrecken. Die Zuleitungs-Schalteinrichtungen LFi(U) und LF₂(U), mit denen jeweils der Durchführungsisolator BG(U) ver- so bunden ist. sind so angeordnet, daß zwischen den Durchführungsisolatoren jeweils der erforderliche Isolationsabstand in freier Luft vorhanden ist. und die verbleibenden Einheiten, die keine Durchführungsisolatoren BG(U) aufweisen, sind zwischen den Zuleitungs- Schalteinrichtungen LFi(U) und LF₂(U) angeordnet. Das Einführungsgestell 2 U. das ausschließlich der LZ-Phase vorbehalten ist. erstreckt sich parallel zu den Sammelschienen BUSi(U) und BUS₂(U) und ist nahe denjenigen Enden der betreffenden Einheiten angeord- eo net, die ihren an die Sammelschienen BUSi(U) und BUSi(U) angeschlossenen Enden gegenüberliegen. Die Freileitungen 3L/der LA Phase sind an dem Einführungsgestell 2Ugemäß F i g. 9 mit Hilfe von Befestigungsisolatoren 4 verankert. Diese Freileitungen sind mit den freiliegenden äußeren Klemmen der Durchführungsisolatoren BG(U) verbunden. Die Freileitungen 3L/der LZ-Phase. 3 V der K-Phase und 3 W der W-Phase sind wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen senkrecht übereinander in Abständen angeordnet, die dem erforderlichen Isolationsabstand in freier Luft entsprechen, und die Durchführungsisolacoren BG(U) BG(V)und BG(W)der Phasen U. Vund Wsind in waagerechter Richtung durch Abstände getrennt, die ebenfalls dem erforderlichen Isolationsabstand in freier Luft entsprechen, und zwar im rechten Winkel zu den Achsen der Sammelschienen. Durch die Gruppierung der einzelnen Teile entsprechend den Phasen kann man die axiale Länge der Hauptschienen verringern. Bei den weiter oben beschriebenen Ausführungsformen sind zwischen zwei Einheiten der gleichen Phase, z. B. den Zuleitungs-Schalteinrichtungen LFi(U) der LZ-Phase und der Zuleitungs-Schalteinrichtung LF₂(U) der gleichen Phase die Zuleitungs-Schalteinrichtungen LFi(V) und LFi(W) der anderen Phasen V und W vorhanden. Daher muß bei jeder der Sammelschienen BUS ein zusätzlicher Abschnitt vorhanden sein, der sich längs der zu anderen Phasen gehörenden Teiie erstreckt, um die Teile der benachbarten Einheiten der gleichen Phase miteinander zu verbinden. Bei der Ausführungsform nach Fig.8 und 9 braucht dagegen bei den Sammelschienen BUS kein solcher zusätzlicher Abschnitt vorhanden zu sein, wodurch eine erhebliche Verringerung der axialen Länge der Sammeischienen BUS ermöglicht wird. Dabei können die Teile der einzelnen phasenmäßig gruppierten Einheiten gleichartig ausgebildet sein.

Bei v3er Ausführungsform nach F i g. 8 und 9 sind die Gruppenzuleitungs-Schalteinrichtungen BF durch Kabel oder Schienen mit nicht dargestellten Transformatoren verbunden, die zwischen den zugehörigen Gruppenzuleitungs-Schalteinrichtungen BF und dem zugehörigen Einführungsgestell 2 angeordnet sein können.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gasisolierte Schaltanlage mit gasisolierten, sich im wesentlichen horizontal und geradlinig erstreckenden Sammelschienen (BUSu BUS₂). mit Zuleitungs-Schalteinrichtungen (LF₁, LF₂), die horizontal und senkrecht zur Axialrichtung der Sammelschienen (BUS\, BUSz) angeordnet und mit einem Ende mit der entsprechenden Sammelschiene und mit dem anderen Ende mit einem entsprechenden Durchführungsisolator (BC) verbunden sind, mit Eingangsgestellen (2U, 2V, 2W), die Befestigungsisolatoren (4) zur Befestigung dreiphasiger Freileitungen (3U, 3 V, 3W) für Wechselstrom-Hochspannung aufweisen, die vertikal übereinander in einem ausreichenden Freiluft-Isolierabstand voneinander angeordnet sind, und mit einlaufenden Leitungen ($U, 9V, %W), die die Freileitungen (3U, 3 V, 3 W) mit freiliegenden Klemmen der Durchführungsisolatoren (BG). verbinden, w£>bei die Durchführungsisolatoren (BG) in der horizontalen Richtung, in der die Zuleitungs-Schalteinrichtungen (LF,, LF₂) verlaufen, in Abständen voneinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Befestigungsisolatoren (4) ebenfalls in horizontaler Richtung in Abständen voneinander und aufeinanderfolgend tiefer jeweils an einem eigenen Gestell (2U.2V, 2 W) angeordnet sind, wobei der am höchsten liegende Befestigungsisolator (4) von den ankommenden Freileitungen (3(/,3 K 3 W^am weitesten entfernt ist.

2.Schaltanlage nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gestell (2t/, 2 V, 2 W) jeweils zwei Eingangstürme (2U₁. 2U₂; 2-.,, 2V₂: 2W₁. 2W₂) aufweist, die in einer zur Aiialrichtung der Sammelschienen (BUS,, BUS₂) parallt-en Linie angeordnet und durch eine elektrisch von ihnen isolierte Hilfsleitung (5U. 5 V, 5 W) verbunden sind, und daß die Freileitungen (3U. 3 V, 3 W) über die Hilfsleitung mit den freiliegenden Klemmen der Durchführungsisolatoren (BG) verbunden sind.

3. Schaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführungsisolatorcn (BG) in vertikaler Richtung auf den zugehörigen Befestigungsisolator (4) ausgerichtet sind.