EP3659223A1 - Anordnung mit einer gasisolierten schaltanlage - Google Patents

Anordnung mit einer gasisolierten schaltanlage

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EP3659223A1
EP3659223A1 EP18785515.0A EP18785515A EP3659223A1 EP 3659223 A1 EP3659223 A1 EP 3659223A1 EP 18785515 A EP18785515 A EP 18785515A EP 3659223 A1 EP3659223 A1 EP 3659223A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
arrangement according
gas
arrester
surge arrester
insulated switchgear
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18785515.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gundolf Barenthin
Reinhard GÖHLER
Ralf Mertsching
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP3659223A1 publication Critical patent/EP3659223A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B5/00—Non-enclosed substations; Substations with enclosed and non-enclosed equipment
    • H02B5/06—Non-enclosed substations; Substations with enclosed and non-enclosed equipment gas-insulated
    • H—ELECTRICITY
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    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/10—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
    • H01C7/12—Overvoltage protection resistors; Arresters
    • H—ELECTRICITY
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    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035—Gas-insulated switchgear
    • H02B13/055—Features relating to the gas
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
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    • H01H33/56—Gas reservoirs
    • H01H2033/566—Avoiding the use of SF6
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035—Gas-insulated switchgear
    • H02B13/0354—Gas-insulated switchgear comprising a vacuum switch

Definitions

  • the invention relates to an arrangement with a gas-insulated switchgear according to the preamble of claim 1.
  • Arrester comprises a plurality of disc-shaped Me ⁇ talloxid varistors, which are stacked and pressed together by means of tension rods between the end fittings.
  • the surge arrester is designed for use on a gas-insulated switchgear (GIS) and, like the switchgear for the use of sulfur hexafluoride (SF6), is designed as an electrically insulating insulating gas.
  • GIS gas-insulated switchgear
  • SF6 sulfur hexafluoride
  • the use of a luftba- terraced insulating therefore has the that the GIS is to ⁇ world gently and inexpensive to manufacture and maintenance advantage as no special safety and disposal records must be kept for air-based insulating gases due to their healthy ⁇ comprehensive and climatic safety.
  • the electrical insulating properties of air-based Isolierga ⁇ sen lower as the insulating ability of SF6 must Devices with air-based insulating gases provide greater internal shock ⁇ wide and protective distances and are therefore much larger in their design than comparable SF6 devices. Therefore, the GIS described in the brochure is significantly RESIZE ⁇ SSSR than a comparable SF6 model.
  • the described GIS type 8VN1 is designed for 145 kV.
  • the object is to provide an arrangement with a gas-insulated switchgear which is comparatively to ⁇ world friendly, inexpensive to produce and at the same space-saving.
  • the invention solves this problem by an arrangement according to claim 1.
  • the dimensions of electrical systems are essentially determined by the withstand voltage with regard to lightning and switching overvoltages.
  • This makes use of the invention since by use of the surge arrester, the withstand voltage strength of the electrical ⁇ rule system is increased so that the dimensions can be reduced.
  • the second electrical insulating fluid at least partially sulfur hexafluoride. This is an advantage because sulfur hexafluoride has long been tried and has a particularly high dielectric strength.
  • the first electrical insulating fluid is an air-based insulating gas.
  • air-based electrical insulating gases are environmentally friendly, they have the disadvantage that they are less electrically insulating than the environmentally harmful gas sulfur hexafluoride (SF6).
  • SF6 sulfur hexafluoride
  • Anla ⁇ gen with air-based insulating gases must have greater internal separation distances than systems with SF6 as a cover gas. This leads to significantly enlarged plant dimensions, which entails additional costs for material and transport. Outside the space for an installation, in particular in existing electrical installa tions ⁇ severely limited.
  • Especially retrofits of, for example, gas-insulated switchgear with air-based insulating gases are therefore due to the Larger space requirements difficult or even impossible.
  • An isolation distance according to the invention is, for example, the distance of an electrically isolatable part of the switching device in the GIS to a housing wall.
  • a configuration of GIS using SF6 as insulating gas is carried out, for example, such that a 145 kV designed for a voltage to be switched clamping ⁇ GIS having a withstand voltage strength of 650 kV.
  • the GIS is designed for an isolation distance of 400 mm.
  • the withstand voltage of 650 kV the
  • a surge arrester for an SF6-isolated GIS would be designed for a protection level of 450 kV.
  • the switchgear is in the aforementioned product brochure for the "clean-air" given 8VN1 that 5500 mm are provided at the operating voltage of 145 kV dimensions of 1000 x 3200 x.
  • the isolation distance is entspre ⁇ accordingly slightly less than half of the smallest dimensional -.
  • the invention can be reduced by using a Studentsnapssabieiters this system, for example, to 800 mm in the smallest dimension direction, although clean air and not SF6 is used as insulating.
  • the surge arrester has a pressure compensation device with a gas deflecting device, wherein the gas deflecting device is designed for deflecting escaping gas from the gas-insulated switchgear.
  • Pressure compensation device allows in the event of an error outflow of the gas from the interior of the trap housing to the outside and is formed for example as a membrane which tears when a pressure threshold value is exceeded.
  • the gas deflector in at Druckaus ⁇ comparison device arranged and directs the effluent gas into a predefined direction, so no persons or equipment are damaged by the escaping gas.
  • the gas deflecting device may be designed, for example, as a so-called "blow-out chute", a component that bulges like an ear
  • Ausbiaschute is chosen so that outflowing gas flows away from the GIS.
  • a Druckaus ⁇ comparison device is supplied with a gas deflector and a Ausbiaschute also provided in the GIS, so these gas deflector Rich ⁇ tung is aligned such that escaping gas does not hit the surge arrester.
  • a safety device is provided between the surge arrester and the gas-insulated switchgear.
  • the safety device forms a mechanical barrier which, in the event of a fault, shields both components - GIS and Abieiter - from one another, so that damage to the respective other component is prevented.
  • the safety device can be used as an elec- Risch non-conductive partition be formed, the Mate ⁇ rial at least partially a glass fiber reinforced plastic (GRP) has. This is an advantage because GRP is non-conductive, cost effective and easy to process.
  • the air-based insulating gas for the gasiso ⁇ lated switchgear substantially 80% nitrogen and 20% oxygen and the gas-insulated switchgear is in their isolation distances for the air-based insulating gas ⁇ out.
  • This composition is advantageous because it corresponds We ⁇ sentlichen the composition of conventional air. This allows air to be available anywhere, if necessary
  • Air is known as "clean-air" by Siemens AG as an air-based insulating gas.
  • the switchgear on a vacuum switching ⁇ device on. So far in the high voltage range due to high insulation strengths of the equipment used with SF6 as insulating and the low spread of the vacuum switching principle only for transformers
  • the inventive arrangement of the surge arrester is designed for three-phase high voltage, the Studentswoodsab ⁇ ieiter a fluid-tight housing having oxidwiderstandsettin for receiving an electrically insulating insulating and three arrester with metal.
  • the insulating gas is air-based. This is an advantage because it also makes the surge arrester particularly environmentally friendly.
  • the air-based insulating gas for the surge arrester has essentially 80% nitrogen and 20% oxygen, and the surge arrester is designed in its insulation spacings for the air-based insulating gas. This results in receive the same benefits as the beginning of the use of this gas mixture for the GIS is provided ⁇ .
  • the overvoltage arrester results in an enlargement of the surge arrester due to the poorer insulation properties of the air-based insulating gas in comparison with SF6, because greater insulation distances must be maintained.
  • the metal-oxide resistance elements have a diameter of at least 90 mm.
  • the metal oxide resistance elements are usually formed as discs with a diameter of about 60 mm.
  • metal-oxide resistance elements are to be used as disks with a diameter of at least 90 mm.
  • ⁇ vorzugt are diameter of 95 to 120 mm. This is a pre ⁇ part, because with otherwise the same energy input the Ablei- tertikpegel and thus the dielectricicsfestig- Both the arrester housing and the connected GIS can be lowered.
  • Resistors with larger diam ⁇ ser have relatively lower specific leakage current and an improved temperature behavior, ie a politician- ren increase in electrical conductivity when heated. Consequently, this variant has the advantage that the trap must not be increased even when using air-based insulating gases instead of SF6, which saves space and cost a ⁇ .
  • the diameter is determined transversely to a longitudinal axis by a discharge column. In other words, this embodiment allows to implement a particularly low protection level of the Abieiters.
  • the arrester columns are connected in a Neptun configuration.
  • a ladder-earth surge protection with surge arresters is known.
  • this has the disadvantage of a high level of protection for conductor-conductor insulation (two conductor-earth arresters in series). Reduced conductor-to-conductor protection levels have been replaced by additional
  • the individual partial arresters can be adapted according to the invention, For example, as explained above by resistors with greater energy absorption capacity and / or by Mehrklaltechnik.
  • the combination of a Neptun circuit in a high voltage resistor with increased resistive elements allows a surge arrester to be implemented despite the use of an environmentally friendly air-based insulating gas without significantly increasing the space requirements for the Abieiter.
  • three arrester columns extend in a first longitudinal section of the surge arrester and a fourth arrester column runs in a second longitudinal section of the surge arrester, the three arrester columns being electrically conductively connected to one another and to the fourth arrester column.
  • the virtual neutral point is formed, for example, by a field-optimal plate. The plate lies on the one hand between the partial Abieitern, which lie between the high voltage terminal and virtu ⁇ ellem star point, and on the other hand between the
  • Partial conductor which is located between the virtual star point and earth.
  • the three arrester columns run parallel to one another. You can do that For example, be arranged in a triangular shape in a plan view, ie each column is on a corner of the triangle.
  • the three arrester columns run in such a way that the distance between them in the direction of the contact means becomes smaller. That is, in ⁇ example, that each column is aligned on an imaginary Kant ei ⁇ nes pyramid stump, wherein the pyramid has the base of an isosceles triangle.
  • the arrester housing can be designed to be particularly narrow in a central region, which saves space.
  • the three arrester columns extending in the first longitudinal portion such that they are arranged at least at one end of the first longitudinal section with one of its ends on ei ⁇ ner imaginary line.
  • the fourth arrester column runs as a continuation of one of the first three arrester columns in the second longitudinal section.
  • the fourth arrester is disposed in the second longitudinal portion such that it extends centrally and axially parallel to a center axis ⁇ point to the first three columns.
  • the first and the second Lijnsab ⁇ section substantially the same length formed.
  • the contact means is arranged between the first and the second longitudinal section.
  • the contact means is formed substantially as a metal plate.
  • the contact means on webs the star-shaped from a center axis in the longitudinal direction of the surge arrester in the transverse direction outward duri ⁇ fen.
  • the gas-insulated switchgear and the surge arrester are arranged in a common fluid-tight housing.
  • the gas-insulated switchgear Minim ⁇ least one input field, and the surge arrester is connected upstream of the input field.
  • the gas-insulated switchgear Minim ⁇ least an output field on, and the surge arrester is connected downstream of the output field.
  • the gas-insulated switchgear has a plurality of busbars, and the surge arrester is assigned to a busbar.
  • the busbars can be connected via a coupling field, and the surge arrester is spatially arranged on the coupling field.
  • the invention also sets itself the task of specifying an arrangement with an electrical system, which is relatively inexpensive and at the same time space-saving.
  • the withstand voltage of other electrical installations can be increased by means of the surge arrester, so that they can be dimensioned smaller.
  • this embodiment of the invention can be easily combined with the above-described embodiments of the arrangement with a gas-insulated switchgear, which is operated with a luftba ⁇ - oriented insulating, to produce new advantageous embodiments.
  • an arrangement with an electrical system and a surge arrester is provided to lower the protection level of the system such that the system has in comparison to a system without the use of egg ⁇ nes smaller surge arrester insulation distances on ⁇ .
  • the electrical installation has at least one of the following equipment: voltage transformer, power switch, transformer.
  • the Anlagengrö ⁇ SSE can follow another alternative embodiment of the approach of the invention can be reduced by means of the surge arrester at a re-use of SF6 as insulating gas. Accordingly, an arrangement with egg ⁇ ner gas-insulated switchgear, the filling with
  • Sulfur hexafluoride is formed, and provided with a surge voltage ⁇ conductor to lower the level of protection of the gas-insulated switchgear so that the switchgear has Ver ⁇ equal to a gas-insulated switchgear without the use of a surge arrester smaller insulation distances.
  • this embodiment of the invention can be easily combined with the above-described embodiments of the arrangement with a gas-insulated switchgear, which is operated with an air-based insulating, to produce new advantageous embodiments.
  • Figure 1 shows an embodiment of an inventive arrangement
  • Figure 2 shows an embodiment of a
  • Figure 3 shows an embodiment of a circuit diagram of a
  • FIG. 1 shows an arrangement 20 with a gas-insulated switchgear 21, which is designed to be filled with an air-based electrical insulating gas 23. It is an over ⁇ voltage conductor 22 is provided to ensure the protection level of the gas- Herten switchgear 21 so lower that the switchgear 21 in comparison to a iso ⁇ lated with sulfur hexalloyed switchgear has 27 at most equal insulation spacings.
  • the surge arrester 22 is arranged in the immediate vicinity of the switchgear 21 and is connected via electrical connectors 24,25 ⁇ specific thereto.
  • FIG. 2 shows a surge arrester according to the invention for a three-phase high voltage application, the fluid-tight housing is not shown for receiving an air-based insulating elekt ⁇ driven.
  • Four arrester columns 6,7,8,9 are connected in a Neptunung.
  • Arrester columns 6, 7, 8, 9 have metal oxide resistance elements 10, which have a diameter 12 of at least 90 mm.
  • the diameter 12 is determined transversely to a longitudinal axis 13 by the Abieiter.
  • High voltage side is a first housing cover 1 and the earth voltage side is a second
  • Housing cover 2 is provided.
  • Each Ableit yarn is respectively connected ⁇ means of Verspannstäben 11 pressed together between two end fittings (end fittings not shown).
  • Three arrester 6,7,8 are high-voltage side in each case arranged with equal spacing zueinan ⁇ of, so that a triangular basic shape in cross section results in a first longitudinal portion.
  • the first longitudinal portion 3 ends with a contact means 5, which connects the three arrester 6,7,8 underei ⁇ Nander and with the fourth arrester 9 electrically conductive.
  • a fourth arrester column 9 is arranged such that it runs on a center point axis or longitudinal axis 13 centrally and axially parallel to the first three columns 6, 7, 8.
  • the contact means 5 is substantially formed as a metal plate and arranged between the first and the second longitudinal portion.
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a circuit diagram of a GIS with surge arresters.
  • a circuit diagram with a field division of a typical GIS can be found on page 16 of the product brochure "Gas-insulated switchgear series 8DN8 up to 170 kV, 63 kA, 4000 A" from Siemens AG, 2012, Order No. E50001-G620-A122-V1- 4A00 is known. in the inventive embodiment of this circuit diagram has been extended to Students Hopkinssab ⁇ ieiter 34,35,37,38,39,40.
  • the gas-insulated switchgear 31 has a length of 15130 mm in a total of 14 input and output fields 41-54 on.
  • the fields 41-54 are connected to two bus bars 32, 33 and can be connected via a coupling field 36. It is intended to protect individual or all input fields of the GIS with surge arresters so that external overvoltages do not damage the GIS Due to the risk of lightning overvoltages, it is necessary to connect Abieiter in front of the overhead power line, depending on the layout of the system it may be necessary for cable entrances to use Abieiter here as well.
  • surge arrester Even with some or all output fields, it makes sense to use surge arrester, because it, for example, control overvoltages, which can occur especially in vacuum switching technology, are mastered. Thus, damage to the GIS downstream equipment is avoided.

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Abstract

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Anordnung mit einer gasisolierten Schaltanlage (21), die zur Befüllung mit einem ersten elektrischen Isolierfluid (23) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Überspannungsleiter (22) vorgesehen ist, um den Schutzpegel der gasisolierten Schaltanlage (21) derart abzusenken, dass die Schaltanlage (21) im Vergleich zu einer mit einem zweiten elektrischen Isolierfluid, das eine höhere elektrische Durchschlagsfestigkeit aufweist als das erste elektrische Isolierfluid (23), isolierten Schaltanlage höchstens gleich große Isolationsabstände (27) aufweist.

Description

Beschreibung
Anordnung mit einer gasisolierten Schaltanlage Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einer gasisolierten Schaltanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der Produktbroschüre „3ES Surge Arrester Metal-enclosed, SF6-insulated for High Voltage Systems up to 800 kV", Siemens AG 2008, Ord er No . E50001-U113-A296-V2-7600, ist auf Seite 7 ein dreiphasiger, metallgekapselter Überspannungsabieiter des Typs 3ES4-K bekannt. Der Überspannungsabieiter weist drei Ableitersäulen, je eine Säule pro Phase, auf. Die drei
Ableitersäulen kommen dabei auf Erde zusammen. Jede
Ableitersäule weist eine Mehrzahl von scheibenförmigen Me¬ talloxid-Varistoren auf, die übereinander gestapelt und mittels Spannstäben zwischen Endarmaturen zusammengepresst sind. Der Überspannungsabieiter ist zum Einsatz an einer gasisolierten Schaltanlage (GIS) ausgebildet und ist ebenso wie die Schaltanlage zur Verwendung von Schwefelhexafluorid (SF6) als elektrisch isolierendes Isoliergas ausgebildet.
Aus der Veröffentlichung „Anwendung der Neptun-Schaltung für Abieiter bei metallgekapselten gasisolierten Metalloxid- Varistor-Ableitern" , publiziert am 09.05.2012 im Journal
Technik Up2date2012, Band Nr. 10, Seiten 49 und 50, ist ein dreiphasiger Überspannungsabieiter mit einer so genannten Neptunschaltung bekannt. Dabei sind drei Ableitersäulen erd- potentialseitig elektrisch leitend verbunden und über eine vierte Ableitersäule mit dem Erdpotential verbunden. Hier¬ durch ergibt sich eine optische Ähnlichkeit zum Dreizack- Speer des Gottes Neptun (griechisch: Poseidon) aus der römischen Mythologie, was der Neptunschaltung ihren Namen einbrachte .
Aus der Produktbroschüre „8VN1 blue GIS up to 145 kV Vacuum interrupting technology and clean air insulation for C02- neutral footprint", Article No . EMHP-B10014-00-7600, Siemens AG 2016, ist eine gasisolierte Schaltanlage bekannt, bei der als Isoliergas sog. „clean air" verwendet wird. Das luftba¬ sierte Isoliergas weist im Wesentlichen 80 % Stickstoff und 20 % Sauerstoff auf, wodurch der Einsatz von klimaschädlichem SF6 vermieden wird. Um Geräte und Anlage möglichst kompakt zu halten, wurde bisher Schwefelhexafluorid (SF6) als Isolierme¬ dium genutzt. Schwefelhexafluorid ist seit langem als klima¬ schädlich bekannt und daher aufgrund von Sicherheits- und Nachweispflichten teuer im Einsatz. Der Einsatz eines luftba- sierten Isoliergases hat daher den Vorteil, dass die GIS um¬ weltschonend und kostengünstig in der Herstellung und Wartung ist, da für luftbasierte Isoliergase aufgrund ihrer gesund¬ heitlichen und klimatischen Unbedenklichkeit keine besonderen Sicherheits- und Entsorgungsnachweise zu führen sind. Da die elektrische Isolationsfähigkeit von luftbasierten Isolierga¬ sen geringer ist als die Isolationsfähigkeit von SF6, müssen Geräte mit luftbasierten Isoliergasen größere interne Schlag¬ weiten bzw. Schutzabstände bereitstellen und werden damit in ihrer Bauform wesentlich größer als vergleichbare SF6-Geräte. Daher ist die in der Broschüre beschriebene GIS deutlich grö¬ ßer als ein vergleichbares SF6-Modell. Die beschriebene GIS des Typs 8VN1 ist für 145 kV ausgelegt.
Aus der Produktbroschüre „3AV1 blue circuit-breakers - Your Solution for a C02-neutral footprint", Article No . EMHP- B10014-00-7600, Siemens AG 2016, ist eine Schaltanlage mit Clean Air bekannt, die für 145 kV ausgelegt ist. Die Anlage ist bis zu einer Blitzstossspannung von 650 kV vorgesehen. Ausgehend von bekannten Gasisolierten Schaltanlagen stellt sich an die Erfindung die Aufgabe, eine Anordnung mit einer Gasisolierten Schaltanlage anzugeben, die vergleichsweise um¬ weltschonend, kostengünstig herstellbar und gleichzeitig platzsparend ist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Anordnung gemäß Anspruch 1. Im Hochspannungsbereich werden die Abmessungen für elektrische Anlagen wesentlich durch die Stehspannungsfestigkeit im Zusammenhang mit Blitz- und Schaltüberspannungen bestimmt. Dies nutzt die Erfindung aus, da durch Einsatz des Über- spannungsableiters die Stehspannungsfestigkeit der elektri¬ schen Anlage erhöht wird, so dass die Abmessungen verringert werden können. Bisher wurden bei gasisolierten Schaltanlagen keine Überspannungsabieiter eingesetzt, weil gasisolierte Abieiter für Hochspannungsanwendungen - sog. „Kapselableiter" - einerseits teuer und andererseits mit einer gewissen Aus¬ fallwahrscheinlichkeit behaftet waren. Inzwischen sind
Kapselableiter jedoch kostengünstiger und so zuverlässig, dass die Betriebssicherheit und Verfügbarkeit einer Anordnung mit GIS und Abieiter nicht schlechter sind als die Betriebs- Sicherheit und Verfügbarkeit einer GIS an sich.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung weist das zweite elektrische Isolierfluid zumindest anteilig Schwefelhexafluorid auf. Dies ist ein Vorteil, weil Schwefelhexafluorid lange erprobt ist und eine besonders hohe elektrische Durchschlagsfestigkeit hat.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung ist das erste elektrische Isolierfluid ein luftba- siertes Isoliergas.
Luftbasiere elektrische Isoliergase sind zwar umweltschonend, haben aber den Nachteil, dass Sie im Vergleich zu dem umweltschädlichen Gas Schwefelhexafluorid (SF6) weniger gut elekt- risch isolierend sind. Dies hat zur Folge, dass bisher Anla¬ gen mit luftbasierten Isoliergasen größere interne Schutzabstände aufweisen müssen als Anlagen mit SF6 als Schutzgas. Dies führt zu deutlich vergrößerten Anlagendimensionen, was Mehrkosten an Material und Transport nach sich zieht. Außer- dem ist, insbesondere bei bestehenden elektrischen Installa¬ tionen, der Platz für eine Anlage stark eingeschränkt. Besonders Nachrüstungen von beispielsweise Gasisolierten Schaltanlagen mit luftbasierten Isoliergasen sind daher aufgrund des größeren Platzbedarfs schwierig oder sogar unmöglich. Deswegen ist es ein großer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung, dass durch den Überspannungsabieiter, der direkt an oder in unmittelbarer Nähe zur GIS angeordnet wird, ein grö- ßerer Platzbedarf vermieden wird. Dies wird erreicht, weil der Überspannungsabieiter den für die GIS benötigten Schutzpegel soweit absenkt, dass nur noch vergleichsweise kleinere Isolationsabstände nötig sind. Ein Isolationsabstand in Sinne der Erfindung ist beispiels¬ weise der Abstand eines elektrisch zu isolierenden Teils der Schaltvorrichtung in der GIS zu einer Gehäusewand.
Bisher erfolgt eine Auslegung von GIS mit SF6 als Isoliergas beispielsweise derart, dass eine für eine zu schaltende Span¬ nung von 145 kV ausgelegte GIS eine Stehspannungsfestigkeit von 650 kV aufweist. Beispielsweise wird die GIS damit auf einen Isolationsabstand von 400 mm ausgelegt. Um eine Steh¬ spannungsfestigkeit von 650 kV zu garantieren, wird der
Überspannungsabieiter auf einen Schutzpegel von 1:1,4 bzw.
71% der Stehspannungsfestigkeit ausgelegt. Entsprechend würde ein Überspannungsabieiter für eine SF6-isolierte GIS auf einen Schutzpegel von 450 kV ausgelegt werden. Beispielsweise ist in der eingangs genannten Produktbrochüre für die „clean-air" Schaltanlage 8VN1 angegeben, dass bei der Betriebsspannung von 145 kV Dimensionen von 1000 x 3200 x 5500 mm vorgesehen sind. Der Isolationsabstand ist entspre¬ chend etwas geringer als die Hälfte der kleinsten Abmessungs- richtung, also bei der 8VN1 weniger als 500 mm. Dieses Beispiel zeigt, dass bei bisheriger Technik der Isolationsab¬ stand bei Einsatz von luftbasierten Isoliergasen steigt. Das verschlechterte elektrische Isolationsvermögen von luftba¬ sierten Isoliergasen im Vergleich zu SF6 schlägt sich auch darin nieder, dass eine für eine zu schaltende Spannung von
145 kV ausgelegte GIS mit Clean Air eine Stehspannungsfestig¬ keit z.B. von 450 kV bis 500 kV aufweist. Entsprechend muss der Schutzpegel eines Überspannungsabieiters für eine solche GIS besonders niedrig, also z.B. bei 300 kV bis 350 kV, lie¬ gen. Erfindungsgemäß kann durch den Einsatz eines Überspannungsabieiters diese Anlage z.B. auf 800 mm in der kleinsten Abmessungsrichtung verkleinert werden, obwohl clean air und nicht SF6 als Isoliergas verwendet wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung weist der Überspannungsabieiter eine Druckausgleichseinrichtung mit einer Gasablenkeinrichtung auf, wobei die Gasablenkeinrichtung für ein Ablenken austretenden Gases von der gasisolierten Schaltanlage ausgebildet ist. Die
Druckausgleichseinrichtung ermöglicht im Fehlerfall ein Ausströmen des Gases aus dem Innenraum des Ableitergehäuses nach außen und ist beispielsweise als eine Membran ausgebildet, die bei Überschreiten eines Druckschwellenwertes einreißt.
Auf diese Weise wird eine Explosion des Abieiters im Fehler¬ fall verhindert. Die Gasablenkeinrichtung in an der Druckaus¬ gleichseinrichtung angeordnet und lenkt das ausströmende Gas in eine vordefinierte Richtung um, damit keine Personen oder Betriebsmittel durch das austretende Gas geschädigt werden. Die Gasablenkeinrichtung kann z.B. als eine sog. „Ausblas- chute", ein ohrenartig aufgewölbtes Bauteil, ausgebildet sein. Die Ausrichtung der Gasablenkeinrichtung bzw. der
Ausbiaschute ist dabei so gewählt, dass ausströmendes Gas von der GIS weg strömt. Wenn auch bei der GIS eine Druckaus¬ gleichseinrichtung mit einer Gasablenkeinrichtung bzw. einer Ausbiaschute vorgesehen wird, so wird diese Gasablenkeinrich¬ tung derart ausgerichtet, dass ausströmendes Gas nicht auf den Überspannungsabieiter trifft.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung ist zwischen dem Überspannungsabieiter und der gasisolierten Schaltanlage eine Sicherheitseinrichtung vorgesehen. Die Sicherheitseinrichtung bildet eine mechanische Bar- riere aus, die bei einem Fehlerfall beide Komponenten - GIS und Abieiter - von einander abschirmt, so dass Beschädigungen an der jeweils anderen Komponente verhindert werden. Bei¬ spielsweise kann die Sicherheitseinrichtung als eine elekt- risch nicht leitende Trennwand ausgebildet sein, deren Mate¬ rial zumindest anteilig einen glasfaserverstärkten Kunststoff (GFK) aufweist. Dies ist ein Vorteil, weil GFK nicht-leitend, kostengünstig und einfach zu verarbeiten ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung weist das luftbasierte Isoliergas für die gasiso¬ lierte Schaltanlage im Wesentlichen 80 % Stickstoff und 20 % Sauerstoff auf und die gasisolierte Schaltanlage ist in ihren Isolationsabständen für das luftbasierte Isoliergas ausge¬ legt. Diese Zusammensetzung ist vorteilhaft, weil sie im We¬ sentlichen der Zusammensetzung herkömmlicher Luft entspricht. Dadurch kann Luft, die überall verfügbar ist, ggf. nach
Trocknung und einer Reinigung von Partikeln, Schadstoffen und Luftfeuchtigkeit, eingesetzt werden. Eine solche gereinigte
Luft ist unter der Bezeichnung „Clean-Air" von der Siemens AG als luftbasiertes Isoliergas bekannt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungs- gemäßen Anordnung weist die Schaltanlage eine Vakuumschalt¬ einrichtung auf. Bisher werden im Hochspannungsbereich auf Grund hoher Isolationsfestigkeiten der eingesetzten Betriebsmittel mit SF6 als Isoliergas und der geringen Verbreitung des Vakuumschaltprinzips lediglich für Transformatoren
Ableiterbeschaltungen zur Reduzierung von Schaltüberspannungen notwendig. Durch die Reduzierung von Schaltüberspannungen direkt am Entstehungsort wird der Einsatz von alternativen Isoliergasen, wie Luft, bei ansonsten gleichen Geräteabmessungen möglich. Diese Ausführungsform ist von Vorteil, weil es durch das Schalten im Vakuum zu Stromabrissen und Wiederzündungen - und damit verbundenen hohen Überspannungen kommen kann. Bisher wurde das Vakuumschaltprinzip hauptsächlich in der Mittelspannung genutzt; dabei hat sich gezeigt, dass sol¬ che problematischen Überspannungen entstehen können. Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Einsatz des Ableiters in unmittelbarer räumlicher Nähe zur Schaltanlage beherrscht. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung ist der Überspannungsabieiter für dreiphasige Hochspannung ausgebildet, wobei der Überspannungsab¬ ieiter ein fluiddichtes Gehäuse zur Aufnahme eines elektrisch isolierenden Isoliergases und drei Ableitersäulen mit Metall- oxidwiderstandselementen aufweist. Dies ist ein Vorteil, weil solche sog. Kapselableiter im Hochspannungsbereich lange bekannt und erprobt sind. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung ist das Isoliergas luftbasiert. Dies ist ein Vorteil, weil damit auch der Überspannungsabieiter besonders umweltschonend ausgebildet ist. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung weist das luftbasierte Isoliergas für den Überspannungsabieiter im Wesentlichen 80 % Stickstoff und 20 % Sauerstoff auf und der Überspannungsabieiter ist in seinen Isolationsabständen für das luftbasierte Isoliergas ausge- legt. Es ergeben sich sinngemäß die gleichen Vorteile wie eingangs für den Einsatz dieses Gasgemisches für die GIS dar¬ gestellt. Bei herkömmlicher Bauweise ergibt sich für den Überspannungsabieiter aufgrund der im Vergleich zu SF6 schlechteren Isolationseigenschaften des luftbasierten Iso- liergases eine Vergrößerung des Überspannungsabieiters, weil größere Isolationsabstände einzuhalten sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung weisen die Metalloxidwiderstandselemente einen Durchmesser von mindestens 90 mm auf. Bei bisherigen Überspannungsableitern in dreiphasiger Bauweise werden die Metalloxidwiderstandselemente i.d.R. als Scheiben mit einem Durchmesser von ca. 60 mm ausgebildet. Erfindungsgemäß sollen Metalloxidwiderstandselemente als Scheiben mit einem Durch- messer von mindestens 90 mm eingesetzt werden. Besonders be¬ vorzugt sind Durchmesser von 95 bis 120 mm. Dies ist ein Vor¬ teil, weil bei ansonsten gleichem Energieeintrag der Ablei- terschutzpegel und damit die dielektrische Spannungsfestig- keit sowohl des Ableitergehäuses als auch der angeschlossenen GIS abgesenkt werden kann. Widerstände mit größerem Durchmes¬ ser haben vergleichsweise geringere spezifische Leckströme und ein verbessertes Temperaturverhalten, d.h. einen geringe- ren Anstieg der elektrischen Leitfähigkeit bei Erwärmung. Diese Variante hat folglich den Vorteil, dass der Ableiter auch bei Einsatz von luftbasierten Isoliergasen anstatt von SF6 nicht vergrößert werden muss, was Platz und Kosten ein¬ spart. Der Durchmesser ist quer zu einer Längsachse durch ei- ne Ableitersäule bestimmt. Anders ausgedrückt gestattet es diese Ausführungsform, einen besonders niedrigen Schutzpegel des Abieiters umzusetzen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungs- gemäßen Anordnung sind die Ableitersäulen in einer Neptunschaltung verbunden. Ein Leiter-Erde-Überspannungsschutz mit Überspannungsableitern ist bekannt. Dies ist jedoch mit dem Nachteil eines hohen Schutzpegels für Leiter-Leiter-Isolation (zwei Leiter-Erde-Ableiter in Reihe) behaftet. Reduzierte Leiter-Leiter-Schutzpegel werden bisher durch zusätzliche
Leiter-Leiter-Ableiter (sog. klassische 6-Ableiter-Schaltung) erzielt. Bei GIS-Anwendungen ist die 6-Ableiterschaltung sehr platzaufwendig durch die Verschaltung der Ableiter untereinander und wird bei aktuellen SF6-Anwendungen, insbesondere aufgrund vorhandener, hoher Isolationspegel, nicht angewen¬ det .
Durch eine Absenkung der Steh-Blitz- und Schaltstoßspannung der Geräte und Anlagen zwischen Leiter und Erde mit Hilfe von Abieitern mit besonders niedrigem Schutzniveau bei Verwendung von luftbasierten Isoliermedien ist ein zusätzlicher Überspannungsschutz zwischen den Leitern erforderlich. Dies kann durch eine sogenannte Neptunschaltung erfolgen, wobei je ein Teil-Ableiter zwischen Leiter und virtuellem Sternpunkt
(nicht im Sinne eines klassischen Sternpunkt-Abieiters) sowie ein Teil-Ableiter zwischen dem virtuellem Sternpunkt und der Erde angeordnet ist. Zur Optimierung der Schutzpegel können erfindungsgemäß die einzelnen Teil-Ableiter angepasst werden, z.B. wie eingangs erläutert durch Widerstände mit größerem Energieaufnahmevermögen und/oder durch Mehrsäuligkeit .
Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, die Ableiter- technik im Hochspannungsbereich zur Reduzierung der Anforderungen an Stehspannungsfestigkeit von GIS-Anlagen, Wandlern, Leistungsschaltern und Transformatoren in Verbindung mit einem zusätzlichen Überspannungsschutz zwischen den Leitern in Form einer Neptunschaltung fortzubilden. Mit einem entspre- chend ausgeführten 3-phasigen Abieiter wird ein platz- und gleichzeitig kostenoptimierter Aufbau bei konstanter Feldtei¬ lung erreicht.
Mit anderen Worten erlaubt die Kombination einer Neptun- Schaltung in einem Hochspannungsabieiter mit vergrößerten Widerstandselementen, einen Überspannungsabieiter trotz des Einsatzes eines umweltfreundlichen luftbasierten Isoliergases ohne eine wesentliche Vergrößerung des Platzbedarfs für den Abieiter umzusetzen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung verlaufen in einem ersten Längsabschnitt des Überspannungsabieiters drei Ableitersäulen und verläuft in einem zweiten Längsabschnitt des Überspannungsabieiters eine vierte Ableitersäule, wobei die drei Ableitersäulen durch ein Kontaktmittel untereinander und mit der vierten Ableitersäule elektrisch leitend verbunden sind. Der virtuel¬ le Sternpunkt wird z.B. durch eine feldmäßig optimale Platte gebildet. Die Plate liegt dabei einerseits zwischen den Teil- Abieitern, die zwischen dem Hochspannungsanschluss und virtu¬ ellem Sternpunkt liegen, und andererseits zwischen dem
Teilableiter, der sich zwischen dem virtuellen Sternpunkt und Erde befindet. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung verlaufen in dem ersten Längsabschnitt die die drei Ableitersäulen parallel zueinander. Sie können dabei z.B. in einer Draufsicht in dreiecksform angeordnet sein, d.h. je eine Säule steht auf einer Ecke des Dreiecks.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungs- gemäßen Anordnung verlaufen in dem ersten Längsabschnitt die die drei Ableitersäulen derart, dass der Abstand zwischen ihnen in Richtung des Kontaktmittels kleiner wird. D.h. bei¬ spielsweise, dass je eine Säule auf einer gedachten Kants ei¬ nes Pyramidenstumpfes ausgerichtet ist, wobei die Pyramide die Grundfläche eines gleichschenkeligen Dreiecks aufweist.
Dies ist ein Vorteil, weil das Ableitergehäuse in einem mitt¬ leren Bereich besonders schmal ausgebildet werden kann, was Platz einspart. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung verlaufen in dem ersten Längsabschnitt die die drei Ableitersäulen derart, dass sie zumindest an einem Ende des ersten Längsabschnitts mit einem ihrer Enden auf ei¬ ner gedachten Linie angeordnet sind. Dies ist ein Vorteil, weil eine solche Anordnung in Reihe nebeneinander mit einem ovalen Gehäuse ausgestattet werden kann, was in einer Richtung einen verringerten Platzbedarf für den Überspannungsabieiter bedeutet. Dies vereinfacht insbesondere Nachrüstungen in bestehenden elektrotechnischen Installationen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung verläuft die vierte Ableitersäule als eine Fortsetzung einer der ersten drei Ableitersäulen in dem zweiten Längsabschnitt. Dies ist ein Vorteil, weil nur drei Ab- leitsäulen hergestellt werden müssen, nämlich eine lange und zwei vergleichsweise kürzere Ableitsäulen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung ist die vierte Ableitersäule in dem zweiten Längsabschnitt derart angeordnet, dass sie auf einer Mittel¬ punktsachse zentral und achsenparallel zu den ersten drei Säulen verläuft. Dies ist ein Vorteil, weil durch die symmet¬ rische Anordnung der zentralen Achse besonders große Schutz- abstände zur Gehäusewand realisiert werden können, was die Sicherheit erhöht. Alternativ kann das Gehäuse in dem zweiten Längsabschnitt schmaler ausgebildet werden als in dem ersten Längsabschnitt .
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung sind der erste und der zweite Längsab¬ schnitt im Wesentlichen gleich lang ausgebildet. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung ist das Kontaktmittel zwischen dem ersten und dem zweiten Längsabschnitt angeordnet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungs- gemäßen Anordnung ist das Kontaktmittel im Wesentlichen als eine Metallplatte ausgebildet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung weist das Kontaktmittel Stege auf, die sternförmig von einer Mittelpunktsachse in Längsrichtung des Überspannungsabieiters in Querrichtung nach außen hin verlau¬ fen .
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungs- gemäßen Anordnung sind die gasisolierte Schaltanlage und der Überspannungsabieiter in einem gemeinsamen fluiddichten Gehäuse angeordnet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungs- gemäßen Anordnung weist die gasisolierte Schaltanlage mindes¬ tens ein Eingangsfeld auf, und der Überspannungsabieiter ist dem Eingangsfeld vorgeschaltet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungs- gemäßen Anordnung weist die gasisolierte Schaltanlage mindes¬ tens ein Ausgangsfeld auf, und der Überspannungsabieiter ist dem Ausgangsfeld nachgeschaltet. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung weist die gasisolierten Schaltanlage mehrere Sammelschienen auf, und der Überspannungsabieiter ist einer Sammelschiene zugeordnet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung sind die Sammelschienen über ein Kopplungsfeld verbindbar, und der Überspannungsabieiter ist räumlich an dem Kopplungsfeld angeordnet. Dies ist ein Vorteil, weil an dem Kopplungsfeld im Vergleich zu anderen Feldern häufig noch ausreichend Platz für einen Überspannungsabieiter vorhanden ist, so dass im Idealfall sogar der Raumbedarf der GIS insgesamt nicht erhöht wird (Standfläche, Breite, Höhe blei¬ ben unverändert) .
Ausgehend von bekannten elektrischen Anlagen stellt sich ferner an die Erfindung die Aufgabe, eine Anordnung mit einer elektrischen Anlage anzugeben, die vergleichsweise kostengünstig und gleichzeitig platzsparend ist.
Einer alternativen Ausgestaltung des Ansatzes der Erfindung folgend kann mittels des Überspannungsabieiters die Stehspan- nungsfestigkeit anderer elektrischer Anlagen erhöht werden, so dass diese kleiner dimensioniert werden können.
Dabei kann diese Ausgestaltung der Erfindung problemlos mit den eingangs geschilderten Ausführungsformen der Anordnung mit einer gasisolierten Schaltanlage, die mit einem luftba¬ sierten Isoliergas betrieben wird, kombiniert werden, um neue vorteilhafte Ausführungsformen zu erzeugen.
Diesen erfinderischen Gedanken folgend ist eine Anordnung mit einer elektrischen Anlage und einem Überspannungsleiter vorgesehen, um den Schutzpegel der Anlage derart abzusenken, dass die Anlage im Vergleich zu einer Anlage ohne Einsatz ei¬ nes Überspannungsabieiters kleinere Isolationsabstände auf¬ weist. In einer bevorzugten Variante dieser alternativen Ausgestaltung der Erfindung weist die elektrische Anlage mindestens eines der folgenden Betriebsmittel auf: Spannungswandler, LeistungsSchalter, Transformator .
Einer anderen alternativen Ausgestaltung des Ansatzes der Erfindung folgend kann mittels des Überspannungsabieiters bei einer Weiterverwendung von SF6 als Isoliergas die Anlagengrö¬ ße verringert werden. Entsprechend ist eine Anordnung mit ei¬ ner gasisolierten Schaltanlage, die zur Befüllung mit
Schwefelhexafluorid ausgebildet ist, und mit einem Überspan¬ nungsleiter vorgesehen, um den Schutzpegel der gasisolierten Schaltanlage derart abzusenken, dass die Schaltanlage im Ver¬ gleich zu einer gasisolierten Schaltanlage ohne Einsatz eines Überspannungsabieiters kleinere Isolationsabstände aufweist.
Dabei kann auch diese Ausgestaltung der Erfindung problemlos mit den eingangs geschilderten Ausführungsformen der Anordnung mit einer gasisolierten Schaltanlage, die mit einem luftbasierten Isoliergas betrieben wird, kombiniert werden, um neue vorteilhafte Ausführungsformen zu erzeugen.
Zur besseren Erläuterung der Erfindung zeigt in schematischer Darstellung die
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung, und
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel eines
Überspannungsabieiters, und
Figur 3 ein Ausführungsbeispiel für ein Schaltbild einer
GIS mit Überspannungsableitern .
Die Figur 1 zeigt eine Anordnung 20 mit einer gasisolierten Schaltanlage 21, die zur Befüllung mit einem luftbasierten elektrischen Isoliergas 23 ausgebildet ist. Es ist ein Über¬ spannungsleiter 22 vorgesehen, um den Schutzpegel der gasiso- Herten Schaltanlage 21 derart abzusenken, dass die Schaltanlage 21 im Vergleich zu einer mit Schwefelhexafluorid iso¬ lierten Schaltanlage höchstens gleich große Isolationsabstän- de 27 aufweist. Der Überspannungsabieiter 22 ist in unmittel- barer Nähe der Schaltanlage 21 angeordnet und über elektri¬ sche Verbindungsstücke 24,25 mit dieser verbunden.
Die Figur 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Überspannungsabieiter für eine dreiphasige Hochspannungsanwendung, wobei das fluiddichte Gehäuse zur Aufnahme eines luftbasierten elekt¬ risch Isoliergases nicht dargestellt ist. Vier Ableitersäulen 6,7,8,9 sind in einer Neptunschaltung verbunden. Die
Ableitersäulen 6,7,8,9 weisen Metalloxidwiderstandselemente 10 auf, die einen Durchmesser 12 von mindestens 90 mm aufwei- sen. Der Durchmesser 12 ist quer zu einer Längsachse 13 durch den Abieiter bestimmt. Hochspannungsseitig ist ein erster Gehäusedeckel 1 und erdspannungsseitig ist ein zweiter
Gehäusedeckel 2 vorgesehen. Jede Ableitsäule ist jeweils mit¬ tels Verspannstäben 11 zwischen zwei Endarmaturen zusammen gepresst (Endarmaturen nicht dargestellt) .
Drei Ableitersäulen 6,7,8 sind hochspannungsseitig in einem ersten Längsabschnitt 3 jeweils mit gleichem Abstand zueinan¬ der angeordnet, so dass sich im Querschnitt eine Dreiecks- grundform ergibt. Der erste Längsabschnitt 3 endet mit einem Kontaktmittel 5, das die drei Ableitersäulen 6,7,8 unterei¬ nander und mit der vierten Ableitersäule 9 elektrisch leitend verbindet. In einem zweiten Längsabschnitt 4 ist eine vierte Ableitersäule 9 derart angeordnet, dass sie auf einer Mittel- punktsachse bzw. Längsachse 13 zentral und achsenparallel zu den ersten drei Säulen 6,7,8 verläuft. Das Kontaktmittel 5 ist im Wesentlichen als eine Metallplatte ausgebildet und zwischen dem ersten und dem zweiten Längsabschnitt angeordnet .
Der Abieiter ist in seinen Isolationsabständen für das luftbasierte Isoliergas mit im Wesentlichen 80 % Stickstoff und 20 % Sauerstoff ausgelegt. Die Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Schaltbild einer GIS mit Überspannungsableitern . Ein Schaltbild mit einer Feldaufteilung einer typischen GIS ist aus Seite 16 der Produktbroschüre „Gas-insulated switchgear type series 8DN8 up to 170 kV, 63 kA, 4000 A" der Siemens AG, 2012, Order No . E50001-G620-A122-V1-4A00, bekannt. Beim erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist dieser Schaltplan um Überspannungsab¬ ieiter 34,35,37,38,39,40 ergänzt worden. Die Gasisolierte Schaltanlage weist eine Länge 31 von 15130 mm bei insgesamt 14 Eingangs- und Ausgangsfeldern 41-54 auf. Die Felder 41-54 sind an zwei Sammelschienen 32,33 angeschlossen und über ein Kopplungsfeld 36 verbindbar. Dabei ist es vorgesehen, einzelne oder alle Eingangsfelder der GIS mit Überspannungsableitern zu schützen, damit von außen kommende Überspannungen die GIS nicht beschädigen. Insbesondere ist es bei Eingang von Freileitung wegen der Gefahr durch Blitzüberspannungen nötig, Abieiter vorzuschalten. Bei Kabeleingängen könnte es in Abhängigkeit von der Auslegung der Anlage notwendig werden, auch hier Abieiter einzusetzen.
Auch bei einigen oder allen Ausgangsfeldern ist es sinnvoll, Überspannungsabieiter einzusetzen, weil damit beispielsweise Schaltüberspannungen, die insbesondere bei Vakuumschalttechnik auftreten können, beherrscht werden. Somit werden Schäden an der GIS nachgeschalten Betriebsmitteln vermieden.
Wie aus der o.g. Broschüre ersichtlich weist eine typische GIS heutzutage bereits einen großen Raumbedarf auf. Die In¬ stallation von Überspannungsableitern ist daher besonders gut dort möglich, wo das entsprechende Feld der GIS nicht voll¬ ständig mit anderen Baugruppen befüllt ist. Beispielsweise ist im Kopplungsfeld i.d.R. noch relativ viel Platz, um bei- spielsweise die Überspannungsabieiter 34,35 und/oder den
Überspannungsabieiter 37 aufzunehmen, ohne dass die Standfläche der GIS wesentlich vergrößert werden muss.

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung mit einer gasisolierten Schaltanlage (21), die zur Befüllung mit einem ersten elektrischen Isolierfluid (23) ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Überspannungsleiter (22) vorgesehen ist, um den Schutzpegel der gasisolierten Schaltanlage (21) derart abzusenken, dass die Schaltanlage (21) im Vergleich zu einer mit einem zweiten elektrischen Isolierfluid, das eine höhere elektri¬ sche Durchschlagsfestigkeit aufweist als das erste elektri¬ sche Isolierfluid (23) , isolierten Schaltanlage höchstens gleich große Isolationsabstände (27) aufweist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite elektrische Isolierfluid zumindest anteilig
Schwefelhexafluorid aufweist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste elektrische Isolierfluid (23) ein luftbasier¬ tes Isoliergas ist.
4. Anordnung Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das luftbasierte Isoliergas (23) für die gasisolierte Schaltanla- ge (21) im Wesentlichen 80 % Stickstoff und 20 % Sauerstoff aufweist und dass die gasisolierte Schaltanlage (21) in ihren Isolationsabständen (27) für das luftbasierte Isoliergas (23) ausgelegt ist.
5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltanlage (21) eine Vakuumschalt¬ einrichtung aufweist.
6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Überspannungsabieiter für dreiphasi¬ ge Hochspannung ausgebildet ist, wobei der Überspannungsab¬ ieiter ein fluiddichtes Gehäuse zur Aufnahme eines elektrisch isolierenden Isolierfluids und drei Ableitersäulen (6,7,8) mit Metalloxidwiderstandselementen (10) aufweist.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierfluid für den Überspannungsabieiter ein luftbasiertes Isoliergas ist.
8. Anordnung Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das luftbasierte Isoliergas für den Überspannungsabieiter im We- sentlichen 80 % Stickstoff und 20 % Sauerstoff aufweist und dass der Überspannungsabieiter in seinen Isolationsabständen für das luftbasierte Isoliergas ausgelegt ist.
9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalloxidwiderstandselemente (10) einen Durchmesser (12) von mindestens 90 mm aufweisen.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (12) quer zu einer Längsachse (13) durch eine Ableitersäule (6,7,8,9) bestimmt ist.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ableitersäulen (6,7,8,9) in einer Neptunschaltung verbunden sind.
12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Neptunschaltung derart ausgebildet ist, dass in einem ersten Längsabschnitt (3) des Überspannungsabieiters drei Ableitersäulen (6,7,8) verlaufen und dass in einem zweiten Längsabschnitt (4) des Überspannungsabieiters eine vierte Ableitersäule (9) verläuft, wobei die drei Ableitersäulen (6,7,8) durch ein Kontaktmittel (5) untereinander und mit der vierten Ableitersäule (9) elektrisch leitend verbunden sind.
13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Ableitersäule (9) als eine Fortsetzung einer der ersten drei Ableitersäulen (6,7,8) in dem zweiten Längsabschnitt verläuft.
14. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Ableitersäule (9) in dem zweiten Längsabschnitt (4) derart angeordnet ist, dass sie auf einer Mittelpunkt- sachse (13) zentral und achsenparallel zu den ersten drei Säulen (6,7,8) verläuft.
15. Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das der erste und der zweite Längsab- schnitt (3,4) im Wesentlichen gleich lang ausgebildet sind.
16. Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktmittel (5) zwischen dem ersten und dem zweiten Längsabschnitt (3,4) angeordnet ist.
17. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gasisolierte Schaltanlage (21) und der Überspannungsabieiter (22) in einem gemeinsamen fluiddichten Gehäuse angeordnet sind.
18. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gasisolierten Schaltanlage mindestens ein Eingangsfeld aufweist, und dass der
Überspannungsabieiter dem Eingangsfeld vorgeschaltet ist.
19. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gasisolierten Schaltanlage mindestens ein Ausgangsfeld aufweist, und dass der
Überspannungsabieiter dem Ausgangsfeld nachgeschaltet ist.
20. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gasisolierten Schaltanlage mehrere Sammelschienen (21) aufweist, und dass der
Überspannungsabieiter einer Sammelschiene zugeordnet ist.
21. Anordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelschienen (21) über ein Kopplungsfeld (36) verbindbar sind, und dass der Überspannungsabieiter räumlich an dem Kopplungsfeld angeordnet ist.
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