DE2149435A1 - METAL ENCLOSED HIGH VOLTAGE SWITCHGEAR - Google Patents
METAL ENCLOSED HIGH VOLTAGE SWITCHGEARInfo
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Description
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Erlangen, 30. Sept. 1971 Berlin und München Werner-von-Siemens-Str.SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Erlangen, September 30, 1971 Berlin and Munich Werner-von-Siemens-Str.
Unser Zeichen VPA 71/3803 Sm/ZpOur mark VPA 71/3803 Sm / Zp
Metallgekapselte HochspannungsschaltanlageMetal-enclosed high-voltage switchgear
Aus der deutschen Auslegeschrift 1 241 514 ist eine metallgekapselte Hochspannungsschaltanlage mit einem von Luft verschiedenen Schwergas, nämlich Schwefelhexafluorid, bekannt, in der als Überspannungsschutz eine Funkenstrecke mit einem eigenen Gehäuse vorgesehen ist. Das Gehäuse ist ein in die Metallkapselung der Anlage eingesetztes Isolierstoffrohr, das die Elektroden der Funkenstrec ^e umschließt und mit dem Gasraum der Kapselung über eine kleine Druckausgleichöffnung verbunden ist. Die Druckausgleichöffnung soll dafür sorgen, daß in dem Gehäuse der Funkenstrecke der gleiche Druck wie in der Kapselung selbst herrscht, ohne daß die bei einem Überschlag an der Funkenstrecke entstehenden Zersetzungsprodukte nennenswert aus dem Gehäuse entweichen können. Die bekannte Anordnung hat aber zur Voraussetzung, daß ein Lichtbogen an der Funkenstrecke nur kurzzeitig anhält, wenn die Zersetzungsprodukte nicht aus dem Gehäuse austreten sollen.From the German Auslegeschrift 1 241 514 is a metal-encapsulated High-voltage switchgear with a heavy gas different from air, namely sulfur hexafluoride, known, in which a spark gap with its own housing is provided as overvoltage protection. The case is one in the Metal encapsulation of the system used insulating tube that the electrodes of the spark gap encloses and with the gas space the enclosure is connected via a small pressure equalization opening. The pressure compensation opening should ensure that the same pressure prevails in the housing of the spark gap as in the encapsulation itself, without that in the event of a flashover Decomposition products formed at the spark gap can escape significantly from the housing. The familiar arrangement but it is a prerequisite that an arc at the spark gap only lasts for a short time when the decomposition products should not leak out of the housing.
Ziel der Erfindung ist eine metallgekapselte Hochspannungsschaltanlage mit Druckgasisolierung, deren als Überspannungsschutz vorgesehene Funkenstrecke in einem eigenen Gehäuse zwar mit dem Gasraum der Kapselung in Verbindung steht, aber auch unter den ungünstigsten Umständen, z. B. bei beliebig langer Lichtbogendauer, keinen schädlichen Einfluß auf das Gas der Kapselung haben kann. Dieses Ziel erreicht man erfindungsgemäß dadurch, daß ein in an sich bekannter Weise mit dem Schwergas gefülltes Gehäuse eines Überspannungsabieiters außerhalb der Kapselung angeordnet und mit dieser über eine ventilgesteuerte Gasleitung verbunden ist.The aim of the invention is a metal-enclosed high-voltage switchgear with compressed gas insulation, the spark gap provided as overvoltage protection in its own housing although it is in communication with the gas space of the enclosure, but also under the most unfavorable circumstances, e.g. B. at any long arc duration, can have no harmful influence on the gas in the enclosure. This goal is achieved according to the invention in that a housing of a surge arrester is filled in a manner known per se with the heavy gas is arranged outside the enclosure and connected to it via a valve-controlled gas line.
•Im Gegensatz zu einer aus der amerikanischen Patentschrift 2 757 261 bekannten Füllung eines Überspannungsabieiters mit• In contrast to one from the American patent specification 2 757 261 known filling of a surge arrester with
3098U/0691 ~2~ 3098U / 0691 ~ 2 ~
2U9A352U9A35
VPA 71/3803 - 2 -VPA 71/3803 - 2 -
Schwefelhexafluorid, bei der e_, lediglich um eine Erhöhung der Schaltleistung des Ableiters geht, ist es für die Erfindung wesentlich, daß eine dem Gas in der Kapselung der Hochspannungsschaltanlage entsprechende Überschlagcharakteristik an der Funkenstrecke vorhanden ist. Zu diesem Zweck wird durch die Gasleitung eine mit der Kapselung übereinstimmende Gasatmosphäre geschaffen. Dabei hat die Unterbringung der Funkenstrecke in einem besonderen, von der Kapselung der Anlage unabhängigen Gehäuse den Vorteil, daß die Funkenstrecke als Überspannungsableiter normaler Bauweise ausgebildet und überwacht werden kann. Zu der normalen Ausbildung zählt z. B. eine sogenannte Bruchsicherung, die eine Öffnung in dem Gehäuse freigibt, wenn der Überspannungsableiter unter ungünstigen Bedingungen überlastet wird. Würde man einen solchen Überspannungsableiter innerhalb der Kapselung der Hochspannungsschaltanlage anordnen, so könnte ein Ansprechen des Ableiters, das an sich zum Schutz der Anlage dient, zu einem Überschlag in der Kapselung durch die Verschlechterung der Gasatmosphäre führen, wenn der Überspannungsableiter der Überspannung nicht gewachsen ist.Sulfur hexafluoride, in the case of the e_, only by an increase the switching capacity of the arrester, it is essential for the invention that one of the gas in the encapsulation of the high-voltage switchgear corresponding rollover characteristic is present at the spark gap. For this purpose, a gas atmosphere that matches that of the encapsulation is created through the gas line created. The spark gap has to be housed in a special one that is independent of the encapsulation of the system Housing has the advantage that the spark gap is designed and monitored as a surge arrester of normal construction can be. The normal training includes z. B. a so-called break protection, which has an opening in the housing releases when the surge arrester is overloaded under unfavorable conditions. One would have such a surge arrester placed inside the enclosure of the high-voltage switchgear, so the arrester could respond, which in itself serves to protect the system, to a flashover in the encapsulation due to the deterioration of the gas atmosphere lead if the surge arrester cannot cope with the surge voltage.
Bei der Hochspannungsschaltanlage gemäß der Erfindung wird da-' gegen bei einer Überlastung des Ableiters die Gasleitung gesperrt, die Kapselung der Anlage mit ihrer Gasfüllung bleibt also unversehrt, und der Überspannungsableiter, der z. B. einem Freileitungsanschluß an der Hochspannungsschaltanlage zugeordnet ist, kann in üblicher Weise ersetzt werden.In the high-voltage switchgear according to the invention there is to prevent the gas line being blocked in the event of an overload of the arrester, the encapsulation of the system with its gas filling remains so intact, and the surge arrester that z. B. assigned to an overhead line connection on the high-voltage switchgear can be replaced in the usual way.
Die Erfindung kann in verschiedener Weise verwirklicht werden. Zum Beispiel kann man in der Gasleitung ein strömungsabhängig arbeitendes Ventil vorsehen, das ein Abfließen des Gases aus der Kapselung über das gegebenenfalls zerstörte Ableitergehäuse verhindert. Das Ventil kann unter Umständen zwei Ansprechrichtungen für die Strömung aufweisen, damit auch ein plötzlicher Druckabfall im Ableitergehäuse unterbunden werden kann. Hierfür ist z. B. ein Ventil geeignet, das in der amerikanischen Patentschrift 3 097 280 beschrieben ist.The invention can be practiced in various ways. For example, a flow-dependent can be used in the gas line Provide working valve that allows the gas to flow out of the enclosure via the possibly destroyed trap housing prevented. Under certain circumstances, the valve can have two directions of response for the flow, including one sudden pressure drop in the trap housing can be prevented. For this purpose z. B. suitable a valve that is in the American U.S. Patent 3,097,280.
309814/0691309814/0691
2U9A352U9A35
VPA 71/3803 . 3 -VPA 71/3803. 3 -
Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht ein druckabhängiges Ventil vor, das die Gasleitung sperrt, wenn entweder ein gewisser absoluter Druck unterschritten wird oder wenn zwischen dem Gehäuse des Ableiters und der Metallkapselung der Anlage ein bestimmter Druckunterschied vorhanden ist.Another embodiment of the invention provides a pressure-dependent valve that blocks the gas line when either a certain absolute pressure is undershot or if there is a certain pressure difference between the housing of the arrester and the metal enclosure of the system is.
Des weiteren kann die Erfindung auch mit einem elektrisch steuerbaren Ventil versehen werden, das in Abhängigkeit von einem durch den Ableiter fließenden Strom geschlossen wird. Hierdurch kann man sicherstellen, daß auch ein beim normalen Ansprechen des Ableiters entstehender Überdruck keine Zersetzungsprodukte in die Metallkapselung treiben kann. Zweckmäßig wird man das elektrisch steuerbare Ventil mit Hilfe einer Zeitsteuerung, die mechanisch oder elektrisch vorgenommen werden kann, nach einer bestimmten Zeit wieder öffnen.Furthermore, the invention can also be provided with an electrically controllable valve that is dependent on a current flowing through the arrester is closed. This way you can ensure that a normal If the arrester responds, the overpressure cannot force any decomposition products into the metal enclosure. Appropriate one becomes the electrically controllable valve with the help of a time control, which can be made mechanically or electrically can open again after a certain time.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben.For a more detailed explanation of the invention, the following is based on the drawing describes an embodiment.
In der Zeichnung ist schematisch vereinfacht eine metallgekapselte Hochspannungsschaltanlage für beispielsweise 110 kV ■ eines Drehstromnetzes dargestellt. Die Anlage umfaßt ein Doppelsammelschienensystem mit den Sammelschienen 1 und 2, den an diese angeschlossenen Leistungsschaltern 3 und 4, die über eine Durchführung 5 miteinander verbunden sind, und eine Durchführung 6 mit einem Freileitungsanschluß 7. Der Freileitungsanschluß 7 kann auch eine Einspeisung für die Sammelschienen sein.In the drawing, a metal-encapsulated one is schematically simplified High-voltage switchgear for, for example, 110 kV ■ a three-phase network. The system comprises a double busbar system with the busbars 1 and 2, the circuit breakers 3 and 4 connected to them, which have a bushing 5 are connected to one another, and a bushing 6 with an overhead line connection 7. The overhead line connection 7 can also be a feed for the busbars be.
Außerhalb der geerdeten Metallkapselung 10 der Hochspannungsschaltanlage, die einen mit Schwefelhexafluorid unter einem Überdruck von 0,5 at gefüllten einheitlichen Gasraum bildet, ist das Metallgehäuse 12 einem Überspannungsabieiters 13 angeordnet. Der Überspannungsableiter 13 ist elektrisch über eine Durchführung mit dem Freileitungsanschluß 7 einerseits und über sein Gehäuse mit einer Erdklemme 14 andererseits verbunden,Outside the earthed metal enclosure 10 of the high-voltage switchgear, which forms a uniform gas space filled with sulfur hexafluoride under an overpressure of 0.5 at, the metal housing 12 is arranged in a surge arrester 13. The surge arrester 13 is electrically connected to the overhead line connection 7 on the one hand and via a bushing on the other hand connected via its housing to an earth terminal 14,
309814/0691309814/0691
2H9A352H9A35
VPA 71/3803 - 4 -VPA 71/3803 - 4 -
Sein Gehäuse 12, das geerdet ist und eine Funkenstrecke 15 und spannungsabhängige Widerstände 16 in Reihenschaltung enthält, ist über eine Gasleitung 17 mit der Kapselung der Hochspannungsschaltanlage verbunden. Mit 18 ist eine Brechmembran bezeichnet, die bei einem Versagen des Ableiters, eine Austrittsöffnung freigibt und damit ein Zersprengen des Gehäu- · ses 12 verhindert.Its housing 12, which is grounded and contains a spark gap 15 and voltage-dependent resistors 16 in series, is connected to the encapsulation of the high-voltage switchgear via a gas line 17. At 18 there is a breakable membrane denotes, which in the event of a failure of the arrester, an outlet opening releases and thus a bursting of the housing ses 12 prevented.
In der Gasleitung 17 ist ein Ventil 20 angeordnet, das normalerweise geöffnet ist. Deshalb ist das Gehäuse 12 des Überspannungsableiters 13 mit Schwefelhexafluorid unter dem gleichen Druck wie dem in der Kapselung 10 gefüllt. Mithin ist die vom Gas und dem Druck abhängige Überschlagcharakteristik der Funkenstrecke 15 des Überspannungsabieiters 13 der Überschlagkennlinie der Hochspannungsschaltanlage angepaßt. Dennoch kann der Überspannungsableiter ohne Beeinflussung der Kapselung 10 arbeiten und bei Überlastung sein Gehäuse 12 öffnen, ohne daß eine Verschmutzung des Gases in der Kapselung 10 vorkommen kann.In the gas line 17, a valve 20 is arranged, which normally is open. Therefore, the housing 12 of the surge arrester 13 with sulfur hexafluoride is among the same Pressure like that in the enclosure 10 filled. The rollover characteristic is therefore dependent on the gas and the pressure the spark gap 15 of the surge arrester 13 adapted to the flashover characteristic of the high-voltage switchgear. Yet the surge arrester can work without influencing the encapsulation 10 and, in the event of an overload, its housing 12 open without contamination of the gas in the encapsulation 10 can occur.
Das Ventil 20 ist beim Ausführungsbeispiel ein Rückschlagventil, das ein Ausströmen des Gases aus der Kapselung über das Gehäuse 12 des Überspannungsabieiters 13 verhindert. Dabei ist vorausgesetzt, daß die Gasleitung 17 zwischen dem Gehäuse 12 und der Kapselung 10 selbst einen so großen Strömungswiderstand hat, daß eine beim Ansprechen des Ableiters 13 entstehende Druckwelle kein verschmutztes Gas in die Kapselung drükken kann. Anstelle dieser einfachsten Ausführungsform der Erfindung kann man aber auch andere der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen für das Ventil 20 wählen.In the exemplary embodiment, the valve 20 is a check valve which prevents the gas from flowing out of the encapsulation via the Housing 12 of the surge arrester 13 prevents. It is provided that the gas line 17 between the housing 12 and the encapsulation 10 itself has such a large flow resistance has that a pressure wave that occurs when the arrester 13 responds does not press any contaminated gas into the enclosure can. Instead of this simplest embodiment of the invention but one can also choose other of the embodiments described above for the valve 20.
Bei einem elektrisch steuerbaren Ventil 20 kann man den Strom zur Steuerung einer Magnetspule 22, die das Ventil betätigt, z. B. über einen Wandler 23 erhalten, der um die Erdleitung des Überspannungsabieiters 13 gelegt ist, wie in der Figur gestrichelt angedeutet ist.In the case of an electrically controllable valve 20, the current can be used to control a solenoid 22 which actuates the valve, z. B. obtained via a converter 23 which is placed around the ground line of the surge arrester 13, as dashed in the figure is indicated.
5 Ansprüche5 claims
1 Figur 309814/0691 -5-1 figure 309814/0691 -5-
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