Hochspannungsdurchführung, welche eine Kondensatordurchführung, auf mindestens einer Seite derselben einen isolierenden Überwurf und ein den Raum zwischen Überwurf und Kondensatordurehführung ausfüllendes Isoliermittel aufweist.
Hochspannungsdurchführungen, die eine Kondensatordurchführung, einen isolieren den Überwurf und eine den Zwischenraum zwischen dem Überwurf und der Konden- satordurchführung einnehmende Füllung aus (?1 oder isolierender Masse aufweisen, wurden bisher so ausgeführt, da,ss die Überschlags länge der innern eigentlichen Kondensator durehführung ungefähr ebenso gross war wie die Überschlagslänge des Überwurfes, d. h.
man machte den Abstand vom Rand der auf der innern Kondensatordurchführung befind lichen geerdeten Teile bis zu der Austritts stelle des Hochspannungsleiters aus der Kon- densatordurchführung annähernd ebenso gross wie den Abstand von den auf der Ober fläche des Überwurfes befindlichen geerdeten Teilen bis zum Rand der mit dem Bolzen verbundenen Kappe oder des sonstigen Hoch spannung führenden Abschlussteils. Bei einer solchen Konstruktion ist die Überschlagsspannung der vollständigen Durchführung nicht wesentlich grösser als die Überschlagsspannung,
die die nackte Kondensatordurchführung bei der Prüfung in Luft ergeben würde.
Wenn also beispielsweise eine Freilei- tungseinführung für eine Prüfspannung von 20 1V gebaut werden sollte, so wurde zu nächst eine Kondensatordurchführung her gestellt, etwa aus Hartpapier mit Staniolein- lagen gewickelt, welche in Luft dieser vor geschriebenen Prüfspannung entsprach (also eine Überschlagsspannung besass, welche höher lag als 240 kV). Über diese Durchfüh rung wurde alsdann ein isolierender Über wurf gebracht,
und der Zwischenraum zwi schen diesem Überwurf und der eigentlichen Kondensatordurehführung wurde mit isolie render Masse ausgegossen. Diese Anordnung stellt eine Verschwen- dung dar, weil sich im Betriebe die innere, eigentliche Kondensatordurchführung nicht in Luft befindet, sondern in dem den Über wurf erfüllenden 01 oder der isolierenden Masse und infolgedessen eine geringere Überschlagslänge haben dürfte, als eine Kon- densatordurchführung ohne Überwurf.
Man hielt aber diese Wahl der Abmessungen für nötig, um durch die leitenden Einlagen der Kondensatordurchführung das Spannungs gefälle auf der ganzen äussern Oberfläche des Überwurfes zu < :steuern , das heisst ihm einen möglichst gleichmässigen Verlauf zu geben.
In dieser irrtümlichen Vorstellung be fangen, hat man sogar schon vorgeschlagen, zwar den Körper der innern eigentlichen Kondensatordurchführung wesentlich kürzer zu machen als den Überwurf, aber dafür die. leitenden Einlagen aus dem Körper der Kon- densatordurchführung herausragen zu lassen und sie in Form leitender Trichter durch den Zwischenraum zwischen Kondensatordurgh- führung und Überwurf fortzusetzen, damit sie das Potentialgefälle über die ganze Länge des Überwurfes möglichst gleich mässig machen.
Man hatte damit also be sondere, für die Kondensatordurchführung an sich nicht. erforderliche Steuerelektro- den geschaffen und war zu einer sehr um ständlichen Konstruktion gelangt.
Der Erfinder hat nun gefunden, dass sich auch dann, wenn man der innen befindlichen Kondensatordurchführung eine wesentlich kleinere als die bei der Verwendung dersel ben in Luft zulässige Überschlagslänge gibt, eine praktisch genügend gleichmässige Span nungsverteilung längs der Aussenfläche des Überwurfs einstellt, auch wenn keine be sonderen Steuerelektroden in dem Zwischen raum zwischen Kondensatordurchführung und Überwurf angeordnet sind, woraus sich ergibt, dass die vollständige, mit Überwurf und isolierender Füllung versehene Durch führung eine erheblich grössere Überschlags spannung aufweist,
als sie die eigentliche Kondensatordurchführung allein bei Prüfung in Luft ergeben würde.
Nach Meinung des Erfinders ist diese Erscheinung darauf zurückzuführen, dass der Überwurf und die isolierende Füllung, sowie hauptsächlich die am L7berwurf sitzenden metallenen Armaturteile die längs der Ober fläche verlaufende Komponente des elektri schen Feldes genügend gleichmässig machen. Mit dieser Auffassung stimmt überein, dass durch an sich bekannte Mittel zum Aus gleich des elektrischen Feldes, zum Beispiel durch Aufsetzen einer Strahlungskappe, eines Strahlungsringes, eines Glimmringes oder durch Verwendung eines scharfkanti gen, weit ausladenden Schirmes an Stell einer gewöhnlichen Kappe die günstige Wir kung noch weiter verstärkt werden kann.
Die Erfindung besteht also darin, dass bei Kondensatordurchführungen. bei denen in bezug auf den Flansch über die eine oder über beide Seiten ein isolierender Überwurf gesetzt und der Zwischenraum zwischen dem Leberwurf und der eigentlichen Kondensator durchführung mit einem Isoliermittel, zum Beispiel mit 01 oder Isoliermasse gefüllt ist, die Überschlagslängen des Überwurfes und der eigentlichen Xondensatordurchführun-, ein solches Verhältnis aufweisen, dass die Überschlagsspannung einer mit Überwurf versehenen Seite der vollständigen Durchfüh rung grösser, vorzugsweise mehr als fünf undzwanzig Prozent ist,
als die in Luft er mittelte Überschlagsspannung der nackten Kondensatordurchführung der betreffenden Seite. Unter gewöhnlichen Verhältnissen be deutet dies, dass auch die Überschlagslänge des Überwurfes rund 25ö grösser ist als die der innern eigentlichen Kondensatordurch- f ührung.
Bei den bevorzugten Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes liegen die lei tenden Einlagen der Kondensatordurchfüh- rung, wie üblich, im Innern des isolierenden Körpers derselben; man kann die Einlagen aber auch aus dem Isolierkörper vorstehen lassen, zum Beispiel um sie am Rand mit Verstärkungen oder Strahlungsschutzelektro- den oder ähnlichen Einrichtungen zu ver sehen.
Der Isolierkörper der Kondensatordurch- führung kann aus einem beliebigen Isolier stoff bestehen, wie zum Beispiel aus Press- masse, Porzellan, Glas usw.; vorzugsweise besteht er aus Hartpapier, das heisst aus Papierlagen, die mit Schellack oder erhärten dem Kunstharz überzogen und durch dieses verbunden sind. Der Überwurf kann aus keramischem Stoff oder auch aus Hartpapier bestehen. Seine metallische Abschlusskappe kann entweder selbst als Strahlungskappe, Glimmring oder dergleichen ausgebildet sein, oder es können besondere Strahlungskappen, Glimmringe oder andere dem Ausgleich des elektrischen Feldes dienende Elektroden an gebracht werden.
Wenn man die Überschlagslänge der voll ständigen Durchführung um 50 bis 100 7o grösser macht als die der innern Konden- satordurchführung, so kann man eine Stei- 7erung der Lberschlagsspannung um 25 bis 100ö gegenüber der Überschla,gs:pa.nnung der nackten Kondensatordurchführun:
eben, durch weitere Verlängerung des Über wurfes, besonders bei passender Ausbildun7 der Endelektroden kann man die Ülber- schlausspannung noch weiter steigern.
Der Erfindungsgegenstand ist besonders wertvoll als Durchführung für sehr hohe Spannungen; bei diesen waren bisher die innern Kondensatordurchführungen so lang, dass man sie aus Papier von unnormaler Breite oder aus mehreren nebeneinander an geordneten Papierbahnen wickeln oder aus mehreren einzeln gefertigten Teilen zusam mensetzen musste. Nach der Erfindung kann die innere Durchführung noch so kurz aus geführt werden, dass man sie aus einer Pa pierbahn, gewöhnlich sogar aus einer Papier bahn von normaler Breite, herstellen kann, so dass man aus einem Stück bestehende Kon- densatordurchführungen erhält. Man kann auch auf andere Weise hergestellte einteilige Kondensatoren benutzen.
Die Abbildungen zeigen im Querschnitt Ausführungsformen des Erfindungsgegen- standes, und zwar Abb. 1 eine. Durchfüh rung, die aus einem geschlossenen Raum in einen Ölbehälter führt, und bei der infolge dessen nur die obere Hälfte mit einem Über wurf versehen ist, Abb. 2 eine Durchfüh rung, die aus einem geschlossenen Raum ins Freie führt und auf beiden Seiten Über würfe hat.
In Abb. 1 ist 1 der isolierende Körper der Kondensatordurchführung, die in diesem Beispiel in bekannter Weise durch Aufwik- keln einer mit härtbarem Kunstharz bedeck ten Papierbahn, Einwickeln von Staniolein- lagen 2 und Backen des gewickelten Körpers hergestellt ist. 3 ist ein Überwurf aus isolie rendem Stoff, der in diesem Beispiel aus einem Hartpapierrohr besteht. 4 ist eine Öl füllung, die den Raum zwischen der Konden- satordurchführung 1 und dem Überwurf aus füllt.
5 ist eine Drahtbandage, die in der üblichen Weise auf den Körper 1 ungefähr so weit .aufgewickelt ist, wie die äusserste der leitenden Einlagen 2 reicht. 6 ist der geerdete Flansch der Kondensatordurchfüh- rung, 7 ein mit dem Flansch 6 in Verbin dung stehender Winkelflansch, der den über wurf 3 öldicht hält. 8 ist der an Hochspan nung zu legende Durchführungsbolzen. 9 ist die metallene Endkappe des Überwurfes.
Auf den Bolzen ist ausser der Kappe noch ein Glimmring aufgesetzt, das heisst ein gro sser, mit dem Hochspannungsbolzen leitend verbundener, scharfkantiger Ring, der die Form des elektrischen Feldes günstig beein flusst.
Der Abstand zwischen dem obern Rand der Drahtbandage 5 und dem Austrittspunkt. des Bolzens aus dem Körper 1 und der Ab stand vom obern Rand des Flansches 7 bis zur untern Kante der Kappe 9 oder des Rin ges 10 stehen in solchem Verhältnis zuein ander, und die ganze Anordnung der Elel- troden ist so gewählt, dass ein Überschlag von der Endkappe 9 nach dem Flansch 7 bezw. vom Ring 10 nach dem Flansch 7 eine mindestens um 25ö höhere Spannung erfordert, als ein Überschlag vom Durch führungsbolzen 8 nach der Drahtbandage 5 erfordern würde, wenn man die innere Kon- densatordurchführung für sich allein in Luft prüfen würde.
In Abb. 2 bezeichnen die gleichen Be zugszeichen die glichen Teile wie in Abb. 1. An Stelle des Glimmringes 10 ist am obern Ende der Durchführung eine Strahlungs kappe angebracht, das heisst eine hohle, auf die Kappe 9 aufgesetzte Blechhaube, die so abgerundet ist, dass an ihr keine Strahlun gen auftreten.
Auf der untern Seite der Durchführung ist dem Winkelflansch 7 entsprechend ein Winkelflansch 7' angebracht, und dieser hält einen Porzellanüberwurf 3', der mit den bekannten Regendächern 3" versehen ist. Unten ist der Überwurf 3' durch eine Kappe 9' abgeschlossen und der Raum im Innern des Überwurfes ist mit Isoliermasse 4' aus gefüllt.
Auf das untere Ende des Bolzens ist ein Strahlungsring 12 aufgesetzt, das heisst ein Ring von grossem Durchmesser, dessen Ober fläche so gerundet ist, dass an ihm keine Strahlungen auftreten.
Auch auf der Unterseite sind die Längen so bemessen, und die ganzen Verhältnisse so gewählt, dass ein Überschlag von der Kappe 9' nach dem Flansch 7' .oder vom Ring l.? ri-ch .dein Mansch 7' eine mindestens <B>25%</B> höhere Spannung erfordert, als zum Überschlag vom Bolzen 8 nach der Bandage 5 erforderlich sein würde, wenn die innere Kondensatordurchführung ohne Überwurf und ohne Massebedeckung für sich allein in Luft geprüft wird.
Wie aus Beschreibung und Zeichnung er sichtlich, sind in dem Raum zwischen Kon- densatordurchführung und Überwurf beson- dere Steuerelektroden, die für die innere Kondensatordurchführung an sich nicht er forderlich sind, nicht vorhanden.
Zweckmässigerweise wird die Hochspan- riungsdurchführung so ausgebildet, dass die Durchschlagsspannung der innern Konden- satordurchführung (vom Bolzen zur Schelle) grösser ist als die Überschlagsspannung der vollständigen Durchführung.
High-voltage bushing, which has a capacitor bushing, an insulating cover on at least one side thereof and an insulating means filling the space between the cover and capacitor bushing.
High-voltage bushings, which have a capacitor bushing, an isolating sleeve and a filling made of (? 1 or insulating compound, which occupies the space between the sleeve and the condenser bushing), have so far been designed so that the flashover length of the actual inner capacitor bushing is approximately was as large as the overlap length of the cover, ie
the distance from the edge of the earthed parts located on the inner condenser bushing to the point where the high-voltage conductor exits the condenser bushing was made approximately as large as the distance from the earthed parts located on the surface of the cover to the edge of the Bolt connected cap or other high voltage leading end part. With such a construction, the flashover voltage of the complete bushing is not significantly greater than the flashover voltage,
which the bare condenser bushing would result in the test in air.
If, for example, an overhead line entry for a test voltage of 20 1V was to be built, a capacitor bushing was first made, for example made of hard paper with foil inserts, which corresponded to this prescribed test voltage in air (i.e. had a flashover voltage, which was higher than 240 kV). An insulating cover was then brought about this implementation,
and the space between this cover and the actual condenser lead was filled with insulating compound. This arrangement is wasted because in operation the actual inner condenser bushing is not in air, but in the oil filling the coupling or in the insulating compound and, as a result, is likely to have a shorter flashover length than a condenser bushing without a coupling .
However, this choice of dimensions was considered necessary in order to control the voltage gradient over the entire outer surface of the cover through the conductive inlays of the condenser bushing, that is to say to give it the most uniform possible course.
Caught in this erroneous notion, it has even been suggested that the body of the actual internal condenser bushing should be made considerably shorter than the cover, but the. to let conductive inserts protrude from the body of the condenser bushing and to continue them in the form of conductive funnels through the space between the condenser bushing and cover, so that they make the potential gradient as even as possible over the entire length of the cover.
So there was nothing special about the condenser bushing per se. The required control electrodes were created and the design was very cumbersome.
The inventor has now found that even if the condenser bushing located on the inside is given a significantly smaller overlap length than the allowable rollover length when using the same ben in air, a practically sufficiently uniform stress distribution along the outer surface of the cap is established, even if none are special control electrodes are arranged in the space between the condenser bushing and the cover, which means that the complete bushing, which is provided with a cover and an insulating filling, has a significantly higher flashover voltage,
than it would give the actual condenser bushing alone when tested in air.
In the opinion of the inventor, this phenomenon is due to the fact that the cover and the insulating filling, as well as mainly the metal fittings on the cover, make the components of the electrical field running along the surface sufficiently uniform. This view agrees that by means of known means for equalizing the electric field, for example by putting on a radiation cap, a radiation ring, a glow ring or by using a sharp-edged, wide umbrella instead of an ordinary cap, the favorable effect can be further strengthened.
The invention consists in the fact that with condenser bushings. in which an insulating cover is placed on one or both sides of the flange and the space between the liver cover and the actual condenser bushing is filled with an insulating agent, for example with 01 or insulating compound, the overlap lengths of the cover and the actual condenser bushing -, have such a ratio that the flashover voltage of a side provided with a cover of the complete implementation is greater, preferably more than twenty-five percent,
than the flashover voltage of the bare condenser bushing on the side in question, determined in air. Under normal conditions, this means that the overlap length of the cover is also around 25ö greater than that of the actual condenser bushing.
In the preferred embodiments of the subject matter of the invention, the conductive inserts of the condenser bushing are, as usual, inside the insulating body of the same; but you can also let the inserts protrude from the insulating body, for example to see them on the edge with reinforcements or radiation protection electrodes or similar devices.
The insulating body of the condenser bushing can consist of any insulating material, such as molding compound, porcelain, glass, etc .; it is preferably made of hard paper, that is to say of paper layers that are coated with shellac or hardened by the synthetic resin and are connected by this. The cover can be made of ceramic material or hard paper. Its metallic end cap can either itself be designed as a radiation cap, glow ring or the like, or special radiation caps, glow rings or other electrodes that balance the electrical field can be attached.
If the rollover length of the complete bushing is made 50 to 100 7o greater than that of the inner condenser bushing, the flashover voltage can be increased by 25 to 100 ° compared to the rollover, gs: pa.nnung the bare capacitor bushing:
precisely, by further lengthening the union, especially with the appropriate design of the end electrodes, the excess voltage can be increased even further.
The subject matter of the invention is particularly valuable as a implementation for very high voltages; in these up to now, the inner condenser bushings were so long that they had to be wound from paper of abnormal width or from several paper webs arranged next to one another or from several individually manufactured parts. According to the invention, the inner bushing can be made so short that it can be made from a paper web, usually even from a paper web of normal width, so that condenser bushings consisting of one piece are obtained. One-piece capacitors made in other ways can also be used.
The figures show embodiments of the subject matter of the invention in cross section, namely Fig. 1 a. Implementation that leads from a closed space into an oil container, and in which, as a result, only the upper half is provided with a litter, Fig. 2 an implementation that leads from an enclosed space into the open and throws over on both sides Has.
In Fig. 1, 1 is the insulating body of the condenser bushing, which in this example is produced in a known manner by winding up a paper web covered with curable synthetic resin, wrapping in foil inserts 2 and baking the wound body. 3 is a cover made of insulating material, which in this example consists of a hard paper tube. 4 is an oil filling that fills the space between the condenser bushing 1 and the cap.
5 is a wire bandage, which is wound on the body 1 in the usual way about as far as the outermost of the conductive inserts 2 extends. 6 is the grounded flange of the condenser bushing, 7 is an angle flange connected to the flange 6, which keeps the union 3 oil-tight. 8 is the lead-through bolt to be attached to high voltage. 9 is the metal end cap of the cap.
In addition to the cap, a glow ring is placed on the bolt, i.e. a large, sharp-edged ring that is conductively connected to the high-voltage bolt and which has a favorable effect on the shape of the electrical field.
The distance between the upper edge of the wire bandage 5 and the exit point. of the bolt from the body 1 and the Ab stood from the upper edge of the flange 7 to the lower edge of the cap 9 or the Rin ges 10 are in such a relationship zuein other, and the whole arrangement of the electrodes is chosen so that a flashover from the end cap 9 to the flange 7 respectively. requires a tension from the ring 10 to the flange 7 that is at least 25 ° higher than a rollover from the lead-through bolt 8 to the wire bandage 5 would require if one were to test the inner condenser lead-through on its own in air.
In Fig. 2, the same reference numerals designate the same parts as in Fig. 1. Instead of the glow ring 10, a radiation cap is attached to the upper end of the implementation, that is, a hollow sheet metal hood placed on the cap 9, which is rounded that no radiation occurs on it.
On the lower side of the bushing, an angle flange 7 'is attached corresponding to the angle flange 7 and this holds a porcelain cover 3' which is provided with the known rain canopies 3 ". At the bottom the cover 3 'is closed by a cap 9' and the space inside the cover is filled with insulating compound 4 '.
A radiation ring 12 is placed on the lower end of the bolt, that is to say a ring of large diameter, the upper surface of which is rounded so that no radiation occurs on it.
On the underside, too, the lengths are dimensioned and the entire proportions are chosen so that an overlap from the cap 9 'to the flange 7' or from the ring 1. ri-ch. your sleeve 7 'requires at least <B> 25% </B> higher tension than would be necessary for the rollover from the bolt 8 after the bandage 5 if the inner condenser bushing without a sleeve and without ground cover in Air is checked.
As can be seen from the description and drawing, there are no special control electrodes in the space between the condenser bushing and the cap, which are not required for the inner capacitor bushing.
The high-voltage bushing is expediently designed so that the breakdown voltage of the inner condenser bushing (from the bolt to the clamp) is greater than the flashover voltage of the complete bushing.