DE1181300B - Metallgekapselte Hochspannungsschaltanlage - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. KL: H 02 b

Nummer: Aktenzeichen: Anmeldetag: Auslegetag:

Deutsche KL: 21c-40/08

S 79249 VIIId/21 c
30. April 1962
12. November 1964

Es ist bekannt, in metallgekapselten Hochspannungsschaltanlagen isolierte Sammelschienen zu verwenden, die aus Sammelschienenabschnitten zusammengesetzt sind. In der Hauptpatentanmeldung S 77821 VIII d / 21 c wird vorgeschlagen, die Sammelschienenabschnitte an einer Sammelschienenabzweigstelle lösbar miteinander zu verbinden, die Verbindungsstelle isoliert auszuführen und als Kugelgelenk auszubilden. Die Verbindungsstellen können nach der Hauptpatentanmeldung durch einen Metallbalg abgeschlossen sein, so daß ein Raum entsteht, der zur Erhöhung der elektrischen Festigkeit mit einer Isolierflüssigkeit gefüllt werden kann. Der Metallbalg kann beispielsweise mit einer Metallkapselung dicht verbunden sein, die auf die Sammelschienenabschnitte aufgebracht ist.

Als weitere Ausbildung der Sammelschiene nach der Hauptpatentanmeldung sind erflndungsgemäß die Leiter der Sammelschienenabschnitte in an sich bekannter Weise hohl ausgebildet. Sie werden von einem elektrisch isolierenden Kühlmittel, z. B. Isolieröl, durchflossen, das im Bereich der Verbindungsstellen durch den Metallbalg nach außen abgedichtet ist. Man erreicht dadurch den Vorteil, daß die Stromtragfähigkeit der Sammelschiene gesteigert werden kann. Der Aufwand, der dazu erforderlich ist, ist verhältnismäßig klein. Es wird im wesentlichen nur ein zusätzlicher Kühler benötigt, in dem die Kühlflüssigkeit außerhalb der Sammelschiene rückgekühlt werden kann. Bei relativ großen Anlagen, deren Sammelschienen wegen ihrer Länge einen beachtlichen Strömungswiderstand bilden können, dürfte außerdem eine Pumpe zweckmäßig sein, die für einen zwängsweisen Umlauf des Kühlmittels sorgt. Die Pumpe kann für Wechselstromanlagen mit Vorteil als Membranpumpe ausgebildet sein, die durch die Magnetkräfte eines stromdurchflossenen Leiters angetrieben wird. Eine solche Pumpe, die z. B. in der deutschen Patentschrift 903 901 näher beschrieben ist, kann leicht in der Sammelschiene selbst eingebaut werden. Ihre Pumpwirkung ist dann in wünschenswerter Weise vom Strom der Sammelschiene abhängig.

Bei einer bekannten Sammelschienenanordnung hat man bereits die Sammelschienenleiter hohl ausgebildet, um eine Durchflußmöglichkeit für ein Kühlmittel zu schaffen. Bei der bekannten Anordnung sind die Sammelschienenabschnitte jedoch im Gegensatz zur Erfindung starr miteinander verbunden. Das gleiche gilt für die die Sammelschienenleiter umgebende Kapselung, die einen mit einem gasförmigen Isoliermittel gefüllten Raum bildet. Metallbälge sind Metallgekapselte Hochspannungsschaltanlage

Zusatz zur Anmeldung: S 77821 VIII d / 21 c — Auslegeschrift 1170 501

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Als Erfinder benannt:

Willi Olsen, Berlin-Siemensstadt

bei der bekannten Sammelschiene nicht vorhanden. Deshalb ergeben sich bei Temperaturschwankungen Kräfte in den Sammelschienenleitern, die große Schwierigkeiten bereiten.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden ein vereinfachtes Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung beschrieben.

In F i g. 1 ist die Sammelschiene 1 einer metallgekapselten Hochspannungsschaltanlage dargestellt. An die Sammelschiene 1 sind drei Abgänge 2, 3 und 4 an Abzweigstellen 5, 6 und 7 angeschlossen. Die Ausbildung der Abzweigstellen ist im einzelnen aus der F i g. 2 zu ersehen.

Die Sammelschiene 1 besteht im wesentlichen aus geradlinigen Teilen 10, deren rohrförmige Leiter 11 mit einer Isolierung 12 versehen sind. Auf die Isolierung ist ein Aluminiumblech 13 dichtsitzend ohne Lufteinschlüsse als geerdete Metallkapselung aufgebracht. In die Enden der Rohre 11 sind hohle Anschlußstücke 15 eingelötet. In diesem Bereich wird die Isolierung von Hülsen 8 gebildet, deren Ende 9 kugelförmig ausgebildet ist.

Die einander gegenüberstehenden Anschlußstücke 15 sind mit einem gemeinsamen T-förmigen Abzweigleiter 16 über rohrförmige Kuppelkontaktstücke 17 verbunden. Der Abzweigleiter 16 ist durchbohrt, so daß ein Kanal 20 koaxial zu den Leitern 11 entsteht. Die Isolierung 22 des Abzweigleiters 16 besteht aus Gießharz. Sie trägt eine geerdete Metallkapselung 14. Die den Sammelschienenabschnitten 10 zugekehrten Enden der Isolierung 22 bilden halbe Hohlkugeln 18. In diese werden die kugelförmigen Enden 9 der Hülsen 8 mit Hilfe von Isolierstoffringen 19 hineingedrückt, so daß eine Verbindung nach Art eines Kugelgelenkes zustande kommt.

409 727/392

Zwischen der Metallkapselung 13 der Sammelschienenabschnitte 10 und der Metallkapselung 14 auf der Isolierung 22 des Abzweigleiters 16 ist ein Metallbalg 23 vorgesehen. Der eine Rand des Metallbalges 23 ist mit der Kapselung 13 dicht verbunden, z. B. verlötet. Der andere Rand wird mit einer Überwurfmutter 25 flüssigkeitsdicht gegen den Isolierkörper 22 gepreßt. Dadurch entsteht ein geschlossener Raum 26, der mit dem Inneren der Leiter 11 in Verbindung steht. -

Der Raum 26 und das Innere 27 der Leiter 11 sowie der Kanal 20 sind mit einem Isolieröl gefüllt. Das Isolieröl sorgt für eine große elektrische Festigkeit im Bereich der Verbindungsstellen zwischen den Sammelschienenabschnitten. Es wirkt außerdem als Kühlmittel für die Leiter 11 und 16. Dies geschieht in gewissem Maße bereits dadurch, daß bei Erwärmung der Leiter durch Flüssigkeitsströmung ein Wärmetransport von den Leitern unmittelbar an die Wand des Metallbalges stattfinden kann, durch den die Wärme über den Metallbalg abgeführt wird. ·:

Ferner sind, wie in Fig. 1 dargestellt ist, an Metallkappen 28 und 29 an beiden Stirnseiten der Sammelschiene Leitungen 30 bzw. 31 angebracht, die über eine Pumpe 32 und einen ölkühler 33 miteinander verbunden sind. Die Pumpe 32 saugt durch die Leitung 31 das Öl aus dem Inneren der Sammelschiene, also aus den Räumen 20, 26 und 27, an und drückt es in den ölkühler 33. Aus dem Kühler 33 strömt das öl dann wieder in die Sammelschiene zurück. Diese Kühlung ergibt eine wesentliche Verringerung der Temperatur der Sammelschienenleiter bzw. eine Vergrößerung der durch die zulässige Erwärmung begrenzten Strombelastung.

Die Leitungen 30 und 31 können auch für den Fall, daß die Pumpe 32 und der Kühler 33 auf Erde angeordnet sind, aus Metall bestehen, da die Metallkappen 28 und 29 ebenso wie die übrige Metallkapselung der Sammelschiene Erdpotential führen. Die Leitungsführung ist deshalb außerordentlich einfach. Es können verschiedene Pole einer mehrpoligen Anlage miteinander verbunden werden, ohne daß dazwischen Isolierstoffleitungen erforderlich sind, die zu Schwierigkeiten Anlaß geben könnten.

Der Kühler 33 kann als Luftkühler ausgebildet sein. Unter Umständen kann man zur Erreichung tieferer Temperaturen auch eine Wasserkühlung vorsehen,, bei dex der Kühler in bekannter Weise von Wasser durchströmt wird. Die Erfindung ist auch nicht auf öl als Kühlflüssigkeit beschränkt. Es ist lediglich erforderlich, daß das Kühlmittel eine ausreichende Isolationsfestigkeit aufweist, um die Spannung zwischen den Leitern 11, 16 und 17 und dem geerdeten Metallbalg 23 zu halten.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Metallgekapselte Hochspannungsschaltanlage mit einer isolierten Sammelschiene, bestehend aus Sammelschienenabschnitten, die an einer Sammelschienenzweigstelle lösbar miteinander verbunden sind, wobei die Verbindungsstelle isoliert, als Kugelgelenk ausgebildet und mit Hilfe eines Metallbalges abgeschlossen ist, der mit einem Metallmantel auf der Außenseite der Sammelschienenisolierung verbunden ist, nach Patentanmeldung S 77821 VIIId/21 c, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter (11, 16) der Sammelschienenabschnitte in an sich bekannter Weise hohl ausgebildet sind und von einem elektrisch isolierenden Kühlmittel durchflossen werden, das im Bereich der Verbindungsstellen durch den Metallbalg (23) nach außen abgedichtet ist.

2. Metallgekapselte Hochspannungsschaltanlage nach Anspruch 1 für Wechselstrom, gekennzeichnet durch eine Pumpe (32), die elektromagnetisch durch den Strom der Sammelschiene (1) betätigt wird.

3. Metallgekapselte Hochspannungsschaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine außerhalb der Sammelschiene liegende Kühlmittelleitung (31) aus Metall besteht und an den geerdeten Metallmantel der Sammelschiene angeschlossen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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