DE1285044B

DE1285044B - High voltage electrical switchgear

Info

Publication number: DE1285044B
Application number: DE1965S0100387
Authority: DE
Inventors: Burmester Henry
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1965-11-05
Filing date: 1965-11-05
Publication date: 1968-12-12

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Hochspannungsschaltanlage mit einer dichten, ein Isoliermittel enthaltenden Kapselung, die zwischen zwei Kapselungsteilen ein Zwischenstück aufweist, das innerhalb gewisser Grenzen beliebige Bewegungen der Kapselungsteile gegeneinander ermöglicht.The invention relates to an electrical high-voltage switchgear with a tight encapsulation containing an insulating agent between two encapsulation parts has an intermediate piece that can move within certain limits enables the encapsulation parts against each other.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1898 966 ist eine elektrische Hochspannungsschaltanlage bekannt, die eine dichte Kapselung aufweist. Die Kapselung enthält als Isoliermittel für die von ihr umschlossenen Hochspannung führenden Teile Schwefelhexafluorid. Da sie aus Metall besteht, das sich bei Temperaturerhöhungen bekanntlich ausdehnt, ist zur Aufnahme von sogenannten Längsdehnungen, d. h. Dehnungen in Richtung der Leiterachse, ein Gummizwischenstück zwischen zwei Kapselungsteilen vorgesehen, das mit zwei Metallplatten an Flanschen der Kapselungsteile befestigt ist. Damit das Zwischenstück keine quer zur Längsachse auftretenden Kräfte zu übernehmen hat, ist durch Führungsstifte in den Flanschen dafür gesorgt, daß nur Längsbewegungen der Kapselungsteile gegeneinander ausgeführt werden können. Im übrigen ist das bekannte Zwischenstück nur für mäßige Gasdrücke geeignet, da es keine großen Kräfte aufnehmen kann.From the German utility model 1898 966 is an electrical high-voltage switchgear known, which has a tight encapsulation. The encapsulation contains as an isolating agent sulfur hexafluoride for the high-voltage parts it encloses. Since it is made of metal, which is known to expand when the temperature rises, is to absorb so-called longitudinal expansion, d. H. Elongations in the direction of the Head axis, a rubber intermediate piece is provided between two encapsulation parts, the is attached to the flanges of the encapsulation parts with two metal plates. So that The intermediate piece does not have to take on any forces occurring transversely to the longitudinal axis ensured by guide pins in the flanges that only longitudinal movements of the Encapsulation parts can be carried out against each other. Otherwise it is known Intermediate piece only suitable for moderate gas pressures as it does not absorb large forces can.

Aus den deutschen Auslegeschriften 1170 501 und 1181300 ist es zwar bekannt, an der Verbindungsstelle zweier Sammelschienenabschnitte der Sammelschiene einer metallgekapselten Hochspannungsschaltanlage ein Kugelgelenk vorzusehen. Die beiden Teile des Kugelgelenkes bestehen jedoch aus Isolierstoff. Die Metallkapselung wird in diesem Bereich von einem das Kugelgelenk umgebenden Metallbalgen gebildet.From the German Auslegeschriften 1170 501 and 1181300 it is known to provide a ball joint at the junction of two busbar sections of the busbar of a metal-encapsulated high-voltage switchgear. However, the two parts of the ball joint are made of insulating material. The metal encapsulation is formed in this area by a metal bellows surrounding the ball joint.

Auch aus der britischen Patentschrift 455 291 ist ein Zwischenstück mit Kugelgelenk bekannt, das zwar aus Metall besteht, aber zur gelenkigen Lagerung des von einem festen Isolierstoff umhüllten Leiters, nicht aber der Kapselung dient. Die Beweglichkeit der zu verbindenden Kapselungsteile in Längs- und Querrichtung wird dagegen durch flexible Metallteile an beiden Enden des Verbindungsstückes erzielt.Also from British patent specification 455 291 is an adapter Known with a ball joint, which is made of metal, but for articulated mounting of the conductor encased by a solid insulating material, but not for encapsulation. The mobility of the encapsulation parts to be connected in the longitudinal and transverse direction is achieved, however, by flexible metal parts at both ends of the connector.

Ferner sind mehrere Hochspannungsschaltanlagen bekanntgeworden, bei denen zwischen zwei Kapselungsteilen ein flexibles Zwischenstück vorgesehen ist, das innerhalb gewisser Grenzen Bewegungen der Kapselungsteile gegeneinander sowohl längs als auch quer zur Achse des Zwischenstückes gestattet. Auch eine seitliche Auslenkung der Achsen der zu verbindenden Kapselungsteile um einen gewissen Winkel oder ein seitlicher Versatz ist möglich (britische Patentschrift 393 930, österreichische Patentschrift 126 917, USA.-Patentschriften 1753 219, 1879 000, 2 047 000). Diese bekannten federnden Zwischenstücke müssen jedoch für höhere Drücke entsprechende Materialstärken aufweisen, was zur Folge hat, daß dann die Beweglichkeit gehemmt wird und nur kleine Auslenkungen möglich sind. -Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Zwischenstück für die Kapselung einer Hochspannungsschaltanlage zu schaffen, das auch bei beliebig hohen Gasdrücken des Isoliermittels anwendbar ist und dabei die in verhältnismäßig großen Grenzen leichte Bewegbarkeit der Kapselungsteile gegeneinander nicht behindert.Furthermore, several high-voltage switchgear have become known in which a flexible intermediate piece is provided between two encapsulation parts, which allows movements of the encapsulation parts against each other both longitudinally and transversely to the axis of the intermediate piece within certain limits. A lateral deflection of the axes of the encapsulation parts to be connected by a certain angle or a lateral offset is possible (British patent 393 930, Austrian patent 126 917, USA patents 1753 219, 1879 000, 2 047 000). However, these known resilient intermediate pieces must have appropriate material thicknesses for higher pressures, with the result that the mobility is then inhibited and only small deflections are possible. The invention is therefore based on the object of creating an intermediate piece for the encapsulation of a high-voltage switchgear, which can also be used at any high gas pressures of the insulating agent and which does not hinder the relatively large mobility of the encapsulation parts against one another.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Zwischenstück aus einem starren Körper besteht, der an beiden Enden mit Hilfe von Kugelgelenken an den Kapselungsteilen gelagert ist, und daß das eine Ende des starren Körpers in einem von dem einen Kugellager getragenen Gleitlager ruht. Dadurch erhält man eine Anordnung, die im Hinblick auf überdrucke keine Grenze darstellt, weil der starre Körper beispielsweise als zylindrisches Rohr mindestens für den gleichen Druck bemessen werden kann wie die Kapselung selbst. Vor allem aber ergibt die Lagerung des Zwischenstückes mit Hilfe von Kugelgelenken und der zur Aufnahme von Längsdehnungen zusätzlich vorgesehenen gleitenden Lagerung des einen Endes des Zwischenstückes eine erheblich größere Bewegungsfreiheit.This object is achieved according to the invention in that the intermediate piece consists of a rigid body that is attached at both ends with the help of ball joints is mounted on the encapsulation parts, and that one end of the rigid body rests in a slide bearing carried by the one ball bearing. This gives you an arrangement that does not impose any limit on overprints because of the rigid body, for example, as a cylindrical tube at least for the same Pressure can be measured like the encapsulation itself. But above all, the storage results of the intermediate piece with the help of ball joints and the one for absorbing longitudinal expansion additionally provided sliding support of one end of the intermediate piece a much greater freedom of movement.

Insbesondere bei Anlagen mit Gasisolierung empfiehlt es sich, im Bereich der Lagerflächen Dichtungen vorzusehen, die in Nuten der Lagerflächen eingesetzt sind, wie an sich durch die britische Patentschrift 455 291 bekannt. Als Dichtungen kommen z. B.. die bekannten Rundschnurringe in Frage. Es ist ferner zweckmäßig, wenn in ebenfalls aus der genannten britischen Patentschrift bekannterweise die Hohlkugel des Kugelgelenkes geteilt ist und die Nut mit der Teilfuge in Verbindung steht. Sie braucht dann nicht in einem besonderen Arbeitsgang eingestochen zu werden, sondern kann bei der Bearbeitung der Grenzflächen der Teilfugen mit hergestellt werden.In the case of systems with gas insulation in particular, it is advisable to use in the area of the bearing surfaces to provide seals that are inserted into the grooves of the bearing surfaces are as known per se from British patent specification 455,291. As seals come z. B .. the known O-rings in question. It is also useful if in also known from the aforementioned British patent the The hollow ball of the ball joint is divided and the groove is in connection with the parting line stands. It then does not need to be pierced in a special operation, but can also be produced when machining the boundary surfaces of the butt joints will.

Für den Fall, daß das erfindungsgemäße Zwischenstück an einer Stelle der Anlage eingesetzt wird, an der eine gasdichte Schottung erwünscht ist, kann man die Anordnung so treffen, daß der starre Körper einen Verbindungsleiter enthält, der von einem den Raum zwischen Verbindungsleiter und starrem Körper abschließenden Isolierstoffteil getragen ist, wie an sich bekannt aus der schweizerischen Patentschrift 389 742 und der britischen Patentschrift 292 679. Der Verbindungsleiter verschließt dann zusammen mit dem Isolierstoffteil das Innere des Zwischenstückes, so daß der gewünschte gasdichte Abschluß entsteht. Es ist ferner vorteilhaft, wenn, wie aus der britischen Patentschrift 455 291 bekannt, zwischen dem Verbindungsleiter und den anschließenden Leiterstücken Kontaktstücke vorgesehen sind, die gelenkähnliche Bewegungen gestatten.In the event that the intermediate piece according to the invention in one place the system is used where a gas-tight partition is desired, can the arrangement is made so that the rigid body contains a connecting conductor, the one that closes off the space between the connecting conductor and the rigid body Insulating part is worn, as is known per se from the Swiss patent 389 742 and British patent specification 292 679. The connecting conductor locks then together with the insulating part, the interior of the intermediate piece, so that the desired gas-tight closure is created. It is also advantageous when, as out known from British patent specification 455 291 between the connection conductor and the subsequent conductor pieces contact pieces are provided, the joint-like Allow movements.

Ähnliche Kuppelkontaktstücke, jedoch nur eins je Zwischenstück, kann man für den Fall verwenden, daß innerhalb des Zwischenstückes kein besonderer Leiter vorgesehen ist. In diesem Fall verbindet das Kuppelkontaktstück im Bereich des Zwischenstückes die beiden dort aneinandergrenzenden Leiter der Hochspannungsschaltanlage.Similar coupling contact pieces, but only one per spacer, can you can use it in the event that there is no special conductor inside the intermediate piece is provided. In this case, the coupling contact piece connects in the area of the intermediate piece the two adjoining conductors of the high-voltage switchgear.

Die Hohlkugelflächen der feststehenden Kugelgelenkteile können durch Kreiskegelflächen ersetzt werden, die sich der Form der Gelenkkugel annähern und mit dieser kreisförmige Berührungslinien bilden.The hollow spherical surfaces of the fixed ball joint parts can through Circular conical surfaces are replaced, which approximate the shape of the joint ball and with this form circular lines of contact.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is described below with reference to two in the drawing illustrated embodiments explained in more detail.

In F i g. 1 ist eine Verbindungstelle zweier Kapselungsteile einer druckgasisolierten Hochspannungsschaltanlage in einem Schnitt gezeichnet. Wie zu sehen ist, wird die Kapselung von zwei geerdeten Metallbehältern 1 und 2 gebildet. Die Behälter können z. B. zylindrische Rohre sein, die einen nicht näher dargestellten Hochspannungsleiter, z. B. das geradlinige Stück einer Sammelschiene, konzentrisch umgeben. Sie sind beim Ausführungsbeispiel mit Schwefelhexafluorid (SF6) gefüllt, das einen Druck von 3 at aufweist. Die Behälter 1, 2 können auf Grund von Toleranzen bei der Herstellung und Montage, eventuell auch wegen unterschiedlicher Erwärmung, an der Verbindungsstelle voneinander abweichende Lagen einnehmen, wie in der F i g. 1 durch die seitliche Auslenkung um den Betrag a angedeutet ist. Diese Auslenkung wird durch das als starrer Körper 5 dienende Metallrohr aufgenommen, das an beiden Enden mit Hilfe von Kugellagern 6 und 7 an den Kapselungsteilen gelagert ist.In Fig. 1 is a junction of two encapsulation parts Compressed gas-insulated high-voltage switchgear drawn in a section. How to can be seen, the encapsulation is formed by two grounded metal containers 1 and 2. The containers can e.g. B. be cylindrical tubes, one not shown in detail High voltage conductor, e.g. B. the rectilinear piece of a busbar, concentric surround. In the exemplary embodiment, they are filled with sulfur hexafluoride (SF6), which has a pressure of 3 at. The container 1, 2 can Reason for tolerances in production and assembly, possibly also because of different ones Warming, adopt different positions at the junction, such as in FIG. 1 is indicated by the lateral deflection by the amount a. These The deflection is absorbed by the metal tube serving as a rigid body 5, which is mounted at both ends with the help of ball bearings 6 and 7 on the encapsulation parts is.

Der starre Körper 5 ist an einem Ende mit einem Ring 10 mit kugelförmiger Außenfläche 11 bei 12 durch Schweißen verbunden. Der Ring 10 ruht mit der Kugelfläche 11 in einem entsprechenden ringförmigen Ausschnitt einer Hohlkugelfläche 13, die von einem mit dem Behälter 1 verbundenen Flansch 15 und einem Ring 16 gebildet wird. Der Ring 16 ist mit dem Flansch 15 bei 17 verschraubt. Durch eine Dichtung 20, die in eine Nut 21 des Ringes 10 eingelegt ist, ist der Kugelspalt des Kugelgelenkes abgedichtet.The rigid body 5 is at one end with a ring 10 with spherical Outer surface 11 connected at 12 by welding. The ring 10 rests with the spherical surface 11 in a corresponding annular section of a hollow spherical surface 13, which is formed by a flange 15 connected to the container 1 and a ring 16. The ring 16 is screwed to the flange 15 at 17. By a seal 20, the is inserted into a groove 21 of the ring 10, is the ball gap of the ball joint sealed.

Das andere Ende des starren Körpers 5 ist in einer zylindrischen Bohrung eines Ringes 22 nach Art eines Gleitlagers 23 gehalten, das Längsbewegungen aufnehmen kann. Die erforderliche Dichtigkeit ist an dieser Stelle durch die in einer Nut 24 liegende Dichtung 25 gesichert. Der Ring 22 besitzt an seiner Außenseite eine Kugelfläche 27, die ebenfalls in einer Hohlkugel 26 ruht. Diese ist aus einem Flansch 28, der mit dem Behälter 2 verschweißt ist, und einem mit dem Flansch 28 bei 29 verschraubten Ring 30 zusammengesetzt. Eine Dichtung 31 in einer Nut 32 sorgt auch im Bereich des Kugellagers 7 für die gewünschte Gasdichtigkeit. Die Nut ist jedoch im Gegensatz zum Kugellager 6 in dem feststehenden Teil vorgesehen. Sie ist mit der Teilfuge 33 zwischen den Teilen 28, 30 so vereinigt, daß sie mit den Stoßflächen in einem Arbeitsgang bearbeitet werden kann.The other end of the rigid body 5 is held in a cylindrical bore of a ring 22 in the manner of a plain bearing 23 which can accommodate longitudinal movements. The required tightness is ensured at this point by the seal 25 located in a groove 24. The ring 22 has a spherical surface 27 on its outside, which likewise rests in a hollow sphere 26. This is composed of a flange 28, which is welded to the container 2, and a ring 30 screwed to the flange 28 at 29. A seal 31 in a groove 32 also ensures the desired gas tightness in the area of the ball bearing 7. In contrast to the ball bearing 6, however, the groove is provided in the fixed part. It is combined with the parting line 33 between the parts 28, 30 so that it can be processed with the abutting surfaces in one operation.

Wie erwähnt, sind die Hochspannungsleiter in der F i g. 1 nicht dargestellt. Man kann sich den Leitungszug z. B. so vorstellen, daß ein im Behälter 1 und ein im Behälter 2 abgestütztes Leiterstück im Innern des starren Körpers 5 durch ein Bewegungen gestattendes Kuppelkontaktstück miteinander verbunden sind. Es können aber auch, wie aus der USA.-Patentschrift 1879 000 bekannt, flexible Leiter verwendet werden, um an der Verbindungsstelle eine Beweglichkeit des Leiters zu erhalten, die der Beweglichkeit der durch das Zwischenstück verbundenen Kapselungsteile entspricht.As mentioned, the high voltage conductors in FIG. 1 not shown. You can see the line z. B. imagine that one in the container 1 and one in the container 2 supported conductor piece inside the rigid body 5 by a Movements permitting coupling contact piece are connected to one another. It can but also, as known from US Pat. No. 1,879,000, flexible conductors are used in order to obtain mobility of the conductor at the connection point, which corresponds to the mobility of the encapsulation parts connected by the intermediate piece.

Bei dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Innern des als starrer Körper 5 dienenden Metallrohres ein aus Gießharz bestehendes Isolierstoffteil 36 gasdicht angeordnet, das einen rohrförmigen Verbindungsleiter 37 trägt, dessen Inneres durch eine eingeschweißte Platte 38 ebenfalls gasdicht verschlossen ist. Dadurch entsteht im Bereich des Zwischenstückes eine gasdichte Trennwand, die eine Schottung der Kapselung in einzelne Bereiche ermöglicht. Die beiden Leiter 40 und 41 der Behälter sind an ihren freien Enden mit Kugeln 42 bzw. 43 versehen. Diese wirken mit Kontaktlamellen zusammen, die durch Schlitzen der Enden 45 und 46 des rohrförmigen Verbindungsleiters 37 erhalten sind.In the case of the one shown in FIG. 2, an insulating material part 36 made of cast resin is arranged in a gas-tight manner inside the metal tube serving as a rigid body 5 and carries a tubular connecting conductor 37, the inside of which is also sealed gas-tight by a welded plate 38. This creates a gas-tight partition in the area of the intermediate piece, which enables the encapsulation to be partitioned into individual areas. The two conductors 40 and 41 of the container are provided with balls 42 and 43, respectively, at their free ends. These cooperate with contact lamellas obtained by slitting the ends 45 and 46 of the tubular connecting conductor 37.

Der starre Körper 5 ist in diesem Falle ebenso wie bei dem in F i g. 1 gezeichneten Ausführungsbeispiel mit zwei Kugelgelenken gelagert, die als Ganzes mit 6 und 7 bezeichnet und wie beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 ausgebildet sind.The rigid body 5 is in this case just like that in F i G. 1 drawn embodiment with two ball joints mounted as a whole denoted by 6 and 7 and as in the exemplary embodiment according to FIG. 1 trained are.

Die Ausbildung der Hohlkugelflächen als Kreiskegelflächen, die sich der Form der Gelenkkugel annähern, ermöglicht eine verbilligte Herstellung ohne nennenswerte Einbuße an Beweglichkeit und Dichtheit, wie in F i g. 1 aus dem Anliegen der Flächen 26 und 27 zu ersehen ist.The formation of the hollow spherical surfaces as circular conical surfaces, which approximate the shape of the joint ball, enables cheaper production without significant loss of mobility and tightness, as shown in FIG. 1 from the concern the surfaces 26 and 27 can be seen.

Claims

Claims: 1. Electrical high-voltage switchgear with a tight encapsulation containing an isolating agent between two encapsulation parts has an intermediate piece that can move within certain limits of the encapsulation parts against each other allows d a d u r c h g e - indicates that the intermediate piece consists of a rigid body (5), which at both ends with Is supported by ball joints (6, 7) on the encapsulation parts (1, 2), and that one end of the rigid body (5) in one of the ball bearings (7) supported slide bearing (23) rests.

2. Electrical high-voltage switchgear according to claim 1, characterized in that in the area of the bearing surfaces (6, 7, 23) seals are provided, which are used in grooves of the bearing surfaces.

3. Electrical high-voltage switchgear according to claim 2, characterized in that the hollow ball of the ball joint is divided and that the groove (31 ) is in communication with the parting line (33).

4. Electrical high-voltage switchgear according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the rigid body (5) contains a connecting conductor (37), the one that closes off the space between the connecting conductor and the rigid body Isolierstoffteil (36) is worn.

5. Electrical high-voltage switchgear according to claim 4, characterized in that coupling contact pieces (42, 45; 43, 46) are provided between the connecting conductor (37) and the adjoining conductor pieces (40, 41) , which allow joint-like movements.