DE7323367U - Leiterexpansionsstelle einer gekapselten Hochspannungsleitung - Google Patents

Description

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g? Berlin und München Werner-von-Siemens-Str.

Unsere Zeichen: VPA 73/3133 Kna/Hln

LeJ terexpansionsstelle einer gekapselten Hochepannungsleitung

Die Erfindung betrifft eine Leiterexpansionsstelle einer gekapselten Hochspannungsleitung, bei der zwei starre Leiterabschnitte mittels eines Zwischenstückes in achsialer Richtung beweglich und elektrisch leitend verbunden sind.

Solche Leiterexpanaionsstellen werden bei gekapselten Hochspannungsleitungen zum Ausgleich von achsialen Längenverschiebungen der stromführenden Leiter bedingt durch Temperaturschwankungen benötigt. Beispielsweise aus der US-PS 3 391 243 sind im wesentlichen zwei unterschiedliche Lösungen zum Ausgleich solcher Längenverschiebungen bekannt. Die eine Lösung verwendet zur Verbindung zweier starrer Leiterabachnitte ein fest eingespanntes flexibles Kabelstück. Bei sehr hohen Strömen, beispielsweise 3-5 kA, und längeren Übertragungaatrecken, bei denen die einzelnen Leiterabschnitte etwa Längen von 10m und mehr aufweisen, sind die achsialen Verschiebungen jedoch so groß, daß sie nicht mehr allein durch Ausdehnung, bzw. Durchbiegung einzelner Kabelstücke aufgefangen werden können. Auch die zweite Lösung, die Schlitze in dem elektrischen Leite.-r verwendet, und damit lediglich einzelne Stellen deg elektrischen Leiters flexibler macht, ist zum Ausgleich größerer Längenverschiebungen nicht geeignet.

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Eine andere, handelsübliche Lösung zum Ausgleich von achsialen Verschiebungen in einer gekapselten Hochspannungsleitung verwendet wellenförmige Ausbuchtungen zum Ausgleich der Längsverschiebungen. Da bei der Anwendung zukünftiger gekapselter Hochspannungsleitungen neben der Übertragung großer Ströme auch an die Verwendung sehr hoher Spannungen, beispielsweise 380 kV und mehr gedacht ist, kann auch diese Lösung nicht verwendet werden, da durch den Zwischenbalg die Schlagweiten zwischen Leiter und Hüllmantel verringert werden.

Es besteht die Aufgabe, eine Leiterexpansionsstelle für eine gekapselte Hochspannungsleitung zu finden, die auch bei höchster Strom- und Spannungsbeanspruchung der Leitung in der Lage ist, Längenverschiebungen des Leiters aufzufangen, sowie bei gröQeren Abständen der Stützisolatoren Durchbiegungen der Leiterabschnitte an der Verbindungsstelle auszugleichen.

Die Aufgabe wird mit einer Leiterexpansionsstelle der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Zwischenstück ebenfalls starr und an dem ersten Leiterabschnitt fest angebracht ist, daß das Zwischenstück über eine achsial verschiebbare Steckverbindung elektrisch leitend mit dem zweiten Leiterabschnitt verbunden ist, und daß das Steckergehäuseteil der Steckverbindung über ein Gelenk mechanisch mit dem zweiten Leiterabschnitt verbunden ist. Durch die Verwendung einer aohsial beweglichen Steckverbindung wird es zunächst möglich, auch größere Längenausdehnungen bzw. Schrumpfungen auszugleichen. Da die Leiter bei größeren Abständen der Stützisolatoren auch stärkere Durchbiegungen erfahren, werden ihre Achsen an der Verbindungsstelle einen Winkel miteinander bilden. Das Gelenk zwischen Steckergehäuaeteil der Steckverbindung und dem zweiten Leiterabschnitt aorgt dafür, daß zwischen dem Zwischenstück und der Steckverbindung keinerlei Verkantung auftritt, und somit der Abrieb bei der Bewegung dea" Zwischenstückes minimal bleiben kann. Ein Festfressen irgendwelcher aufeinander reibender Teile ist aufgrund des Ausgleiches von Winkeltoleranzen mittels des Gelenkes ausgeschlossen. Die diesbezüglichen Sicherheitsanforderungen können somit eingehalten werden.

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Vorzugsweise wird das Gelenk ein Kugelgelenk sein, bei dem eine kugelabschnittförmige Ausbuchtung rings um das Steckergehäuseteil in einer entsprechenden, kugelschalenförmigen Aussparung des zweiten Leiterabsohnittes gelagert ist. Dieses Kugelgelenk erlaubt sowohl einen vertikalen Ausgleich bedingt durch Durchbiegungen der einzelnen Leiterabschnitte als auch einen horizontalen Ausgleich bedingt durch Lage- und Fertigungstoleranzen. Die kugelschalenförmige Lagerung gleicht darüber hinaus auch jede Kombination dieser Fehler ähnlich einem doppelkardanischen Gelenk aus.

Bei einer Leiterexpansionsstelle mit rohrförmigen Leitern kann an den Leiterabschnitten je ein Übergangsstück angeschweißt sein, mittels dem der Innendurchmesser der Leiterabschnitte verringert wird; das eine Übergangsstück an dem ersten Leiterabschnitt kann eine Scheibe sein, an dem das Zwischenstück fest angebracht ist; das andere Übergangsstück an dem zweiten Leiterabschnitt kann ringförmig und mit einer kugelschalenförmigen Aussparung an seiner Innenseite versehen sein; in diesem Übergangsstück kann das Steckergehäuseteil mittels einer kugelabschnittförmigen Ausbuchtung gelagert sein, und das Gelenk kann durch einen Drückring geschlossen werden, der an dem Übergangsstück befestigt ist und der an der Innenseite ebenfalls eine kugelschalenförmige Ausbuchtung aufweist, die die dös Übergangsstückes zu einer kompletten Lagerschale ergänzt« Diese Ausführungsform bietet eine besonders vorteilhafte und einfach zu fertigende Realisierung des Kugelgelenkes.

Es ist vorteilhaft, wenn in Nuten des Steckergehäuseteiles Kontaktfedern angebracht sind. Zwischen Steckergehäuseteil und Druckring können Kupferseile angebracht sein. Die elektrisch leitende Verbindung zwischen dem zweiten Leiterabschnitt und dem Zwischenstück wird somit über Federkontakte des Steckergshäusctsiles, Ki^ferseile zwischen Steckergehäuseteil und Druckring» Druckring und Übergangsstück hergestellt. Diese Ausfüh™ rungsform bietet einen sicheren Stromübergang an der achsial beweglich gelagerten Stelle zwischen Zwischenstück und Leiter-

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abschnitt. Durch die Verwendung von Kupferseilen wird ein fest

• vorgegebener Stromweg eingehalten, der die Bildung von Kriechj atroinwegen weitgehend vernindert. In einer weiteren vorteil-

haften Ausführungsform können anstelle der Kupferseile Federj kontakte in Nuten der kugelförmigen Lagerschale angebracht ; sein, über die eine elektrisch leitende Verbindung unmittelbar ; zwischen Steckergehäuseteil und Übergangsstück hergestellt wird.

Vorzugsweise wird eine Abschirmhülse die Leiterexpansionsstelle ■ zumindest im Bereich des Zwischenstückes abschirmen. Lie Abj schirmhülse wird vorteilhafterweise an dem einen Leiterabschnitt fest angebracht sein und an dem anderen Leiterabschnitt achsial verschiebbar über ein Isolierstück von außen anliegen. Die Ab-

• schirmhülse kann an dem einen Leiterabschnitt aufgeschraubt

; sein. Die Abschirmhülse verhindert das Auftreten großer Feldstärken im Bereich der Leiterexpansionsstelie. Dadurch wird : es möglich, einen weitgehend potentialfreien Raum innerhalb der Abachirmhülse zu erlangen, durch den die Ausbildung von Coronaeffekten an kleinen Krümmungsradien verhindert wird. Zusätzlich wird ein eventueller Abrieb innerhalb des potentialfreien Raumes gehalten und kann nicht in den Raum zwischen Leiter und Hüllmantel austreten.

Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand der Zeichnung erläutert.

Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch die Leiterexpansionsstelie. Es sind zunächst zwei Abschnitte 1, 2 eine3 rohrförmigen Leiters einer gekapselten Hochspannungsleitung, beispielsweise einer vollgekapselten, SF^-isolierten Rohrleitung, zu erkennen. Zur Vereinfachung der Darstellung wurde der Hüllmantel um diesen Rohrleiter sowie die Darstellung von Stützstellen weggelassen. Ein Zwischenstück 3 verbindet die beiden Rohrleiter 1, 2 sowohl elektrisch als auch mechanisch. An den ersten Leiterabechnitt ist ein Übergangsstück 21 in Form einer Scheibe angeschweißt. Das Zwischenstück 3 ist über einen

3efestigungaflansch 22, mittels Schrauben 23 mit diesem Über-

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gangsstück fest verbunden.- Die Oberflächen des Übergangsstückes 21 und des. Befestigungsflansches 22 sind bei Verwendung von Aluminium für das Übergangsstück an ihrer Berührungsstelle spritzverkupfert zur Erzielung eines guten elektrischen Überganges. Leiterabschnitte 1, 2, Zwischenstück 3» Übergangsstück 21 und Befestigungsflansch 22 befinden sich im entlasteten Zustand konzentrisch zueinander.

Das Zwischenstück 3 ist in diesem Beispiel ein starrer, rohrförmiger Leiter aus sehr abriebfestem und elektrisch gut leitendem Material, wie es beispielsweise unter dem Namen Sigmadur im Handel erhältlich ist. Sigmadur ist eine Kupferlegierung.

An dem zweiten Leiterabschnitt 1 ist ebenfalls ein Übergangsstück 11 angeschweißt. Dieses Übergangsstück 11 ist ringförmig ausgebildet, wobei eine kugelschalenförmige Aussparung 111 an seiner Innenseite vorgesehen ist. In dieser kugelschalenförmigen Aussparung 111 lagert eine kugelabschnittförmige Ausbuchtung 33 des Steckergehäuseteiles 31. Diese kugelabschnittförmige Ausbuchtung, in deren Mitte sich das Steckergehäuseteil 31 befindet, kann unmittelbar zusammen mit dem Steckergehäuseteil gefertigt, oder auch getrennt gefertigt und später auf das Steckergehäuaeteil aufgebracht sein. Zur Komplettierung der Lagerschale 111, 121, ist ein Druckring 12 mittels Schrauben 14 au dem Übergangsstück 11 angeschraubt. Dieser Druckring weist an der Innenseite ebenfalls eine kugelschalenförmige Ausbuchtung 121 auf, die die des Übergangsstückes 11 zu einer kompletten Lagerschale 11"^ 121 ergänzt.

Zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen Zwischenstück 3 und zweitem Leiterabschnitt 1 ist aas Zwischenstück in das Steckergehäuseteil 31 eingesteckt, an dessen Innenseite in Ringnuten ringförmige Federkontakte 32 angebracht sind. Diese Pedsrkontakte können beispielsweise aus Berilliumbronze hergestellt sein. Zur Weiterführung des Stromes sind zwischen , der kugelabschnittförmigen Ausbuchtung 33 und dem Druckring 12 ν Kupferseile 34 angebracht. Diese Kupferseile können beispielsweise eingelötet sein. Sie sind gleichmäßig um den Umfang des

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Druckringes 12 verteilt. Die Oberflächen von Druokring 12 und Übergangsstück 11 sind an ihrer Berührungestelle bei Verwendung von Aluminium für das Übergangsstück spritzverkupfert. Bei einer weiteren Aueführungsvariante könnten die Kupferseile 34- weggelassen sein, und an ihrer Stelle Federkontakte ähnlich wit die in dem Steokergehäusetail auoh auf der Innenseite dfts KugelSchalenlagers 111 des Übergangstuckes 11 angebracht sein. Auf diese Weise würde ein elektrischer Kontakt unmittelbar zwischen Steckergehäuseteil 31, 33 und Übergangsstück 11 hergestellt sein.

Zur Verhinderung des Auftretens großer Feldstärken im Bereich der Leiterexpansionsstellen ist eine Abschirmhülse 4 oua elektrisch leitendem Material vorgesehen. Diese Abschirmhülse 4 ist über eine Schraubverbindung 41 fest mit dem einen Leiterabachnitt 1 verbunden. Sie liegt an dem anderen Leiterabschnitt aciisial verschiebbar über einen Isolierring 42 von außen an.

Claims (9)

»Unapruohe

1. Leiterexpansionsatelle einer gekapselten Hochspannungsleitung bei der zwei starre Leiterabsohnitte mittels eines Zwischenstückes in achsialer Riohtung beweglich und elektrisch leitend verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (3) ebenfalls starr und an dem ersten Leiterabschnitt (2) fest angebracht ist, daß das Zwischenstück über eine aohsial verschiebbare Steckverbindung (31,32) elektrisch leitend mit dem zweiten Leiterabschnitt (1) verbunden ist, und daß daa Steckergehäuseteil (31,33) der Steckverbindung über ein Gelenk (11, 12, 33) mechanisch mit dem zweiten Leiterabschnitt verbunden ist.

2. Leiterexpansionsstelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk (11, 12, 33) ein Kugelgelenk ist, bei dem eine kugelabschnittförmige Ausbuchtung (33) rings um das Steckergehäuseteil (31, 33) in einer entsprechenden, kugelschalenförmigen Aussparung (111, 121) des zweiten Leiterabschnittes (1) gelagert ist.

3. Leiterexpansionsstelle nach Anspruch 1 oder 2 mit rohrförmigen Leitern, dadurch gekennzeichnet, daß an den Leiterabschnitten (1, 2) je ein Übergangsstück (11, 21) angeschweißt ist, mittels dem der Innendurchmesser der Leiterabschnitte verringert wird, daß das Übergangsstück (21) an dem ersten Leiterabschnitt (2) eine Scheibe ist, an der das Zwischenstück (3) fest angebracht ist, daß das andere Übergangsstück (11) an dem zweiten Leiterabsohnitt (1) ringförmig ist, mit einer kugelschalenförmigen Aussparung (111) an seiner Innenseite, daß in diesem Übergangsstück (11) das Steckergehäuaeteil (31, 33) mittels einer kugelabschnittförmigen Ausbuchtung (33) gelagert ist und daß dieses Gelenk durch einen Druckring (12) geschlossen wird, der an dem Übergangastück (11) befestigt ist und der an der Innenseite ebenfalls eine kugelschalenförmige Ausbuchtung (121)

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aufweist, die die des Übergangsstückes zu einer kompletten Lagerschale (111, 121) ergänzt.

4. Leiterexpansionsatelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Nuten des Steckergehäuse·?· teiles (31, 33) Kontaktfedern (32) angebracht sind.

5. Leiterexpansionsstelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Kupferseile (34) zwischen Steckergehäuseteil (31, 33) und Druckring (12) angebracht sind.

6. Leiterexpansionsstelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Federkontakte in Nuten der kugelschalenförmigen Lagerschale (111) angebracht sind, über die eine elektrisch leitende Verbindung unmittelbar zwischen Steckergehäuseteil (31, 33) und Übergangsstück (11) hergestellt wird.

7. Leiterexpansionsstelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abschirmhülse (4) die Leiterexpansionsstelle zumindest im Bereich des Zwischenstückes (3) abschirmt.

8. Leiterexpansionsstelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmhülse (4) an dem einen Leiterabschnitt (1) fest angebracht ist und an dem anderen Leiterabschnitt (2) achsial verschiebbar über einen Isolierring (42) von außen anliegt.

9. Leiterexpansionsstelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmhülse (4) an dem einen Leiterabschnitt (1) aufgeschraubt ist.

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