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Stromwandler in Kaskadenbauweise mit geteiltem Isolator und mehreren Kernen unterschiedlicher Genauigkeit
Ist die Forderung zu erfüllen, dass ein Stromwandler für höchste Spannungen wegen seiner durch die
Schlagweite bedingten grossen Bauhöhe im Hinblick auf gute Transportmöglichkeiten mechanisch teilbar sein soll, so ist man gezwungen, die Kaskadenbauweise anzuwenden.
Weist ein solcher Wandler mehrere
Kerne unterschiedlicher Genauigkeit auf und wird zusätzlich die Bedingung gestellt, dass eine Beeinflus- sung des Kernes grösserer Genauigkeit durch schwankende Belastung des Kernes geringerer Genauigkeit weitestgehend vermieden wird, so hat man gemäss einem früheren Vorschlag die hochspannungsseitige
Stufe der Kaskade mit der gleichen Zahl von Hauptkernen wie die erdseitige Stufe der Kaskade ausgerüstet ; dabei hat man die Ableitungen der Hauptkerne im unteren Teil des Isolators in getrennten spannunggesteuerten Durchführungen als Zuleitungen zu den einzelnen Kernen auf der Erdseite geführt.
Ist es erwünscht, den unteren Teil des Isolators nicht mehrteilig, sondern einteilig und besonders schlank zu machen, so wird man auch die Zuleitungen zu den Kernen auf der erdseitigen Stufe der Kaskade in einer gemeinsamen spannungsgesteuerten Durchführung verlegen und erst nach ihrem Austritt aus dem spannungsgesteuerten Bereich der Durchführung derart getrennt weiterführen, dass zur Vermeidung gegenseitiger Kernbeeinflussungen ein dementsprechender Abstand zwischen den Kernen eingehalten ist.
Durch Einhaltung eines solchen Abstandes ergibt sich bei horizontaler Anordnung der Kerne ein in horizontaler Richtung sperriger Sockel ; bei vertikaler Anordnung der Kerne würde sich ein entsprechend hoher Isolator ergeben. Zur Verringerung der Abmessungen sind gemäss der Erfindung die Durchflutungsebenen der magnetischen Kreise der auf der erdseitigen Stufe der Kaskade übereinander vorgesehenen Kerne und auch ihre Kernebenen um einen Winkel, beispielsweise 900, versetzt angeordnet, wobei die Kernebene des Kernes grösserer Genauigkeit so verläuft, dass diese Kernebene in der Richtung der Durchflutungsebene des Kernes geringerer Genauigkeit liegt.
In Fig. 1 ist ein gedrängter Aufbau des Kaskadenstromwandlers gezeigt. Im Kopfteil des Stromwandlers sind zwei Hauptkerne 11 und 12 unterschiedlicher Genauigkeit mit ihren Sekundärwicklungen 13 und 14, der gemeinsamen Umhüllung und dem Potentialbelag untergebracht. Ihre Ableitungen 15 und 16 sind mit der ihnen gemeinsamen Kondensatorsteuerung 17 durch den oberen Teilisolator 18 geführt, der an seinem unteren Ende durch eine hier nicht gezeigte Platte dicht abgeschlossen ist, so dass der eben beschriebene Stromwandlerteil ein selbständiges Bauelement darstellt. Zur Aufnahme von Volumenänderungen des in diesem Stromwandlerteil verwendeten Isoliermittels (Öl) ist an geeigneter Stelle ein Ausdehnungskörper vorgesehen.
Der obere Teilisolator 18 ist auf den unteren ebenfalls einen selbständigen Bauteil bildenden Teilisolator 19 aufgesetzt und mit ihm mittels eines metallischen Verbindungsflansches zusammengespannt. Der untere Teilisolator 19 umschliesst ausser der die Zuleitungen 15'und 16'zu den Primärwicklungen 20 und 21 der beiden Kerne 22 und 23 auf der Erdseite der Kaskade aufnehmenden gemeinsamen spannungsgesteuerten Durchführung 24 den Mantelkern 22 geringerer Genauigkeit und den beispielsweise darunter angeordneten Schenkelkern 23 grösserer Genauigkeit. Die Zuleitung 16'zur Primärwicklung 21 des Schenkelkernes 23 ist durch das rechte Fenster des Mantelkernes 22 nach unten geführt.
Die Stromentnahme erfolgt in üblicher Weise an den auf die Kerne aufgebrachten Sekundärwicklungen, wobei die Sekundärwicklung des Schenkelkernes aus zwei parallelgeschalteten Wicklungsteilen 25 und 26 besteht.
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Die erfindungsgemässe Anordnung des Mantelkernes 22 und des Schenkelkemes 23 ist in Fig. 2 in per- spektivischer Darstellung wiedergegeben. Die Durchflutungsebene des Mantelkernes 22 liegt, wie dies durch den Pfeil D gekennzeichnet ist, in der Zeichenebene. Um 900 versetzt dazu verläuft die Durch- flutungsebene des Schenkelkernes 23, die durch den Pfeil DS gekennzeichnet ist, d. h. sie steht auf der
Zeichenebene senkrecht. Auch die Ebenen der beiden Kerne 22 und 23 sind um 900 versetzt, da, wie die Pfeile KM und K erkennen lassen, die Kernebene des Schenkelkernes in der Richtung der Zeichenebene (Pfeil Ks) verläuft und die Kernebene des Mantelkernes senkrecht dazu (Pfeil KM) steht.
Die Kernebene des Kernes grösserer Genauigkeit, nämlich des Schenkelkernes 23, verläuft in der Richtung der Zeichen- ebene (Pfeil KS), so dass das Kraftlinienfeld der Durchflutung des Kernes geringerer Genauigkeit, näm- lich des Mantelkernes 22, etwa senkrecht auf ihr steht, also in Richtung des Pfeiles FM verläuft ; d. h. die
Kernebene des Schenkelkernes 23 liegt in der Durchflutungsebene des Mantelkernes 22.
In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei der mindestens einer der in der erdseitigen
Stufe der Kaskade vorhandenen Kerne, die mit den zugehörigen Wicklungen übereinander angeordnet sind, in zwei gleiche Kernteile aufgeteilt ist, die derart schräg zueinandergestellt sind, dass sie uoer den Um- fang ihrer Primärwicklung oder die Ausladung des anderen Kernes in dieser Kaskadenstufe nicht hinausra- gen.
Durch diese Schrägstellung wird der Vorteil erzielt, dass der Durchmesser des die erdseitige Stufe umgebenden Isolators, z. B.-nur durch den Platzbedarf der Primärwicklung, bestimmt ist. Diese Anord- nung gestattet es, auch bei versetzter Anordnung der Kerne verschiedener Genauigkeit einen raumsparen- den Aufbau zu erreichen, da z. B. bei Verwendung eines Schenkelkernes als unterer Kern die Teilk. erne des darüber angeordneten Systems innerhalb des Isolators untergebracht werden können, dessen Durchmes- ser durch die Ausladung des Schenkelkernes und seiner Primärwicklung gegeben ist.
In Fig. 3 weist der in zweistufiger Bauweise dargestellte Stromwandler an der erdseitlgen Stufe zwei entkoppelte Messsysteme auf. In der hochspannungsseitigen Stufe sind der Primärleiter 1 und die beiden
Kerne 2 mit ihren Sekundärwicklungen angeordnet, die gemeinsam mit der für die entsprechende Prüf- spannung benötigten Isolation 3 versehen sind. Als Abschluss trägt die Isolation 3 den leitenden Belag 4.
In der erdseitigen Stufe sind zwei entkoppelte Messsysteme mit den um 900 verdreht angeordneten
Primärwicklungen 5 und 6 sowie den zugehörigen Eisenkernen 7a/7b und 8, die die nicht gezeigten Sekundärwicklungen tragen, untergebracht. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist nur der obere Kern in zwei gleiche Kernteile 7a und 7b aufgeteilt, die unter einem so grossen Winkel zur senkrechten Achse angeordnet sind, dass sie in radialer Richtung nicht mehr ausladen als die Primärwicklung 5 mit Isolation 9 bzw. der Kern 8 sowie die Primärwicklung 6 mit der Isolation 10. Dies ist aus der eine andere Ansicht wiedergegebenen Fig. 4 ersichtlich.
Man kann auch noch den Kern 8 schräg stellen und damit die Höhe weiter herabsetzen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Stromwandler in Kaskadenbauweise mit geteiltem Isolator und mehreren Kernen unterschiedlicher Genauigkeit, bei dem die Zuleitungen zu den Kernen auf der erdseitigen Stufe der Kaskade in einer gemeinsamen spannungsgesteuerten Durchführung verlegt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflutungsebenen (DM, DS) der magnetischen Kreise der auf der erdseitigen Stufe der Kaskade übereinander vorgesehenen Kerne (22,23 bzw. 7a/7b, 8) und auch ihre Kemebenen um einen Winkel, beispielsweise 90 , versetzt angeordnet sind, wobei die Kernebene (Kg) des Kernes (23 bzw. 8) grösserer Genauigkeit so verläuft, dass diese Kernebene (KS) in der Richtung der Durchflutungsebene (DM) des Kernes (22 bzw.
7a/7b) geringerer Genauigkeit liegt.