DE2840900B1

DE2840900B1 - Schutzeinrichtung gegen UEberspannungen

Info

Publication number: DE2840900B1
Application number: DE2840900A
Authority: DE
Inventors: Rainer Dr-Ing Bitsch; Armin Dipl-Ing Diessner; Bruno Dr-Ing Mueller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-09-18
Filing date: 1978-09-18
Publication date: 1979-08-02
Also published as: GB2030390B; GB2030390A; MX146235A; DE2840900C2; BR7905923A; FR2436520A1; US4314303A; CH642786A5; CA1122267A; FR2436520B1; SU1025341A3

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung gegen Überspannungen für gasisolierte Hochspannungsleitungen mit einer Metallkapselung, einem Innenleiter und einem zwischen diesem und Erdpotential liegenden Überspannungsableiter.

Eine Schutzeinrichtung dieser Art ist in der Gestalt eines metallgekapselten Überspannungsabieiters beispielsweise durch die US-PS 37 33 521 bekanntgeworden. Die bekannten Überspannungsableiter, die aus einer Reihenschaltung von Funkenstrecken und spannungsabhängigen Widerständen bestehen, werden wirksam, wenn die Spannung an dem zu schützenden Leiter aus beliebigem Grund eine bestimmte Höhe überschreitet, und stellen dann einen Stromweg nach Erde mit niedrigem Widerstand her. Sobald die Spannung auf den Wert der sogenannten Löschspannung abgebaut ist, tritt der Überspannungsableiter wieder in seinen Ruhezustand über, in dem er einen sehr hohen Widerstandswert gegen Erde besitzt. Trotz der Verwendung von Überspannungsableitern muß die Isolation der metallgekapselten Hochspannungsleitungen für einen wesentlich höheren Wert als die höchste Betriebsspannung bemessen werden, weil einerseits die Ansprechspannung der Überspannungsableiter nicht beliebig nahe an die höchste Betriebsspannung angepaßt werden kann und weil andererseits Überspannungsableiter die Ausbreitung von Wanderwellen nicht völlig verhindern können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine in

Verbindung mit bekannten Überspannungsableitern

^r) geeignete Schutzeinrichtung gegen Überspannungen zu schaffen, die insbesondere gegenüber Wanderwellen mit kurzer Stirnanstiegszeit wirksam ist.

Gemäß der Erfindung ist die Schutzeinrichtung durch einen zusätzlich angeordneten Tiefpaß, eine in Reihe

ίο mit dem Innenleiter geschalteten Induktivität und eine zwischen den Innenleiter und die Metallkapselung geschalteten Kapazität sowie einem diesen Tiefpaß aufnehmenden, im Zuge der Hochspannungsleitung anzuordnenden Kapselungsabschnitt gekennzeichnet.

ij Ein solcher Tiefpaß hat die Eigenschaft, dem Energietransport bei einer Frequenz zwischen etwa l€²/3 und 60 Hz keinerlei Widerstand entgegenzusetzen und somit praktisch verlustfrei zu sein. Für Wanderwellen dagegen, deren Frequenz um mehrere Größenordnun-

.!0 gen höher liegt, wirkt die Schutzeinrichtung als Sperre.

Den Schutz gegen die Beanspruchung durch den Rücken der Wanderwellen übernimmt der bekannte Überspannungsableiter.

Im Rahmen der Erfindung kann der den Tiefpaß enthaltende Kapselungsabschnitt Flansche zur Verbindung mit anschließenden Abschnitten der Hochspannungsleitung besitzen. Die Schutzeinrichtung ist dann nach Bedarf als Bauelement in eine metallgekapselte Hochspannungsleitung einfügbar.

so Der Kapselungsabschnitt des Tiefpasses kann aber auch durch das mit vergrößertem Durchmesser ausgeführte und mit einem Flansch versehene Ende eines Abschnittes der Hochspannungsleitung gebildet sein. Im Bedarfsfall lassen sich dann die aktiven Teile der Schutzeinrichtung, nämlich die Induktivität und die Kapazität, in diesen erweiterten Teil der Kapselung einfügen.

Die Induktivität kann eine im Zuge des Innenleiters der Hochspannungsleitung angeordnete Spule und

K) einen ferromagnetischen Kern umfassen und die Kapazität kann aus einem oder mehreren zwischen dem Innenleiter und der Kapselung angeordneten Kondensator bzw. Kondensatoren bestehen. Dabei lassen sich günstige Verhältnisse für die räumliche Anordnung und

4-> die Isolation des ferromagnetischen Kernes dadurch erreichen, daß dieser Kern als Ring ausgebildet und auf Erdpotential am inneren Umfang der Kapsel angeordnet wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die F i g. 1 zeigt ein Prinzipschaltbild einer Schutzeinrichtung nach der Erfindung in Verbindung mit einem Überspannungsableiter.

^Γι5 Die F i g. 2 ist ein Schnitt durch eine Schutzeinrichtung nach der Erfindung.

In dem Prinzipschaltbild gemäß der F i g. 1 ist der Spannung führende Innenleiter einer metallgekapselten und gasisolierten Hochspannungsleitung mit 1 und die

geerdete Kapselung mit 2 bezeichnet. Ein Überspannungsleiter 3 verbindet den Innenleiter 1 und die Kapselung 2. Die folgende, als Ganzes mit 4 bezeichnete Schutzeinrichtung bildet einen Tiefpaß, der aus Induktivitäten 5 und Kapazitäten 6 besteht. Die Induktivitäten

ft) 5 sind in Reihe mit dem Innenleiter 1 geschaltet, während die Kapazitäten 6 zwischen den Innenleiter 1 und die geerdete Kapselung 2 geschaltet sind.
Ein Beispiel für eine konstruktive Ausführung einer

ORIGINAL INSPECTED

Schutzeinrichtung 4 zeigt im Schnitt die Fig.2. Als Gehäuse der Schutzeinrichtung dient das mit vergrößertem Durchmesser ausgeführte Endstück 10 eines Kapselungsabschnittes 11, dessen Innenleiter 12 rohrförmig ausgebildet ist Zur Verbindung mit einem weiteren Kapselungsabschnitt ist an dem Endstück 10 ein Flansch 13 vorgesehen. Zwischen diesen Flansch und den anschließenden Flansch 14 eines weiteren Kapselungsabschnittes 15 ist ein Dichtungsring 16 eingelegt.

Im Inneren des Endabschnittes 10 sind axial nebeneinander eine als Ganzes mit 17 bezeichnete Induktivität und eine ebenfalls als Ganzes mit 20 bezeichnete Kapazität angeordnet Die Induktivität 17 besteht aus einer in der Verlängerung des Innenleiters 21 des Kapselungsabschnittes 15 angeordneten Spule 22, die aus einem Isolierstoffträger 23 und einem darauf aufgebrachten Leiter 24 besteht. Um eine ausreichende Kurzschlußfestigkeit zu erreichen, kann der Leiter 24 auf dem Träger 23 durch eine Bandage und einen ausgehärteten Kunststoff befestigt sein. Die Spule 22 ist von einem geblechten Eisenkern 25 umgeben, dessen Innendurchmesser etwa dem Innendurchmesser des Kapselungsabschnittes 15 entspricht. Der Eisenkern 25 ist dadurch in der gleichen Weise wie die Kapselung durch das in der Anordnung enthaltene Isolierglas isoliert. Anstelle des geblechten Eisenringes 25 kann auch ein Ferritring verwendet werden. In dem vorliegenden Beispiel sind die Blechringe des Eisenkernes 25 durch einen Druckring 26 gegenüber dem Flansch 14 verspannt.

Die Spule 22 ist an ihrem der Kapazität 20 zugewandten Ende fluchtend mit dem Innenleiter 12 des Kapselungsabschnittes 11 verbunden. Ein an der Verbindungsstelle 30 gleichfalls vorgesehener Ring 31

ο dient zur Befestigung einer Kondensatoranordnung, die aus einzelnen keramischen Kondensatoren oder Ölkondensatoren 32 besteht Es können mehrere Säulen von Kondensatoren 32 am Umfang des Ringes 31 vorgesehen sein, je nach der benötigten Größe der Kapazität 20.

Zugleich können diese Kondensatoren die Abstützung des Innenleiters 12 gegenüber der Kapselung übernehmen.

Abweichend von dem in der Fig.2 gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Schutzeinrichtung auch

•o als selbständige Baueinheit ausgeführt sein, derart, daß ein dem Endabschnitt 10 entsprechendes Teil an beiden Enden mit Flanschen versehen ist, das sich zwischen die Kapselungsabschnitte einer Hochspannungsleitung einfügen läßt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schutzeinrichtung gegen Überspannungen für gasisolierte Hochspannungsleitungen mit einer Metallkapselung, einem Innenleiter und einem zwischen diesem und Erdpotential liegenden Überspannungsableiter, gekennzeichnet durch einen zusätzlich angeordneten Tiefpaß (4) mit einer in Reihe mit dem Innenleiter (1) geschalteten Induktivität (5) und einer zwischen den Innenleiter (1) und die Metallkapselung (2) geschalteten Kapazität (6) sowie einen die Induktivität (5) und die Kapazität (6) aufnehmenden, im Zuge der Hochspannungsleitung anzuordnenden Kapselungsabschnitt.

2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kapselungsabschnitt des Tiefpasses Flansche zur Verbindung mit anschließenden Kapselungsabschnitten der Hochspannungsleitung besitzt.

3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kapselungsabschnitt des Tiefpasses durch das im Durchmesser erweiterte und mit einem Flansch (13) versehene Ende (10) der Kapselung (11) eines Leitungsabschnittes gebildet ist.

4. Schutzeinrichtung .nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität (17) eine im Zuge des Innenleiters (21) der Hochspannungsleitung angeordnete Spule (22) und einen ferromagnetischen Kern (25) umfaßt und daß die Kapazität (20) aus einem oder mehreren zwischen dem Innenleiter und der Kapselung angeordneten Kondensator bzw. Kondensatoren (32) besteht.

5. Schutzeinrichtung nach Anspruchs dadurch gekennzeichnet, daß der ferromagnetische Kern (25) als Ring mit einem der lichten Weite der Leitungsabschnitte entsprechenden Innendurchmesser ausgebildet ist.