Hoch- oder Mittelspannungsanlage mit einem Isolierraum Die Erfindung betrifft eine gasisolierte Hoch- oder Mittel ^¬ spannungsanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In Anlagen der Mittel- und Hochspannungstechnik, z.B. gasiso- Herten Schaltanlagen (GIS) , gasisolierten Leitungen (GIL) oder anderen, muss stets ein mit hohen elektrischen Feldern beaufschlagtes Volumen mit einer oder mehreren Hochspannungs ^¬ komponenten, zum Beispiel einer Vakuumschaltröhre, mit einem Medium gefüllt werden, welches keine elektrischen Durchschlä- ge zwischen Teilen mit unterschiedlichen Spannungspotenzialen zulässt .

Bisher werden zur Isolierung von Mittel- beziehungsweise

Hochspannungsanlagen, in gasisolierten Leitungen oder Schalt- anlagen, sehr häufig das Isoliergas SFg verwendet. Dieses Gas hat sehr gute Isoliereigenschaften, ist nicht toxisch und gut handhabbar. Das Problem an dem Schwefelhexafluorid besteht allerdings darin, dass es das etwa 23.000-fache Treibhauspo ^¬ tenzial von Kohlendioxid besitzt. Dieses außergewöhnlich hohe Treibhausgaspotenzial führt dazu, dass SFg in seiner Verwen ^¬ dung als Isoliergas reduziert werden soll. Hierzu werden eine Vielzahl von verschiedenen Gasen erprobt und diskutiert, die bisher jedoch nicht den durchschlagenden Erfolg erzielt haben. Ferner wurde bereits in früherer Zeit die Isolation durch flüssige Stoffe oder Feststoffe erprobt. Auch dies hat bisher noch nicht zu dem entsprechenden Erfolg geführt.

Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine isolierte Hoch- beziehungsweise Mittelspannungsanordnung einschließlich isolierter Leitungen beziehungsweise isolierte Schaltanlagen bereitzustellen, die ein ebenso gutes beziehungsweise besse ^¬ res Isolierverhalten aufweisen, wie dies im Stand der Technik mit dem SFg der Fall ist, jedoch ein geringeres Treibhauspo ^¬ tenzial aufweisen.

Die Lösung der Aufgabe besteht in einer Hoch- und Mittelspan- nungsanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Die vorliegende Erfindung umfasst eine Hoch- oder Mittelspannungsanlage, beispielsweise eine gasisolierte Leitung (GIL) oder einen gasisolierten Schalter (GIS) . Diese Anlage weist bei unterschiedlichen Bauformen zumindest einen Isolierraum auf, der mit einem gasförmigen Isoliermedium und mit einem Füllmittel versehen ist. Die Anlage zeichnet sich dadurch aus, dass der Isolierraum zumindest teilweise mit einem

Schaum gefüllt ist, der geschlossene Poren aufweist, wobei die Poren im gasförmigen Isoliermedium gefüllt sind. Durch die Verwendung einer hochspannungsfesten Gasfüllung in den geschlossenen Poren des Schaumes wird die Teilentladungstä ^¬ tigkeit in den Poren unterdrückt, was zu einer besseren Iso ^¬ lationseigenschaft des gesamten Isolierkonglomerats, also der Zusammensetzung aus Isoliermedium in Gasform und Füllstoff, der Feststoff, der den Schaum bildet, führt als dies einer entsprechenden Füllung ausschließlich mit dem verwendeten Isoliergas entspräche. Als gasförmiges Isoliermedium hat sich ein Gas aus der fol ^¬ genden Gruppe, Hydrofluorolefine, Perfluorketone,

Perfluornitrile, Hydrofluoroxirane, Perfluoroxirane, Hydro- fluorether, Perfluorether, Stickstoff, Kohlendioxid oder einer Mischung hieraus als vorteilhaft herausgestellt.

Grundsätzlich entfaltet der Schaum mit dem darin eingeschlossenen gasförmigen Isoliermedium seine Wirkung auch bei größeren Poren, es hat sich jedoch herausgestellt, dass eine Po ^¬ rengröße von weniger als 200 ym, insbesondere von weniger als 120 ym für die elektrische Isolationseigenschaften des Gesamtisoliersystems vorteilhaft ist. Weiter hat sich herausge ^¬ stellt, dass eine Porengröße in einem Bereich zwischen 80 und 120 ym in der sich 80 % der Porendurchmesser befinden, vor- teilhaft ist, besonders vorteilhaft ist eine Porengrößenver- teilung zwischen 80 ym und 100 ym.

Weitere Ausgestaltungsformen der Erfindung und weitere Merk- male werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Dabei handelt es sich lediglich um ein exemplarisches Ausfüh ^¬ rungsbeispiel, das keine Einschränkung des Schutzbereichs be ^¬ deutet. Dabei zeigt die einzige Figur: Figur 1 einen beliebigen Ausschnitt aus einer Schaumstruktur in einem Isolierraum mit einer Füllung aus gasförmigem Isoliermedium.

Die vorliegende Ausgestaltung ist grundsätzlich für alle An- Wendungen geeignet, die im Mittelspannungsbereich und im

Hochspannungsbereich auftreten und dort klassischerweise mit einem Isoliergas isoliert sind. Darunter fallen unter anderem die gasisolierten Leitungen und die gasisolierten Schaltanlagen. Die hier vorgeschlagene elektrische Isolierung weist eine Kombination aus einem gasförmigen Isoliermedium und einem Füllmittel auf, wobei das Füllmittel in Form eines Schau ^¬ mes ausgestaltet ist, wobei der Schaum beispielsweise auf der Basis von Polymeren bestehen kann, die bereits eine hohe Spannungsfestigkeit und eine gute Schaumbildungseigenschaft aufweisen. Als Isoliergas kommen insbesondere Hydrofluorole- fine, Perfluorketone, Perfluornitrile, Hydrofluoroxirane, Perfluoroxirane, Hydrofluorether, Perfluorether, Stickstoff oder Kohlendioxid in Frage. Durch Verwendung der genannten Gase oder weiteren Gasen mit ähnlich guten Isoliereigenschaf- ten kann in Kombination mit einem Schaum 8 aus der Figur mit geschlossenen Poren 10 Isoliereigenschaften erzeugt werden, die im Bereich des bisher bekannten und üblichen

Schwefelhexafluorid (SFg) liegen. Der in der Figur dargestellte Ausschnitt aus einem Isolier ^¬ raum 2 weist einen Schaum 8 auf Polymerbasis auf, der grund ^¬ sätzlich einem festen Füllmittel 6 gleichkommt. Der Schaum 8 weist geschlossene Poren 10 auf, die einen Porendurchmesser 12 aufweisen, der bevorzugt in einem Bereich zwischen 80 ym und 120 ym liegt. Grundsätzlich ist es zweckmäßig, dass der Porendurchmesser 12 kleiner als 200 ym ist, da so die besten Isoliereigenschaften erzielt werden.

Da das Gas in den Schaum weitgehend fest eingeschlossen ist, können grundsätzlich auch toxische Substanzen beziehungsweise toxische gasförmige Isoliermedien 4 zum Einsatz kommen, wenn diese bei der Herstellung des Schaumes entsprechend sorgsam eingebracht werden. Somit eröffnet die vorliegende Anordnung die Erweiterung der potenziellen Isoliermedien, die bisher nicht für einen Ersatz des SFg in Betracht gekommen sind.

Durch die Kombination des Schaumes 8 mit dem gasförmigen Iso- liermedium 4 werden bei Verwendung eines entsprechend gut isolierenden Isoliermediums 4 Isolationseigenschaften in den Anlagen erreicht, die die des SFg übertreffen. Auf diese Wei ^¬ se ist es möglich, die gesamten Anlagen erheblich kleiner und kostengünstiger auszugestalten.

Schaumstrukturen mit dem Schaum 8 und dem darin eingeschlossenen gasförmigen Isoliermedium 4 können unter Gasabschluss entweder separat hergestellt werden und als entsprechende Strukturbauteile in den Isolierraum 2 der Anlage eingebracht werden, andererseits ist auch möglich, den gesamten Isolierraum wiederum in einer gasabgeschlossenen isolierten Kammer zu bringen und dort den Schaum direkt in den Isolierraum 2 einzuschäumen .