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Gekapselte Hochspannungsschaltanlage Es ist bekannt, gekapselte Hochspannungsschaltanlagen, deren spannungsführende Teile mit einer gasförmigen, flüssigen oder festen Isolierung umgeben sind, in mindestens zwei miteinander verbundenen, im allgemeinen verschraubten Behältern unterzubringen, die üblicherweise aus Metall bestehen. Zur Abdichtung der Stossstellen zwischen den Behältern ist zumeist eine in einer Nut liegende Dichtung vorgesehen. Die Herstellung dieser Nut ist jedoch wegen der verhältnismässig grossen Abmessungen der Behälter an der Stossstelle nur mit erheblichem Aufwand möglich. Zum Beispiel können die grossen Behälter nicht mit normalen Drehbänken bearbeitet werden.
Gemäss der Erfindung wird die vorgenannte Schwierigkeit dadurch behoben, dass an der Stossstelle zwischen den beiden Behältern ein Zwischenring vorgesehen ist, der die Nut für die Dichtung enthält. Dieser Zwischenring ist gegenüber den Behältern ein nur kleiner Bauteil, der leicht zu handhaben und zu bearbeiten ist. Deshalb wird durch diesen Zwischenring eine bedeutende Erleichterung der Herstellung erreicht, obwohl der Zwischenring an sich einen zusätzlichen Bauteil darstellt.
Die Ausbildung des Zwischenringes ist von untergeordneter Bedeutung, sofern der Zwischenring nur den richtigen und dichten Sitz einer Dichtung, insbesondere eines Dichtungsringes an der Stossstelle, ermöglicht. Eine bewährte Form des Zwischenringes weist z. B. in Richtung der Achse der Stossstelle je eine Nut auf den gegenüberliegenden Seiten auf, und jede Nut enthält einen Dichtungsring, der gegen einen ebenen Flansch gepresst wird.
Der Zwischenring kann mit Hilfe der Schrauben festgelegt sein, mit denen die beiden Behälter mitein= ander verbunden werden. Es ist aber auch möglich, besondere Stifte vorzusehen, die die richtige Lage des Zwischenringes sichern. Unter Umständen kann man den Ring auch mit einem in das Behälterinnere ragenden Zentnerflansch versehen, sofern dadurch nicht die elektrische Festigkeit im Innern der Behälter herabgesetzt wird.
Zur näheren Erläuterung wird im folgenden an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrie= ben.
Dabei zeigt Fig. 1 schematisch vereinfacht eine Hochspannungsschaltanlage, Fig. 2 in vergrössertem Massstab die Anwendung der Erfindung bei dieser Anlage, Fig. 3 in vereinfachter Darstellung einen Teil der Hochspannungsschaltanlage und Fig. 4 in grösserem Massstab die Ausbildung des Zwischenringes.
Die Hochspannungsschaltanlage nach Fig. 1 besteht aus zwei miteinander verbundenen Metallbehältern 1 und 2, die die nicht näher dargestellten Geräte einer Hochspannungsschaltanlage und das zur Isolierung dieser Geräte dienende Druckgas, z. B. Schwefelhexafluo- rid, enthalten. Die Behälter sind mit einem Traggestell 3 über eine Platte 4 am Erdboden befestigt. Sie sind mit rohrförmigen Fortsätzen 5 und 6 versehen, die an der Stossstelle zu einer als Ganzes mit 7 bezeichneten Flanschverbindung verschraubt sind.
Wie Fig. 2 zeigt, ist im Bereich der Stossstelle der Rohre 5 und 6 ein Zwischenring 10 angeordnet. Der Ring 10 besitzt beim Ausführungsbeispiel einen rechteckigen Querschnitt. Die Längenabmessung des Querschnittes entspricht den radialen Abmessungen der angeschweissten ebenen Flansche 12 und 13. Die Breitenabmessung beträgt beim Ausführungsbeispiel etwa ein Drittel der Längenabmessung. Bestimmend ist für die Breitenabmessung jedoch nur, dass sie genügend gross ist, um zwei Nuten 1'5 und 16 aufnehmen zu können, die einen rechteckförmigen Querschnitt haben und zwei Dichtungsringe 17 und 18 zum Abdichten der Flanschverbindung enthalten.
Beim Ausführungsbeispiel liegen diese Nuten auf dem gleichen Durchmesser des Ringes. Sie könnten aber auch in radialer Richtung
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versetzt sein, damit die Breitenabmessungen des Querschnittes des Ringes 10 verringert werden können.
Der Ring 10 wird beim Ausführungsbeispiel dadurch in der richtigen Lage in bezug auf die Rohre 5 und 6 gehalten, dass durch seine Bohrung 20, die mit den Bohrungen 21 und 22 der Flansche 12 und 13 fluchtet, eine Befestigungsschraube 23 gesteckt ist. Man könnte den Ring aber auch mit Hilfe besonderer Stifte halten oder durch einen Flansch an der Innenwand der Rohre 5, 6 zentrieren. In jedem Fall erhält man die eingangs beschriebene vorteilhafte Erleichterung der Herstellung, da der Ring weitaus leichter zu bearbeiten ist als die grossen Behälter 1 und 2.
Der Zwischenring erleichtert aber nicht nur, wie vorstehend beschrieben, die Bearbeitung. Er kann darüber hinaus auch zur Befestigung einer im Innern der Behälter angeordneten Durchführung dienen.
Die Verwendung von Durchführungen im Innern von Hochspannungsschaltanlagen, die mit einem hochwertigen Isoliermittel, z. B. Schwefelhexafluoridgas, gefüllt sind, ist ,an sich bekannt. Die Durchführungen haben hier die Aufgabe, die elektrischen Teile im Innern der Behälter abzustützen. Sie ergeben ausserdem eine Schottung des Innern der Anlage, so dass bei Störungen nur einzelne Anlagenteile betroffen werden können. Bisher erforderten solche Durchführungen jedoch einen grossen Aufwand, da sie in Abmessungen und Material auf die Kapselung abgestimmt sein mussten.
Bei Verwendung eines Zwischenringes ist es dagegen nicht mehr erforderlich, den Flansch der Durchführung so gross zu machen, dass er mit den Behältern unmittelbar, also zwischen deren Verbindungsflanschen liegend, verschraubt werden kann. Dies ermöglicht eine bedeutende Materialersparnis. Darüber hinaus ist die erfindungsgemässe Anordnung deshalb günstig, weil das im allgemeinen mechanisch empfindliche Isoliermaterial nicht mehr direkt den grossen Kräften.ausgesetzt ist, die an der Verbindungsstelle der Behälter auftreten können.
Ausserdem kann man den Zwischenring aus einem nichtmagnetischen Material herstellen und dadurch die Wirbelstromverluste herabsetzen, während eine Herstellung der ganzen Anlage aus solchem Material aus wirtschaftlichen Gründen, ausgeschlossen ist.
Der Zwischenring besitzt zweckmässig einen Absatz zur Zentrierung der Durchführung. Ferner ist es günstig, wenn der Zwischenring an den in das Behälterinnere ragenden Kanten abgerundet oder abgeflacht ist. Dadurch kann man hohe örtliche Belastungen des Isoliermittels in den Behältern vermeiden.
Um die Schottung der Anlage zu erleichtern, kann man den Zwischenring mit einer Nut für einen Dichtungsring versehen, der mit dem Flansch der Durchführung zusammenwirkt, wie es an Hand der Fig. 3 und 4 näher beschrieben wird.
Die Hochspannungsschaltanlage für beispielsweise 110 kV besitzt zwei geerdete Metallbehälter 31 und 32, die über ein Rohr 33 miteinander verbunden sind. Die Behälter sind zur Isolierung mit Schwefelhexafluoridgas gefüllt. Sie enthalten die aktiven Teile 34 und 35 einer Hochspannungsschaltanlage, z. B. Leistungsschalter, Trennschalter, Wandler und dergleichen.
Das Rohr 33 besteht aus dem jedem Behälter zugeordneten Stutzen 36 und den dazwischenliegenden Rohrstücken 37 und 38, die bei 39 miteinander verschraubt sind. An den Verbindungsstellen zwischen den Stutzen 36 und den Rohrstücken 37 bzw. 38 sind Durchführungen 40 angeschraubt, die die elektrische Verbindung zwischen den aktiven Teilen 34, 35 in den Behältern 31 und 32 herstellen und die Behälter gasdicht abschliessen. Die Durchführungen sind gemäss der Erfindung an einem Zwischenring 41 befestigt, wie in Fig. 4 näher dargestellt ist.
Der Zwischenring 41 besteht aus nichtmagnetischem Material, z. B. Bronze, während die Behälter und Verbindungsrohre aus Stahl hergestellt sind. Der Zwischenring besitzt eine Ringnut 42 zur Aufnahme eines Rundschnurringes 43, der die Verbindung zwischen dem Stutzen 36 und dem Rohrstück 37 abdichtet. Er ragt mit zwei Absätzen 45 und 46 in den Stutzen 36 und die Rohrstücke 37 bzw. 38, so dass die Teile des Rohres 33 gut zentriert sind. Ein weiterer Absatz 47 dient zur Zentrierung des Flansches 48 der Durchführung 40. Die gegenüberliegende Kante ist bei 49 abgeschrägt.
Die Durchführung 40 besteht aus Giessharz. Sie ist mit Schrauben 50 befestigt, die in eingegossenen Buchsen 51 geführt sind. Zur Abdichtung der Befestigungsstelle der Durchführung enthält der Zwischenring 41 in einer Nut 52 mit rechteckigem Querschnitt einen Rundschnurring '53. Dieser Ring legt sich in fertig montiertem Zustand gegen den Flansch 48 der Durchführung 40 und ergibt dadurch einen gasdichten Abschluss.
Eine weitere Dichtung 55 liegt in einer Nut 56 des Rohrstückes 37 bzw. 38. Diese Rohrstücke weisen im Verhältnis zu den Behältern 31 und 32 nur kleine Abmessungen auf. Deshalb bereitet die Bearbeitung der Nut 56 keine Schwierigkeiten, und es ist nicht notwendig, die zugehörige Dichtungsstelle in dem Zwischenring 41 zu verlegen.
Zu Wartungsarbeiten kann die Anlage zwischen den Rohrstücken 37 und 38 aufgetrennt werden, wenn bei= spielsweise nur an dem in dem einen Behälter enthal- tenen Leistungsschalter gearbeitet werden soll. Zu diesem Zweck,sind die beiden Durchführungen über eine Steckverbindung gekuppelt.
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Encapsulated high-voltage switchgear It is known to accommodate encapsulated high-voltage switchgear, the live parts of which are surrounded by a gaseous, liquid or solid insulation, in at least two interconnected, generally screwed containers which are usually made of metal. A seal located in a groove is usually provided for sealing the joints between the containers. The production of this groove is, however, only possible with considerable effort because of the relatively large dimensions of the container at the joint. For example, the large containers cannot be machined with normal lathes.
According to the invention, the aforementioned difficulty is eliminated in that an intermediate ring is provided at the joint between the two containers, which contains the groove for the seal. Compared to the containers, this intermediate ring is only a small component that is easy to handle and edit. Therefore, this intermediate ring makes production considerably easier, although the intermediate ring itself represents an additional component.
The formation of the intermediate ring is of subordinate importance, provided that the intermediate ring only enables the correct and tight fit of a seal, in particular a sealing ring at the joint. A proven form of the intermediate ring has z. B. in the direction of the axis of the joint on each a groove on the opposite sides, and each groove contains a sealing ring which is pressed against a flat flange.
The intermediate ring can be fixed with the help of the screws with which the two containers are connected to one another. But it is also possible to provide special pins that ensure the correct position of the intermediate ring. Under certain circumstances, the ring can also be provided with a centner flange protruding into the interior of the container, provided that this does not reduce the electrical strength inside the container.
For a more detailed explanation, an exemplary embodiment is described below with reference to the drawing.
1 shows a high-voltage switchgear in a schematically simplified manner, FIG. 2 shows the application of the invention in this system on an enlarged scale, FIG. 3 shows a simplified representation of part of the high-voltage switchgear and FIG. 4 shows the formation of the intermediate ring on a larger scale.
The high-voltage switchgear according to FIG. 1 consists of two interconnected metal containers 1 and 2, which contain the devices (not shown) of a high-voltage switchgear and the pressurized gas used to isolate these devices, e.g. B. sulfur hexafluoride contain. The containers are attached to the ground with a support frame 3 via a plate 4. They are provided with tubular extensions 5 and 6 which are screwed at the joint to form a flange connection designated as a whole as 7.
As FIG. 2 shows, an intermediate ring 10 is arranged in the region of the joint between the tubes 5 and 6. In the exemplary embodiment, the ring 10 has a rectangular cross section. The length dimension of the cross section corresponds to the radial dimensions of the welded flat flanges 12 and 13. The width dimension in the exemplary embodiment is approximately one third of the length dimension. The only decisive factor for the width dimension, however, is that it is sufficiently large to be able to accommodate two grooves 1'5 and 16 which have a rectangular cross section and contain two sealing rings 17 and 18 for sealing the flange connection.
In the exemplary embodiment, these grooves are on the same diameter of the ring. But you could also in the radial direction
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be offset so that the width dimensions of the cross section of the ring 10 can be reduced.
In the exemplary embodiment, the ring 10 is held in the correct position with respect to the tubes 5 and 6 in that a fastening screw 23 is inserted through its bore 20, which is aligned with the bores 21 and 22 of the flanges 12 and 13. However, the ring could also be held with the help of special pins or centered on the inner wall of the tubes 5, 6 by means of a flange. In any case, the advantageous simplification of production described at the beginning is obtained, since the ring is much easier to process than the large containers 1 and 2.
The intermediate ring not only facilitates machining, as described above. In addition, it can also be used to fasten a bushing arranged inside the container.
The use of bushings inside high-voltage switchgear, which are coated with a high-quality insulating material, e.g. B. sulfur hexafluoride gas, is known per se. The job of the bushings here is to support the electrical parts inside the container. They also result in a partitioning of the interior of the system so that only individual parts of the system can be affected in the event of faults. Up to now, however, such bushings have required a great deal of effort, since their dimensions and material had to be matched to the encapsulation.
When using an intermediate ring, on the other hand, it is no longer necessary to make the flange of the bushing so large that it can be screwed directly to the containers, that is to say lying between their connecting flanges. This enables significant material savings. In addition, the arrangement according to the invention is favorable because the insulating material, which is generally mechanically sensitive, is no longer directly exposed to the great forces that can occur at the junction of the container.
In addition, the intermediate ring can be made of a non-magnetic material, thereby reducing the eddy current losses, while manufacturing the entire system from such a material is excluded for economic reasons.
The intermediate ring expediently has a shoulder for centering the implementation. It is also advantageous if the intermediate ring is rounded or flattened at the edges protruding into the interior of the container. This avoids high local loads on the insulating agent in the containers.
In order to facilitate the partitioning of the system, the intermediate ring can be provided with a groove for a sealing ring which interacts with the flange of the implementation, as is described in more detail with reference to FIGS. 3 and 4.
The high-voltage switchgear for 110 kV, for example, has two grounded metal containers 31 and 32, which are connected to one another via a pipe 33. The containers are filled with sulfur hexafluoride gas for insulation. They contain the active parts 34 and 35 of a high-voltage switchgear, e.g. B. circuit breakers, disconnectors, converters and the like.
The tube 33 consists of the connecting piece 36 assigned to each container and the tube pieces 37 and 38 lying between them, which are screwed together at 39. At the connection points between the nozzle 36 and the pipe sections 37 and 38, bushings 40 are screwed, which establish the electrical connection between the active parts 34, 35 in the containers 31 and 32 and seal the containers gas-tight. According to the invention, the bushings are fastened to an intermediate ring 41, as shown in more detail in FIG.
The intermediate ring 41 is made of non-magnetic material, e.g. B. bronze, while the tanks and connecting pipes are made of steel. The intermediate ring has an annular groove 42 for receiving an O-ring 43, which seals the connection between the connector 36 and the pipe section 37. It protrudes with two shoulders 45 and 46 into the socket 36 and the pipe sections 37 and 38, so that the parts of the pipe 33 are well centered. Another shoulder 47 is used to center the flange 48 of the feedthrough 40. The opposite edge is beveled at 49.
The bushing 40 consists of casting resin. It is fastened with screws 50, which are guided in sockets 51 cast. To seal the fastening point of the bushing, the intermediate ring 41 contains an O-ring '53 in a groove 52 with a rectangular cross-section. In the fully assembled state, this ring lies against the flange 48 of the feed-through 40 and thereby results in a gas-tight seal.
Another seal 55 lies in a groove 56 of the pipe section 37 or 38. These pipe sections have only small dimensions in relation to the containers 31 and 32. Therefore, the machining of the groove 56 does not cause any difficulties, and it is not necessary to relocate the associated sealing point in the intermediate ring 41.
For maintenance work, the system can be separated between the pipe sections 37 and 38 if, for example, work is only to be carried out on the circuit breaker contained in the one container. For this purpose, the two bushings are coupled via a plug connection.