WO2017012767A1 - High or medium voltage arrangement with insulation chamber and absorption means - Google Patents

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WO2017012767A1
WO2017012767A1 PCT/EP2016/062942 EP2016062942W WO2017012767A1 WO 2017012767 A1 WO2017012767 A1 WO 2017012767A1 EP 2016062942 W EP2016062942 W EP 2016062942W WO 2017012767 A1 WO2017012767 A1 WO 2017012767A1
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medium
insulating
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sorbent
voltage arrangement
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PCT/EP2016/062942
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Inventor
Thomas Hammer
Werner Hartmann
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/53—Cases; Reservoirs, tanks, piping or valves, for arc-extinguishing fluid; Accessories therefor, e.g. safety arrangements, pressure relief devices
    • H01H33/56—Gas reservoirs
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
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    • H01H33/22—Selection of fluids for arc-extinguishing
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    • H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035—Gas-insulated switchgear
    • H02B13/055—Features relating to the gas

Definitions

  • the invention relates to a high and medium voltage system according to the preamble of patent claim 1.
  • high voltage parts are often electrically isolated from each other by special gas fillings. These include, for example, so-called gas-insulated switches (GIS) and gas-insulated lines (GIL).
  • GIS gas-insulated switches
  • GIL gas-insulated lines
  • a part of the high-voltage system is designed as a gas-tight hollow body and the interior with the high-voltage-carrying parts with
  • Sulfur hexafluoride SF 6 or mixtures thereof with nitrogen are preferably used as this gas and its mixtures obtained with nitrogen high dielekt ⁇ generic strength, even at low operating temperatures, while relatively high pressures are required with nitrogen and dry air or nitrogen and carbon dioxide, which structurally complex and therefore require very costly solutions.
  • Respectively fluoroketones are present partially in flüssi ⁇ ger shape, and it is an additional adsorber for decomposition products of the fluoroketones provided.
  • Materia ⁇ lien activated carbon and zeolites are called for the adsorbent.
  • the adsorber removes decomposition products generated during operation. In order to reliably fulfill its function, however, such an adsorber must be able to distinguish between decomposition products and the original gas.
  • adsorbers such as the cited zeolites, which are distinguished by nanopores in size, are in the La ⁇ ge, similar in their chemical or physical properties forth substances in a wider range of molecular sizes below the Diameter of their nanopores auf ⁇ increase, larger molecules, however, which are caused by recombination of reactive decomposition products, but can not be absorbed.
  • Molecules that differ in their chemical or physical properties of comparable size are adsorbed with different selectivity.
  • Activated charcoal can bind molecules in a wide range ⁇ sizes, but is rather selective to the chemical properties.
  • the device described in the document does not solve the problem of gas recycling of high or medium voltage system ⁇ .
  • the substitute gases are usually decomposed easier than SF 6 , thereby forming much higher densities of reactive radicals, which can recombine to other stable, partially heavier product gases, and they have chemically more similarity with their decomposition products.
  • the risk is higher that the extinguishing and insulating ⁇ gas is not only weak but may be more strongly adsorbed as its decomposition products.
  • the object of the invention is thus to find a solution for avoiding manual cleaning of gas-insulated installations and for gas recycling, when SF 6 is replaced as an insulating gas.
  • a solution to this problem consists in the features of claim 1.
  • the construction according to the invention or medium voltage installation in particular the so-called gas insulated switch or gasiso ⁇ profiled pipes in the medium or in the Hochwoodsbe comprises ⁇ rich, further comprising a gas-insulated space, an insulation space with a gaseous insulating medium.
  • a sorbent which is present for sorption of the gaseous insulating medium in a separate container from the insulating space.
  • the closable connection between the container and the insulation is opened, the insulating gas can flow from the insulating space into the container or it can be pumped there, and is then adsorbed by the sorbent disposed in the container. In this way, the insulating space of the high or medium voltage arrangement in a short time free of the insulating gas and its decomposition ⁇ products.
  • the container min ⁇ present least two sorbent, wherein a sorbent for the selective uptake of the insulating medium is used and serves the second sorbent for selectively receiving the cerium ⁇ reduction products.
  • decomposition ⁇ products that are no longer usable as such are separated from the still usable insulating medium.
  • the insulating medium contained in the sorbent and accommodated there can be returned to the gaseous form and then reintroduced into the insulating space. In this way, the insulating medium is recycled and fed back to the maintenance or the isolation room.
  • it can also serve for use in a new high or medium voltage arrangement.
  • a valve is provided, so that the insulating medium and optionally decomposition products can be selectively transferred from the insulating space in the container, if this is desirable.
  • insulating spaces of high-voltage or medium-voltage arrangements contain so-called rupture disks, so that when an undesired overpressure occurs, this disk breaks and the insulating medium is released into the environment.
  • This basically prevents the system from exploding, but causes the surrounding spaces in which the system is arranged to be contaminated with the insulating medium. Therefore, it is provided to arrange the rupture disk so that it is arranged in the connection between the insulating space and the container with the sorbent and that after bursting effluent insulating medium enters the container and is adsorbed there by the adsorbent.
  • the container can also be arranged as a separate space in the insulating space, which may represent a structural simplification depending on the design of the system.
  • a further embodiment of the invention is that the sorbent (two or more) with respect to the
  • Gas flow are arranged one behind the other so that the first passed from the gaseous insulating medium and its decomposition products sorbent particularly selectively removes one of the chemical components by sorption from the gas mixture and this so filtered gas mixture to the following sorbents happen.
  • the effective decomposition products can be separated from the insulating gas.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an insulating space ei ⁇ ner high or medium voltage system and an associated container with a sorbent
  • Figure 2 is an enlarged view of the container with the
  • Figure 3 shows an insulating space with integrated container for Sorp tion medium.
  • an insulating space 2 is shown purely schematically, which may be an insulating space of a high or medium voltage system, such as a GIS or a GEL.
  • a gaseous insulating medium 4 is introduced, wherein the term gaseous respect.
  • the insulating medium 4 refers to the temperature range of Radiotempera ⁇ tur. It can also prevail operating temperatures in which the insulating medium 4 is present both in gas and in liquid form or in solid form. In principle, however, a gaseous fraction of the insulating medium which is sufficient for the insulation should always be present.
  • valves 12 and optionally a bursting disc 14 of the insulating space 2 is connected to a container 8 containing a sorbent 6.
  • sorbent 6 is hereby on the one hand adsorbent and Absorp ⁇ tion means understood, adsorbent preferably absorb the insulating gas to its surface by Adsorptionspro ⁇ Waits, and absorbent the insulating gas 4 in their interior ren chemically or by solution.
  • the container 6, which receives the sorbent may be a glass, a plastic, a ceramic or a steel container.
  • the valves 12 are opened, so that the insulating medium 4 can flow into the container 8. There, the insulating medium 4 is collected by the sorbent 6.
  • a number of different sorbents 6, 6 and 6 are provided ⁇ ⁇ ⁇ , the field selectively thereof the insulating 4 and optionally decomposition ⁇ products.
  • the sorbent 6 sorbing the gaseous insulating medium 4, which is why its anteili ⁇ ge reservoir 8 is the largest, the sorbent 6 ⁇ sorbed selectively a decomposition product of the insulating medium 4.
  • another sorption medium 6 to be arranged ⁇ ⁇ in the container 8, which in turn selectively this further decomposition product, which is for example a high molecular weight decomposition product adsorbed.
  • the absorbent 6 will require the greatest th part of the container 8 for the insulating medium, the sorbents 6 ⁇ and 6 ⁇ ⁇ and optionally further non Darge here ⁇ presented sorbent for example low molecular weight decomposition products, high molecular weight decomposition products and water, usually take approximately 20% of the volume of the container 8 to complete.
  • Particularly advantageous here is a sequence of the sorbents made in relation to the sequence of the gas flow, such that the gas mixture first passes through the sorbent 6 ⁇ having the highest selectivity with respect to a chemical component or group of chemical components of the gas mixture.
  • the sorbent 6 ⁇ removed thereby be ⁇ vorzugt the component for which it is particularly selective.
  • the remaining components pass almost unhindered.
  • This combined filter-sorption process can be used in a staged manner, leaving, as a last resort, a sorbent of low selectivity for sorption of the substances that are otherwise difficult or impossible to separate from other substances.
  • FIG 3 a further embodiment of the proposed high or medium voltage arrangement is given, wherein the container 8 is integrated into the insulating space 2.
  • This can be structurally favorable, depending on the structural design of the arrangement, wherein the arrangement of the sorbent in the 6, 6 ⁇ and 6 ⁇ ⁇ in the container 8 of Figure 2 corresponds. It is also a rupture disc 14 is provided, which breaks when occurring overpressure in the insulating space 2 and causes the insulating medium penetrates into the container 8 and is received there by the sorbent 6.
  • the container 8 may for example be designed from a destructible material, so that the container 8 can be broken away remotely controlled if necessary, which of course is applicable to the rupture disk 14.
  • the destruction of the container 8 or the targeted introduction of a hole in the container 8 can then take place when a sorption of the insulating gas 4 by the sorbent 6 is desired.
  • the insulation space 2 is freed from the insulating medium 4, which is then by the sorbent 6 ge ⁇ prevented.
  • the container 8 can then be removed from the insulating space 2 and the insulating medium 4 can be separated from the sorbent 6.

Abstract

The invention relates to a high or medium voltage arrangement comprising an insulation chamber with a gaseous insulation medium and to sorption means which are provided for the sorption of the gaseous insulation medium in a container separated from the insulation chamber, a closable connection being arranged between the container and the insulation chamber.

Description

Beschreibung description
Hoch- oder Mittelspannungsanordnung mit Isolierraum und Ab- sorptionsmittel High or medium voltage arrangement with insulation space and absorbent
Die Erfindung betrifft eine Hoch- und Mittelspannungsanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a high and medium voltage system according to the preamble of patent claim 1.
In Anlagen der Mittel- und Hochspannungsenergieversorgung und -Verteilung werden Hochspannung führende Teile oft durch spezielle Gasfüllungen voneinander elektrisch isoliert. Dazu gehören beispielsweise sogenannte gasisolierte Schalter (GIS) und gasisolierte Leitungen (GIL) . Dazu wird ein Teil der Hochspannungsanlage als gasdichter Hohlkörper ausgeführt und der Innenbereich mit den hochspannungsführenden Teilen mitIn medium and high voltage power supply and distribution plants, high voltage parts are often electrically isolated from each other by special gas fillings. These include, for example, so-called gas-insulated switches (GIS) and gas-insulated lines (GIL). For this purpose, a part of the high-voltage system is designed as a gas-tight hollow body and the interior with the high-voltage-carrying parts with
Gasen entsprechend hoher dielektrischer Festigkeit meist un¬ ter Druck befüllt. Stand der Technik für solche Isoliergase sind neben Stickstoff und trockener Luft sowie Mischungen aus Stickstoff und Kohlendioxid meist Füllungen aus reinem Gases filled mostly un ¬ ter pressure equivalent to high dielectric strength. State of the art for such insulating gases are next to nitrogen and dry air and mixtures of nitrogen and carbon dioxide usually fillings of pure
Schwefelhexafluorid SF6 oder Mischungen davon mit Stickstoff. SF6 und dessen Mischungen werden bevorzugt eingesetzt, da dieses Gas und seine Mischungen mit Stickstoff hohe dielekt¬ rische Festigkeiten auch bei niedrigen Betriebstemperaturen erzielen, während mit Stickstoff und trockener Luft bzw. mit Stickstoff und Kohlendioxid relativ hohe Drücke erforderlich sind, welche konstruktiv aufwendige und daher sehr kostenintensive Lösungen erfordern. Sulfur hexafluoride SF 6 or mixtures thereof with nitrogen. SF 6 and mixtures thereof are preferably used as this gas and its mixtures obtained with nitrogen high dielekt ¬ generic strength, even at low operating temperatures, while relatively high pressures are required with nitrogen and dry air or nitrogen and carbon dioxide, which structurally complex and therefore require very costly solutions.
Wegen des hohen Treibhauspotentials von SF6, das etwa das 23000-fache von Kohlendioxid beträgt, wird zunehmend nach ei¬ ner anderen gasförmigen Ersatzlösung für das SF6 mit niedrigerem Treibhauspotential gesucht. Bisher untersuchte Substan¬ zen weisen entweder bei der Betriebstemperatur flüssige Phasen auf oder sie erzeugen durch Lichtbögen unerwünschte Zer- Setzungsprodukte, die die Isolationseigenschaften negativ beeinflussen. Aus diesem Grund wird in verschiedenen Veröffentlichungen die Verwendung von Adsorptionsmittel im Isolierraum vorgeschlagen. Beispielsweise sind aus der WO2012/038442A1 gekapselte Mittel und Hochspannungsschaltanlagen bekannt, die mit einem Fluorketon enthaltene Lösch- bzw. Isoliergas ge¬ füllt sind. Jeweils sind die Fluorketone teilweise in flüssi¬ ger Form vorliegend, und es ist ein zusätzlicher Adsorber für Zersetzungsprodukte der Fluorketone vorgesehen. Als Materia¬ lien werden für die Adsorptionsmittel Aktivkohle und Zeolithe genannt. Nach dem genannten Dokument entfernt der Adsorber im laufenden Betrieb entstehende Zersetzungsprodukte. Um seine Funktion zuverlässig zu erfüllen muss ein solcher Adsorber aber zwischen Zersetzungsprodukten und dem ursprünglichen Gas unterscheiden können. Das kann jedoch nicht gewährleistet werden, weil Adsorber wie z.B. die genannten Zeolithe, die sich durch Nanoporen definierte Größe auszeichnet, in der La¬ ge sind, von ihren chemischen oder physikalischen Eigenschaf- ten her ähnliche Stoffe in einem weiteren Bereich von molekularen Größen unterhalb des Durchmessers ihrer Nanoporen auf¬ zunehmen, größere Moleküle hingegen, die durch Rekombination von reaktiven Zersetzungsprodukten entstehen, jedoch nicht absorbiert werden können. Moleküle, die sich bei vergleichba- rer Größe in ihren chemischen oder physikalischen Eigenschaften unterscheiden, werden mit unterschiedlicher Selektivität adsorbiert. Aktivkohle kann Moleküle in einem weiten Größen¬ bereich binden, ist aber recht selektiv bezüglich der chemischen Eigenschaften. Because of the high global warming potential of SF 6 , which is approximately 23,000 times that of carbon dioxide, the search is increasingly for a different gaseous substitute solution for SF 6 with a lower global warming potential. So far examined Substan ¬ zen have either at the operating temperature liquid phases on or generated by arcs undesirable decomposition products which adversely affect the insulation properties. For this reason, the use of adsorbent in Isolierraum proposed in various publications. For example, WO2012 / 038442A1 encapsulated means and high-voltage switchgear known, which are filled with a fluorine ketone contained extinguishing or insulating gas ¬ . Respectively fluoroketones are present partially in flüssi ¬ ger shape, and it is an additional adsorber for decomposition products of the fluoroketones provided. As Materia ¬ lien activated carbon and zeolites are called for the adsorbent. According to the cited document, the adsorber removes decomposition products generated during operation. In order to reliably fulfill its function, however, such an adsorber must be able to distinguish between decomposition products and the original gas. However, this can not be ensured because adsorbers, such as the cited zeolites, which are distinguished by nanopores in size, are in the La ¬ ge, similar in their chemical or physical properties forth substances in a wider range of molecular sizes below the Diameter of their nanopores auf ¬ increase, larger molecules, however, which are caused by recombination of reactive decomposition products, but can not be absorbed. Molecules that differ in their chemical or physical properties of comparable size are adsorbed with different selectivity. Activated charcoal can bind molecules in a wide range ¬ sizes, but is rather selective to the chemical properties.
Somit löst die in dem Dokument beschriebene Vorrichtung nicht das Problem des Gasrecyclings der Hoch- oder Mittelspannungs¬ anlage. Zudem gibt es ein hohes Risiko, das ein Teil der to¬ xischen Zersetzungsprodukte wegen chemischer oder physikali- scher Ähnlichkeiten mit den Lösch-/Isoliergasen nicht gebunden werden. Thus, the device described in the document does not solve the problem of gas recycling of high or medium voltage system ¬ . There is also a high risk, which are bound to a part of the ¬ xischen decomposition products due to chemical or physical shear similarities with the erase / insulating gases not.
Ähnliche Funktionen wie in der vorgenannten Patentschrift erfüllen Trockenmittel, die ebenfalls Stand der Technik in Mit- tel- und Hochspannungsanlagen sind. Der Hauptzweck ist dieFunctions similar to those in the aforementioned patent fulfill desiccants which are also state of the art in medium and high voltage installations. The main purpose is the
Entfernung von Restfeuchte in der Anlage, sie entfernen aber auch korrosive Zersetzungsprodukte und binden - wenn auch schwach - fluorhaltige Lösch- und Isoliergase wie z.B. SF6. Auch hierdurch wird das Problem des Gasrecyclings nicht ge¬ löst, weil die Sorptionsmittel entweder das Lösch- oder Iso¬ liergas nicht binden, oder wenn sie es tun, dürfen sie entwe¬ der nur in so kleinen Mengen in die Schaltanlage eingebracht, dass der Verlust an Lösch- und Isoliergas den Betrieb derRemoval of residual moisture in the system, but they also remove corrosive decomposition products and bind - albeit weak - fluorine-containing extinguishing and insulating gases such as SF 6 . Even thus the problem of the gas recycling is not ge ¬ triggers because the sorbent either do not bind the deletion or iso ¬ liergas, or if they do, they may entwe ¬ the only incorporated in such small amounts in the switchgear that loss on extinguishing and insulating the operation of the
Schaltanlage nicht beeinträchtigt, oder sie müssen vor Inbe¬ triebnahme mit dem Lösch- und Isoliergas gesättigt werden. Kondensierte Zersetzungsprodukte mit chemischen Eigenschaf¬ ten, die denen des Wassermoleküls ähneln, verdrängen dann aufgrund ihrer höheren Bindungsstärke das Adsorptionsmittel das Lösch- und Isoliergases. Switchgear not impaired, or they must be saturated before commissioning ¬ commissioning with the extinguishing and insulating gas. Condensed decomposition products with chemical properties Sheep ¬ th similar to those of the water molecule, then the adsorbent displace the quenching and insulating gas due to their higher binding strength.
Zusammenfassend kann man sagen, dass bei dem Recycling von SF6 ein hocheffektives Verfahren existiert, das allerdings bei einem Ersatz des SF6 durch ein alternatives Isoliergas oder einer alternativen Isolierlösung der Reinigungs- bzw. Recyclingprozess von gasisolierten Anlagen in der Hoch- und Mittelspannungstechnik nicht anwendbar ist. Das liegt daran, dass sich die gasförmigen Ersatzstoffe wesentlich von SF6 un- terscheiden: Da das niedrige Treibhauspotenzial durch niedri¬ ge chemische Stabilität und damit höhere chemische In summary, it can be said that the recycling of SF 6, a highly effective method exists, however, when replacing the SF 6 by an alternative insulating gas or an alternative insulating solution, the cleaning or recycling process of gas-insulated systems in high and medium voltage technology not applicable is. This is because that the gaseous substitutes 6 un- differ significantly from SF: As the low global warming potential by chemical niedri ¬ ge chemical stability and thus higher
Reaktivität erkauft wird, werden die Ersatzgase in der Regel leichter zersetzt als SF6, bilden dabei wesentlich höhere Dichten reaktiver Radikale, die zu anderen stabilen, teilwei- se schwereren Produktgasen rekombinieren können, und sie haben chemisch höhere Ähnlichkeit mit ihren Zersetzungsprodukten. Damit ist das Risiko höher, dass das Lösch- und Isolier¬ gas nicht nur schwach sondern u.U. stärker adsorbiert wird als dessen Zersetzungsprodukte. Reactivity is replaced, the substitute gases are usually decomposed easier than SF 6 , thereby forming much higher densities of reactive radicals, which can recombine to other stable, partially heavier product gases, and they have chemically more similarity with their decomposition products. Thus, the risk is higher that the extinguishing and insulating ¬ gas is not only weak but may be more strongly adsorbed as its decomposition products.
Die Aufgabe der Erfindung besteht demnach darin, eine Lösung zur Vermeidung von manueller Reinigung von gasisolierten Anlagen und zum Gasrecycling zu finden, wenn SF6 als Isoliergas ersetzt wird. The object of the invention is thus to find a solution for avoiding manual cleaning of gas-insulated installations and for gas recycling, when SF 6 is replaced as an insulating gas.
Eine Lösung dieser Aufgabe besteht in den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die erfindungsgemäße Hoch- oder Mittelspannungsanlage, die insbesondere sogenannte gasisolierte Schalter oder gasiso¬ lierte Leitungen im Mittelspannungs- oder im Hochspannungsbe¬ reich umfasst, umfasst zudem einen gasisolierten Raum, einen Isolierraum mit einem gasförmigen Isoliermedium. Ferner befindet sich in dem Isolierraum ein Sorptionsmittel, das zur Sorption des gasförmigen Isoliermediums in einem vom Isolierraum getrennten Behälter vorliegt. Zwischen dem Behälter mit dem Sorptionsmittel und dem Isolierraum besteht eine ver- schließbare Verbindung. A solution to this problem consists in the features of claim 1. The construction according to the invention or medium voltage installation, in particular the so-called gas insulated switch or gasiso ¬ profiled pipes in the medium or in the Hochspannungsbe comprises ¬ rich, further comprising a gas-insulated space, an insulation space with a gaseous insulating medium. Further, in the isolation room is a sorbent, which is present for sorption of the gaseous insulating medium in a separate container from the insulating space. There is a closable connection between the container with the sorbent and the insulating space.
Für den Fall, dass die Hoch- oder Mittelspannungsanordnung außer Betrieb gesetzt wird oder Wartungsarbeiten vorgenommen werden, wird die verschließbare Verbindung zwischen dem Be- hälter und der Isolierung geöffnet, das Isoliergas kann vom Isolierraum in den Behälter strömen bzw. es kann dorthin gepumpt werden, und wird dann von dem Sorptionsmittel, das in dem Behälter angeordnet ist, adsorbiert. Auf diese Weise ist der Isolierraum der Hoch- oder Mittelspannungsanordnung in kurzer Zeit frei von dem Isoliergas und dessen Zersetzungs¬ produkte . In the event that the high or medium voltage arrangement is put out of operation or maintenance work is carried out, the closable connection between the container and the insulation is opened, the insulating gas can flow from the insulating space into the container or it can be pumped there, and is then adsorbed by the sorbent disposed in the container. In this way, the insulating space of the high or medium voltage arrangement in a short time free of the insulating gas and its decomposition ¬ products.
Dabei ist es ebenfalls zweckmäßig, dass in dem Behälter min¬ destens zwei Sorptionsmittel vorliegen, wobei ein Sorptions- mittel zur selektiven Aufnahme des Isoliermediums dient und das zweite Sorptionsmittel zur selektiven Aufnahme der Zer¬ setzungsprodukte dient. Auf diese Weise können Zersetzungs¬ produkte, die an sich nicht mehr verwertbar sind, von dem noch verwertbaren Isoliermedium getrennt werden. Das in dem Sorptionsmittel enthaltene und dort aufgenommene Isoliermedi¬ um kann in die Gasform zurückgeführt werden und anschließend wieder in den Isolierraum eingeführt werden. Auf diese Weise wird das Isoliermedium recycelt und nach den Wartungsarbeiten bzw. dem Isolierraum wieder zugeführt. Es kann jedoch auch für den Einsatz in einer neuen Hoch- oder Mittelspannungsanordnung dienen. Zwischen dem Isolierraum und dem Behälter ist üblicherweise ein Ventil vorgesehen, so dass das Isoliermedium und gegebenenfalls Zersetzungsprodukte gezielt vom Isolierraum in den Behälter übergeführt werden können, wenn dies wünschenswert ist . It is also preferable that in the container min ¬ present least two sorbent, wherein a sorbent for the selective uptake of the insulating medium is used and serves the second sorbent for selectively receiving the cerium ¬ reduction products. In this way decomposition ¬ products that are no longer usable as such, are separated from the still usable insulating medium. The insulating medium contained in the sorbent and accommodated there can be returned to the gaseous form and then reintroduced into the insulating space. In this way, the insulating medium is recycled and fed back to the maintenance or the isolation room. However, it can also serve for use in a new high or medium voltage arrangement. Between the insulating space and the container usually a valve is provided, so that the insulating medium and optionally decomposition products can be selectively transferred from the insulating space in the container, if this is desirable.
Grundsätzlich enthalten Isolierräume von Hochspannungs- bzw. Mittelspannungsanordnungen sogenannte Berstscheiben, so dass bei Auftreten eines unerwünschten Überdrucks diese Scheibe bricht und das Isoliermedium in die Umgebung abgegeben wird. Dies verhindert grundsätzlich das Explodieren der Anlage, führt aber dazu, dass die Umgebungsräume, in denen die Anlage angeordnet ist, mit dem Isoliermedium kontaminiert werden. Daher ist vorgesehen, die Berstscheibe so anzuordnen, dass sie in der Verbindung zwischen dem Isolierraum und dem Behälter mit dem Sorptionsmittel angeordnet ist und dass nach dem Bersten ausströmende Isoliermedium in den Behälter gelangt und dort von dem Adsorptionsmittel adsorbiert wird. Grundsätzlich kann der Behälter auch als separater Raum im Isolierraum angeordnet sein, was je nach Bauform der Anlage eine konstruktive Vereinfachung darstellen kann. In principle, insulating spaces of high-voltage or medium-voltage arrangements contain so-called rupture disks, so that when an undesired overpressure occurs, this disk breaks and the insulating medium is released into the environment. This basically prevents the system from exploding, but causes the surrounding spaces in which the system is arranged to be contaminated with the insulating medium. Therefore, it is provided to arrange the rupture disk so that it is arranged in the connection between the insulating space and the container with the sorbent and that after bursting effluent insulating medium enters the container and is adsorbed there by the adsorbent. In principle, the container can also be arranged as a separate space in the insulating space, which may represent a structural simplification depending on the design of the system.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Sorptionsmittel (zwei oder mehrere) bezüglich der A further embodiment of the invention is that the sorbent (two or more) with respect to the
Gasdurchströmung so hintereinander angeordnet sind, dass das erste von dem gasförmigen Isoliermedium und dessen Zersetzungsprodukten passierte Sorptionsmittel besonders selektiv eine der chemischen Komponenten durch Sorption aus dem Gasge- misch entfernt und dieses so gefilterte Gasgemisch zu den folgenden Sorptionsmitteln passieren lässt. So können effektive die Zersetzungsprodukte vom Isoliergas getrennt werden.  Gas flow are arranged one behind the other so that the first passed from the gaseous insulating medium and its decomposition products sorbent particularly selectively removes one of the chemical components by sorption from the gas mixture and this so filtered gas mixture to the following sorbents happen. Thus, the effective decomposition products can be separated from the insulating gas.
Weitere Ausgestaltungsformen und weitere Merkmale der Erfindung sind in den folgenden Figuren näher erläutert. Merkmale mit derselben Bezeichnung, aber in unterschiedlichen Ausge- staltungsformen sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen . Further embodiments and further features of the invention are explained in more detail in the following figures. Characteristics with the same name but in different extents Design forms are provided with the same reference numerals.
Dabei zeigen: Showing:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Isolierraums ei¬ ner Hoch- oder Mittelspannungsanlage und einen damit verbundenen Behälter mit einem Sorptionsmittel, 1 shows a schematic representation of an insulating space ei ¬ ner high or medium voltage system and an associated container with a sorbent,
Figur 2 eine vergrößerte Darstellung des Behälters mit dem Figure 2 is an enlarged view of the container with the
Sorptionsmittel und  Sorbents and
Figur 3 einen Isolierraum mit integrierten Behälter für Sorp tionsmittel . Figure 3 shows an insulating space with integrated container for Sorp tion medium.
In Figur 1 ist rein schematisch ein Isolierraum 2 dargestellt, der einen Isolierraum einer Hoch- oder Mittelspannungsanlage, beispielsweise einer GIS oder einer GEL sein kann. In dem Isolierraum 2 ist ein gasförmiges Isoliermedium 4 eingebracht, wobei der Begriff gasförmig bzgl. des Isolier mediums 4 sich auf die Temperaturspanne der Betriebstempera¬ tur bezieht. Es können auch Betriebstemperaturen vorherrschen, in dem das Isoliermedium 4 sowohl in Gas als auch in flüssiger Form bzw. auch in fester Form vorliegt. Grundsätzlich dürfte aber stets ein für die Isolierung ausreichender gasförmiger Anteil des Isoliermediums vorhanden sein. In Figure 1, an insulating space 2 is shown purely schematically, which may be an insulating space of a high or medium voltage system, such as a GIS or a GEL. In the insulating space 2, a gaseous insulating medium 4 is introduced, wherein the term gaseous respect. Of the insulating medium 4 refers to the temperature range of Betriebstempera ¬ tur. It can also prevail operating temperatures in which the insulating medium 4 is present both in gas and in liquid form or in solid form. In principle, however, a gaseous fraction of the insulating medium which is sufficient for the insulation should always be present.
Über Ventile 12 und gegebenenfalls eine Berstscheibe 14 ist der Isolierraum 2 mit einem Behälter 8 verbunden, der ein Sorptionsmittel 6 enthält. Unter dem Begriff Sorptionsmittel 6 wird hierbei einerseits Adsorptionsmittel und auch Absorp¬ tionsmittel verstanden, wobei Adsorptionsmittel bevorzugt das Isoliergas an ihre Oberfläche aufnehmen durch Adsorptionspro¬ zesse, und Absorptionsmittel das Isoliergas 4 in ihrem Inne- ren chemisch oder durch Lösung binden. Die Auswahl des Sorptionsmittels 6 richtet sich insbesondere nach der Beschaffen¬ heit des verwendeten Isoliermediums 4, es können aktivierte Zeolithe, Aktivkohle, Silikagele oder andere Sorptionsmittel zum Einsatz kommen. Der Behälter 6, der das Sorptionsmittel aufnimmt, kann ein Glas, ein Kunststoff, ein Keramik oder auch ein Stahlbehälter sein. Für den Fall, dass die Hoch- oder Mittelspannungsanlage außer Betrieb gesetzt werden soll, beispielsweise am Ende der Le¬ bensdauer bzw. für Wartungsarbeiten, werden die Ventile 12 geöffnet, so dass das Isoliermedium 4 in den Behälter 8 strömen kann. Dort wird das Isoliermedium 4 durch das Sorptions- mittel 6 aufgefangen. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltungsform gemäß Figur 2 sind in dem Behälter 8 mehrere verschiedene Sorptionsmittel 6, 6λ und 6λ λ vorgesehen, die selektiv das Isoliermedium 4 und gegebenenfalls Zersetzungs¬ produkte hiervon auffangen. Dabei sorbiert das Sorptionsmit- tel 6 das gasförmige Isoliermedium 4, weshalb dessen anteili¬ ge Behälter 8 am größten ist, das Sorptionsmittel 6λ sorbiert selektiv ein Zersetzungsprodukt des Isoliermediums 4. Sollten noch weitere Zersetzungsprodukte des Isoliermediums 4 oder beispielsweise Wasser als Kondensat im Isolierraum 2 vorhan- den sein, so kann es zweckmäßig sein ein weiteres Sorptions¬ mittel 6λ λ im Behälter 8 anzuordnen, das wiederum selektiv dieses weitere Zersetzungsprodukt, das beispielsweise ein hochmolekulares Zersetzungsprodukt ist, adsorbiert. Insgesamt wird das Absorptionsmittel 6 für das Isoliermedium den größ- ten Teil des Behälters 8 beanspruchen, die Sorptionsmittel 6λ und 6λ λ und gegebenenfalls noch weitere hier nicht darge¬ stellte Sorptionsmittel für beispielsweise niedermolekulare Zersetzungsprodukte, hochmolekulare Zersetzungsprodukte und Wasser, nehmen üblicherweise in etwa 20% des Volumens des Be- hälters 8 in Anspruch. About valves 12 and optionally a bursting disc 14 of the insulating space 2 is connected to a container 8 containing a sorbent 6. The term sorbent 6 is hereby on the one hand adsorbent and Absorp ¬ tion means understood, adsorbent preferably absorb the insulating gas to its surface by Adsorptionspro ¬ cesses, and absorbent the insulating gas 4 in their interior ren chemically or by solution. The choice of the sorbent 6 guided in particular by the acquiring ¬ integral of the insulating medium 4 used, it can be activated zeolites, activated carbon, silica gels, or other sorbent be used. The container 6, which receives the sorbent may be a glass, a plastic, a ceramic or a steel container. In the event that the high or medium voltage system is to be put out of operation, for example, at the end of the Le ¬ bensdauer or for maintenance, the valves 12 are opened, so that the insulating medium 4 can flow into the container 8. There, the insulating medium 4 is collected by the sorbent 6. In a particularly advantageous embodiment according to figure 2 are in the tank 8 a number of different sorbents 6, 6 and 6 are provided λ λ λ, the field selectively thereof the insulating 4 and optionally decomposition ¬ products. In this case, the sorbent 6 sorbing the gaseous insulating medium 4, which is why its anteili ¬ ge reservoir 8 is the largest, the sorbent 6 λ sorbed selectively a decomposition product of the insulating medium 4. If further decomposition products of the insulating medium 4 or for example, water as a condensate in the insulating space 2 existing be the, so it may be expedient, another sorption medium 6 to be arranged λ λ in the container 8, which in turn selectively this further decomposition product, which is for example a high molecular weight decomposition product adsorbed. Overall, the absorbent 6 will require the greatest th part of the container 8 for the insulating medium, the sorbents 6 λ and 6 λ λ and optionally further non Darge here ¬ presented sorbent for example low molecular weight decomposition products, high molecular weight decomposition products and water, usually take approximately 20% of the volume of the container 8 to complete.
Besonders vorteilhaft ist hier eine in Bezug auf die Abfolge der Gasdurchströmung vorgenommene Reihung der Sorptionsmittel dergestalt, dass das Gasgemisch als erstes das Sorptionsmit- tel 6λ mit der höchsten Selektivität bezüglich einer chemischen Komponente oder Gruppe chemischer Komponenten des Gasgemisches passiert. Das Sorptionsmittel 6λ entfernt dabei be¬ vorzugt die Komponente, für die es besonders selektiv ist. Die restlichen Komponenten passieren nahezu ungehindert. Dieses kombinierte Filter-Sorptions-Verfahren lässt sich gestuft anwenden, so dass als letztes ein Sorptionsmittel niedriger Selektivität zur Sorption von den Stoffen übrigbleibt, die sich sonst nicht oder nur schwer von anderen Stoffen trennen lassen . Particularly advantageous here is a sequence of the sorbents made in relation to the sequence of the gas flow, such that the gas mixture first passes through the sorbent 6 λ having the highest selectivity with respect to a chemical component or group of chemical components of the gas mixture. The sorbent 6 λ removed thereby be ¬ vorzugt the component for which it is particularly selective. The remaining components pass almost unhindered. This combined filter-sorption process can be used in a staged manner, leaving, as a last resort, a sorbent of low selectivity for sorption of the substances that are otherwise difficult or impossible to separate from other substances.
In Figur 3 ist eine weitere Ausgestaltungsform der vorgeschlagenen Hoch- bzw. Mittelspannungsanordnung gegeben, wobei der Behälter 8 in den Isolierraum 2 integriert ist. Dies kann je nach konstruktiver Ausgestaltung der Anordnung konstruktiv günstig sein, wobei sich die Anordnung der Sorptionsmittel im 6, 6λ und 6λ λ im Behälter 8 der Figur 2 entspricht. Es ist ferner eine Berstscheibe 14 vorgesehen, die bei auftretendem Überdruck im Isolierraum 2 bricht und dazu führt, dass das Isoliermedium in den Behälter 8 eindringt und dort von dem Sorptionsmittel 6 aufgenommen wird. In Figure 3, a further embodiment of the proposed high or medium voltage arrangement is given, wherein the container 8 is integrated into the insulating space 2. This can be structurally favorable, depending on the structural design of the arrangement, wherein the arrangement of the sorbent in the 6, 6 λ and 6 λ λ in the container 8 of Figure 2 corresponds. It is also a rupture disc 14 is provided, which breaks when occurring overpressure in the insulating space 2 and causes the insulating medium penetrates into the container 8 and is received there by the sorbent 6.
Es hat sich herausgestellt, dass korrosive Zersetzungsproduk- te dazu führen, dass Berstscheiben altern, und der Berstdruck der Berstscheibe damit sinkt. Wenn der aktuelle Arbeitsdruck in der elektrischen Anlage unterschritten wird, bricht dabei die Berstscheibe auf. Auf diese Weise kann eine Anlagenalte¬ rung durch korrosive Produkte mit berücksichtigt werden. It has been found that corrosive decomposition products cause rupture disks to age, thus reducing the rupture pressure of the rupture disk. If the current working pressure in the electrical system is exceeded, breaks the rupture disc. In this way, a Anlagenalte ¬ tion can be taken into account by corrosive products.
Bei der in Figur 3 dargestellten Anordnung des Behälters 8 im Isolierraum 2 kann der Behälter 8 beispielsweise aus einem zerstörbaren Material ausgestaltet sein, so dass der Behälter 8 bei Bedarf von außen ferngesteuert gebrochen werden kann, was natürlich auch auf die Berstscheibe 14 anwendbar ist. Die Zerstörung des Behälters 8 oder das gezielte Einbringen eines Lochs in den Behälter 8 kann dann erfolgen, wenn eine Sorption des Isoliergases 4 durch das Sorptionsmittel 6 gewünscht ist. Auf diese Weise wird der Isolierraum 2 vom Isoliermedium 4 befreit, das anschließend durch das Sorptionsmittel 6 ge¬ bunden ist. Der Behälter 8 kann anschließend aus dem Isolierraum 2 entfernt werden und das Isoliermedium 4 kann aus dem Sorptionsmittel 6 abgetrennt werden. In the arrangement of the container 8 shown in Figure 3 in the insulating space 2, the container 8 may for example be designed from a destructible material, so that the container 8 can be broken away remotely controlled if necessary, which of course is applicable to the rupture disk 14. The destruction of the container 8 or the targeted introduction of a hole in the container 8 can then take place when a sorption of the insulating gas 4 by the sorbent 6 is desired. In this way, the insulation space 2 is freed from the insulating medium 4, which is then by the sorbent 6 ge ¬ prevented. The container 8 can then be removed from the insulating space 2 and the insulating medium 4 can be separated from the sorbent 6.

Claims

Patentansprüche claims
1. Hoch- oder Mittelspannungsanordnung umfassend einen Isolierraum (2) mit einem gasförmigen Isoliermedium (4) sowie ein Sorptionsmittel (6), dadurch gekennzeichnet, dass das1. high- or medium-voltage arrangement comprising an insulating space (2) with a gaseous insulating medium (4) and a sorbent (6), characterized in that the
Sorptionsmittel (6) zur Sorption des gasförmigen Isoliermedi¬ ums (4) in einem vom Isolierraum (2) getrennten Behälter (8) vorliegt, wobei zwischen dem Behälter (8) und dem Isolierraum (2) eine verschließbaren Verbindung (10) vorliegt. Sorbent (6) for sorption of the gaseous Isoliermedi ¬ ums (4) in a separate from the insulating space (2) container (8) is present, wherein between the container (8) and the insulating space (2) is present a closable connection (10).
2. Hoch- oder Mittelspannungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Behälter (8) mindestens zwei Sorptionsmittel (6, 6λ) vorliegen, wobei ein Sorptions¬ mittel (6) zur selektiven Aufnahme des Isoliermediums dient und ein zweites Sorptionsmittel (6λ) zur selektiven Aufnahme von Zersetzungsprodukten dient. 2. high- or medium-voltage arrangement according to claim 1, characterized in that in the container (8) at least two sorbents (6, 6 λ ) are present, wherein a sorption ¬ medium (6) for selectively receiving the insulating medium is used and a second sorbent ( 6 λ ) serves for the selective uptake of decomposition products.
3. Hoch- oder Mittelspannungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Isolierraum und dem Behälter (8) ein Ventil (12) vorgesehen ist. 3. high or medium voltage arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that between the insulating space and the container (8), a valve (12) is provided.
4. Hoch- oder Mittelspannungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Isolierraum (2) und dem Behälter (8) eine Berstscheibe (14) vorgesehen ist. 4. high or medium voltage arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that between the insulating space (2) and the container (8) a rupture disc (14) is provided.
5. Hoch- oder Mittelspannungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (8) als separater Raum im Isolierraum (2) angeordnet ist. 5. high or medium voltage arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the container (8) is arranged as a separate space in the insulating space (2).
6. Hoch- oder Mittelspannungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindes¬ tens zwei Sorptionsmittel (6, 6λ) bezüglich der 6. high or medium voltage arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the mindes ¬ least two sorbents (6, 6 λ ) with respect
Gasdurchströmung so hintereinander angeordnet sind, dass das erste von dem gasförmigen Isoliermedium und dessen Zersetzungsprodukten passierte Sorptionsmittel (6λ) besonders se¬ lektiv eine der chemischen Komponenten durch Sorption aus dem Gasgemisch entfernt und dieses so gefilterte Gasgemisch zu den folgenden Sorptionsmitteln passieren lässt. Gas flow are arranged one behind the other, that the first of the gaseous insulating medium and its decomposition products passed sorbent (6 λ ) particularly se ¬ lectively one of the chemical components by sorption from the Removed gas mixture and this so filtered gas mixture to the following sorbents happen.
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