DE2840900C2 - Schutzeinrichtung gegen Überspannungen für gasisolierte Hochspannungsleitungen mit einer Metallkapselung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung gegen Überspannungen für gasisolierte Hochspannungsleitungen mit einer Metallkapselung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine Schutzeinrichtung dieser Art ist in der Gestalt eines metallgekapseltcn Überspannungsableiter beispielsweisc 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 Betriebs- r> spannung bemessen werden, weil einerseits die Ansprechspannung der Überspannungsableiter nicht beliebig nahe an die höchste Betriebsspannung angepaßt werden kann und weil andererseits Überspannungsableiter die Ausbreitung Yon Wanderwcllcn nicht völlig t>o verhindern können.

Durch das Lehrbuch von Lehmann »Die Elcktroleehnik und die elektromotorischen Antriebe«. 4. Auflage. Springer Verlag 1948. Seite 166. Abschnili 3. ist es ferner bekannt, daß bei Hochspannungsleitungen Wander- h". wellen aufgrund ihrer Höhe, insbesondere aufgrund tier Steilheit ihrer Stirn, eine Gefahr bieten. Deshalb sollen für Hochspannungsleitungen, an denen Wanclcrwcllcn auftreten können, neben Überspannungsablcitcrn noch andere Schutzmaßnahmen vorgenommen werden. Als geeignete Schutzmaßnahmen werden alternativ die Verschaltung einer Drosselspule und die Parallelschaltung eines Kondensators genannt. Die Kombination beider Maßnahmen ergibt einen an sich bekannten Ticlpaß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schutzeinrichtung der eingangs genannten Art sj zu ergänzen, daß sie auch gegen Wanderwellen mit kurzer Slirnansiiegszeit wirksam ist und der Ergänzungsteil räumlich günstig gestaltet ist.

Diese Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Schutzeinrichtung ist durch ihren besonderen konstruktiven Aufbau ein integrierter Bestandteil der Hochspannungsleitung. Deren Innenleitcr ist ohne unter Unterbrechung weilergeführt, da die Induktivität der Schutzeinrichtung eine im Zuge des Innenleilerx liegende Spule mit gleichem Außendurchmesser wie der Inncnicitcr ist. Das !soücrvcrmögcn der Hochspannungsleitung ist ebenfalls unverändert, da die normale lichte Weite (Trennstrecke) zwischen dem Innenleitcr und der geerdeten Kapselung im Bereich der Schutzeinrichtung dadurch beibehalten ist, daß der ringförmig ausgebildete Eisenkern der Induktivität ^:n einem im Durchmesser vergrößerten Teil der Kapselung so angeordnet ist, daß der Innendurchmesser des geerdeten Eisenkerns dem Innendurchmesser der normalen Kapselung entspricht. Wenn der Kapselungsabschnilt der Schutzeinrichtung mit dem vergrößerten Durchmesser das Ende eines normalen Kapselungsabschniuc von der Hochspannungsleitung ist, können die Teile der Schutzeinrichtung von der offenen Stirnseite her leicht in den Kapsclungsabschnill eingesetzt werden, und die Befestigung der Schutzeinrichtung erfolgt mit Hilfe des Flansches an einem anderen normalen Kapselungsubschniit der I hochspannungsleitung.

Die Bemessung der einzelnen Bestai.t'icilc des durch die Schutzeinrichtung gebildeten Tiefpasses ist so vorgenommen, daß dieser dem Energiciransport bei einer Frequenz, zwischen etwa Ι6²Λ und 60 Herz keinerlei Widersland entgegensetzt und somit praktisch verlustfrei ist. Rir Wandcrwellcn dagegen, deren Frequenz um mehrere Größenordnungen höher liegt, wirkt die Schutzeinrichtung als Sperre. Den Schutz gegen die Beanspruchung du^rch den Rücken der Wandcrwellen übernimmt der bekannte Überspannungsableiter.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführung' bcispiclcs näher erläutert.

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

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

In dem Prinzipschallbild gemäß F i g. 1 ist der Spannung führende Innenleiter einer m:tallgckapselten und gasisolicrlen Hochspannungsleitung mit I und die geerdete Kapselung mit 2 bezeichnet. Ein Überspannungsableiter 3 verbindet den Innenleiter I und die Kapselung 2. Die folgende, als Ganzes mit 4 bezeichnete Schutzeinrichtung bildet einen Tiefpaß, der aus induktivität 5 uml Kapazität f> besieht. Die Induktivität 5 ist in Reihe mit dem Inncnli'ilcr 1 geschaltet, während die Kapazität 6 zwischen den Inncnlciter 1 und clic geerdete Kapselung 2 geschaltet ist.

Ein Heispiel für eine konstruktive Ausführung einer

Schutzeinrichtung 4 zeigt im Schnitt die F i g. 2. Als Gehäuse der Schutzeinrichtung dient das mit vergrößertem Durchmesser ausgeführte Endstück 10 eines Kapselungsabschniltes 11, dessen Innenleiter 12 rohrförmig ausgebildet ist. Zur Verbindung mit einem weiteren Kapsclungsabschnitl ist an dem Endstück 10 ein Flansch 13 vorgesehen. Zwischen diesen Flansch und den anschließenden Finnsch 14 eines weiteren Kapsclungsabschnittcs 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 K.apselungsab.schniltes 15 angeordneten Spule 22, die aus einem Isolierstoffträger 23 und einem darauf aufgebrachten Leiter 24 besteht. Um eine ausreichende Kurzsehlußfcsligkeil zu erreichen, kann der Leiter 24 auf dem Träger 23 durch eine Bandage und einen ausgehärteten Kunslsiöff befestigt sein. Die Spule 22 ist von einem geblech- >o ten Eisenkern 25 umgeben, dessen Innendurchmesser etwa dem Innendurchmesser des Kapsclungsabschnittes 15 entspricht. Der Eisenkern 25 ist dadurch in der gleichen Weise wie die Kapselung durch das in der Anordnung enthaltene Isoliergas isoliert. Anstelle des geblechten Eisenringes 25 kann auch ein Ferritring verwendet werden, !n 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 Kapselungsabschniltes 11 verbunden. Ein an der Verbindungsstelle 30 gleichfalls vorgesehener Ring 31 dient zur Befestigung einer Kondensaloranordnung, die aus einzelnen keramischen Kondensatoren oder ölkondensalo- j5 ren 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 Innenlcitcrs 12 gegenüber der Kapselung übernehmen.

Abweichend von dem in der F i g. 2 gezeigten Ausführungsbcispie! kann die Schutzeinrichtung auch uls selbständige Baueinheit ausgeführt sein, derart, daß ein dem Endabschnitl 10 entsprechendes Teil an beiden Enden mit Flanschen versehen ist, das sich zwischen die Kapsc- v> liingsiibschnillc einer Hochspannungsleitung einfügen läßt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schutzeinrichtung gegen Überspannungen für gasisolierte Hochspannungsleitungen mit einer Metallkapselung, einem !nnenleiter und einem zwischen diesen und Erdpotentia! geschalteten Überspannungsableiter, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzeinrichtung (4) zusätzlich mit einem im Zuge der Kapselung in einem Kapselungsabschnitt vergrößerten Durchmessers angeordneten Tiefpaß aus einer Kapazität (6, 20) und aus einer in Reihe mit dem Innenleiter (1) geschalteten Induktivität (5,17) versehen ist, wobei die Induktivität (5,17) aus einer im Zuge des Innenleiters (1) angeordneten, mit dem Innenleiter (1) fluchtenden Spule (22) und aus einem ferromagnetischen Kern (25) in Gestalt eines Ringes mit einem der lichten Weite Mctallkapselung (11, 15) Hochspannungsleitung entsprechenden Innendurchmesser besteht und die Kapazität (6, 20) aus einem oder mehreren, zwischen den !nnenieiter (1) und die Metallkapselung (10) angeordneten Kondensator bzw. Kondensatoren (32) besteht.

2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (10) der Metallkapselung mit dem vergrößerter Durchmesser auf beiden Stirnseiten mit je einem Flansch (13) zum Anschluß an Kapselungsabschnitte (11, 15) der Hochspannungsleitung mit normaler lichter Weite versehen ist.