CH150970A - Hochspannungs-Seriewandler. - Google Patents

Description

      Hochspannungs-Seriew        andler.       Es ist bekannt, mehrere     Isolationsstrek-          ken    oder Isolatoren hintereinander zu schal  ten, um .die     .dielektrische    Festigkeit     ibei    höhe  ren Spannungen genügend hoch zu machen.  z. B. ist dies der     Fall    bei     Isolatorenketlen     für Hochspannungsleitungen.

   Die Reihen  schalturig von     mehreren        Isolationsstrecken     hat den Vorteil, dass jede Strecke für eine  kleinere Spannung zu     bemessen    ist, als wenn  nur eine     Strecke    für die gesamte Spannung  verwendet wird. Da die Abmessungen     -einer     Isolierstrecke nicht     mit    der Spannung pro  portional, sondern ,stärker zunehmen, ist er  sichtlich, dass die Unterteilung einer Isolier  strecke bedeutende     wirtschaftliche    Vorteile       aufweist.    Um diese Vorteile restlos auszu  nutzen, ist es erforderlich, dass die Span  nungsverteilung über die einzelnen Strecken  den Abmessungen der letzteren entspricht.

    Bei Verwendung von mehreren in Reihe ge  schalteten Isolatoren gleicher Abmessungen  zum Beispiel soll die     .Spannungsverteilung       linear sein, so, dass jeder Isolator     gleiche     Spannung erhält.  



  Die Spannungsverteilung übermehrere in  Reihe geschaltete Isolationsstrecken ist durch  die     Kapazitätsverhältnisse    der     einzelnen    Iso  lationsstrecken gegeben. Besitzen     nun    die  einzelnen     Strecken:    aller Elemente gleiche Ab  messungen, so ist die Kapazität der einzel  nen Elemente gleich und es würde     -somit    die  gewünschte Spannungsverteilung sich erge  ben. Praktisch werden aber immer Teil  kapazitäten, zum Beispiel     gegen    Erde, vor  handen .sein, welche .störend wirken. Die Be  seitigung dieser .störenden Teilkapazitäten  würde also eine gleichmässige Spannungsver  teilung ergeben.  



  Um die     Abmessungen    von Hochspan  nungstransformatoren     bezR#.    Strom- oder     Lei-          stungswandlern    zu vermindern, hat man vor  geschlagen, dieselben in     mindestens    zwei  Elemente zu     unterteilen    und die Elemente  in Kaskade zu schalten. Gemäss der Erfin-           dung    werden nun zur Erzielung einer gleich  mässigen. Spannungsverteilung über die Ein  zelelemente der Kaskade die Behälter der       Seriewandler    als     statische    Abschirmungen  ausgebildet.  



  In der Zeichnung ist     in        Abb.    1 als     Aus-          führungsbeispieil    der Erfindung ein Serie  stromwandler und in     Abb.    2 die Vereinigung  desselben mit     einem.    Spannungswandler in       Längsschnitt        schematisch    dargestellt. Der  Stromwandler gemäss     Abb.    1 ist in die Ele  mente a und b zerlegt, die in das, Netz 11  in Serie und     untereinander    in Kaskade ge  schaltet sind.

   Die am Netz liegende Pri  märwicklung ist mit 1 bezeichnet. 2a und 2b  sind die miteinander über die     Leitungen.    5  in Verbindung stehenden Zwischenwicklun  gen, von denen eine dem     Element        a    und die  andere dem Element b zugeordnet ist. Das  Element a sitzt in .dem     mit    Öl oder Masse  gefüllten Behälter 8a und. das Element b im  Behälter 8b.

   Die     Sekundärwicklung    des  Wandlers ist mit 3 bezeichnet, ihre     An-          schlu.ssenden    14 sind     mittelst    der Durchfüh  rungen 15 nach aussen aus dem Behälter 8b  heraus und zum Beispiel zu dem     Messinstru-          ment    16 geführt. Die Eisenkörper 4a und  4b der     Wandlerelemente    sind über .die Lei  tungen 9, 12 mit den Behältern 8a, 8b ver  bunden.

   Ebenso sind die     Primärwicklung    1       und'    die     Sekundärwicklung    3 über die Lei  tungen 10, 13 mit dem Gehäuse 8a     bezw        8b     verbunden. Der Behälter 8a selbst ist an das  Hochspannungsnetz     angeschlossen,    während  der     Behälter        8b    an Erde .gelegt     ist.    Die  beiden Zwischenwicklungen 2a und 2b sind  genau gleich, so dass ihre Kapazitäten gegen  Eisenkern, Behälter     usw.    ebenfalls gleich  sind.

   Da, sie von den mit Öl gefüllten Be  hältern ganz eingeschlossen sind, besitzen  sie keine die gleichmässige Spannungsvertei  lung störenden Teilkapazitäten. Die Verbin  dungsleitungen "5" zwischen den Wandlern  sind durch .die Behälter     indessen:    nicht ab  geschirmt.

   Da ihre störende Teilkapazität  aber sehr klein ist,     können    sie keine merkbare  Verschiebung der     Spannungsverteilung        ver-          ursa.ch-en.    Diese Verschiebung der Spannungs-         verteilung    kann durch die     Kondensatorein-          lagen    7 an den     Durchtrittsstellen    der Lei  tungen durch die Behälter gänzlich vermie  den werden. Beide Durchführungen können  zu einer gemeinsamen     Durchführung    6 ver  einigt sein.

   Die     Kondensatoreinlagen    sind  auch wegen der     Spannungsverteilung    im       Durchführungsi-sola.tor    6 von grossem Vorteil,  so dass sie in zweifacher Beziehung nütz  lich sind. Die Durchführung 6 besitzt zweck  mässig eine Bohrung, die die Ölräume in den       Behältern.    8a und     8b    miteinander verbindet.  In diesem Falle erhält der obere Behälter  einen gemeinsamen Expansionsraum für beide  Behälter.

   Um einen     Ölaustau.s-ch    zwischen  den beiden Behältern 8a und 8b zu erzielen,  können die Behälter durch besondere     Ölzir-          kulationsrohre    verbunden .sein, von denen je  eines in einen der Behälter hineinragt. Der  gleiche Zweck kann auch dadurch erreicht  werden, dass die Durchführung 6 aus kon  zentrisch ineinander angeordneten Hülsen  hergestellt wird, deren     Kondensatorbelegun-          gen    sich in der     Achsenriehtung    überlappen  und     die(    gegebenenfalls von einem Stütziso  lator     umgeben    sind.

   Zur Abstützung der Be  hälter 8a und 8b gegeneinander können noch  besondere     Stützisolatoren    vorgesehen sein.  Zur     Veimeidung    von Rand- oder     Glimment-          ladungen    an den einander     zugekehrten    Böden  .der     Behälter    und zur Vergrösserung der Über  s     c        'h        lag        gs        spannung        über        den        Isolator        können     noch     besondere    Schutzkappen 19 

  vorgesehen  ,sein.  



  Es können ohne weiteres mehrere Strom  wandler in einem gemeinsamen Ölbehälter an  geordnet     werden.-    Der     Kaskadenstromwandler          kann    auch     mit    einem     Spannungswandler    ver  einigt werden, wie in     Abb.    2 dargestellt. In  dieser Abbildung bedeuten gleiche Bezeich  nungen, gleiche Gegenstände wie in     Abb.    1.

    Mit 20 ist die     Oberspannungswieklung    und       finit    21 die     Unterspannungswicklung    des  Spannungswandlers bezeichnet. 22 und     2ss     und Ausgleichswicklungen zur Vermin  derung .der Streuung zwischen den Wick  lungen 20 und 21. Die Gehäuse der Strom  wandlerelemente sind durch den Isolator 24      miteinander verbunden. Der Isolator 24  schliesst den Spannungswandler ein.

   Die  gleichmässige     Potentialverteilung    längs des  Isolators kann durch in der Achsrichtung ,des  Isolators sich überlappende     Kondensator-          belege    erzielt     werden;        ober    aber wie darge  stellt, durch     Potentialverteilungsringe    26, die  zu     Anzapfungen    der Hochspannungswicklung  20 geführt sind. Die     Verbindungsleitungen     5 der beiden Zwischenwicklungen 2a und 2b  der     Stromwandlerelemente    werden zweck  mässig am Kern 2-5 des     Spannungswandlers          entlang    geführt.

   Durch diese Anordnung ist  die störende Teilkapazität gegen Erde gänz  lich vermieden, so dass die Spannungsvertei  lung über die beiden     Seriewandler    eine       (r        eichmässige        ist,        und        zwar        ohne        dass        eine        *     metallische Verbindung zwischen den beiden       Wandlern    vorhanden ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Hochspannungs-Seriewandler mit in Kas kade geschalteten Einzelelementen, dadurch gekennzeichnet, dass zur gleichmässigen Span nungsverteilung über die Elemente der Kas kade die Behälter der Elemente als stati sche Abschirmungen verwendet werden. UNTERANSPRüCHE 1.

   Seriewandler nach Patentanspruch, be stehend aus zwei in Kaskade geschalteten Elementen, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter des einen Elementes mit der Hochspannungsleitung, der des zwei ten mit Erde verbunden ist, und dass die Eisenkerne beider sowohl als die Primär- und Sekundärwicklung mit den Behältern, verbunden ist, während die Zwischenwicklungen untereinander ver bunden .sind.

   2. Seriewandler nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Verbin dungsleitungen der Zwischenwicklungen an den Durchtrittsstellen durch Konden- s@atorklemmen geführt sind. 3. Seriewandler nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass die Kanden- satorklemmen beider Elemente zu einer Doppelklemme vereinigt sind.

   4. Seriewandler nach Unteranspruch 3, da durch gekennzeichnet, dass die Kondensa- torklemme hohl ist, so dass' die Ülräume der beiden Behälter der Kaskadenele- mente miteinander kommunizieren. 5. Seriewandler nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass der obere Be hälter einen für beide Behälter gemein samen Expanz;ioxisraum besitzt.

   6. Seriewandler nach Unteranspruch 5, da durch gekennzeichnet, dass beide Behäl ter durch besondere Olzirkulationsrohre verbunden sind. 7. Seriewandler nach Unteransprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, da.ss die Kondensatorklemme aus zwei oder mehr konzentrisch ineinander angeordneten Rohren besteht. B. Seinewandler nach Unteranspruch 7, da durch ,gekennzeichnet, dass die Konden- satorklemme von einem Stützisolator um geben ist.

   9. Seriewand@ler nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 !bis 5,, dadurch ,ge kennzeichnet, dass zur Abstützung der Behälter gegeneinander besondere Stütz isolatoren vorgesehen sind. 10. Seriewandler nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 9, dadurch ge- kennzeichnet" dass die einander zugekehr ten Böden der Behälter mit Schutzkap pen versehen sind.

   11. Seriewandler nach Patentanspruch und Unterausprüchen 1 bis 10, dadurch ge kennzeichnet, dass in einem Behälter min destens zwei Seriewandler untergebracht sind. 12. Seriewandler nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass er mit einem Spannungswandler zusammengebaut ist, der in,den Isolator eingebaut ist, der die einseitig offenen Behälter der Seriewand- lerelemente verbindet.

   13. Seriewandler nach Unteranspruch 12, da durch gekennzeichnet, dass .der mit ihm zusammengebaute Spannungswandler in den die Behälter der Stromwandlerele- mente verbindenden Isolator eingebaut ist und dass zur Potentialsteuerung mit dei Hochspannungswicklung verbundene Po- C, vorgesehen sind.