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.
High-voltage series converter. It is known to switch several insulation stretches or insulators one behind the other in order to make the dielectric strength sufficiently high for higher voltages. z. B. this is the case with Isolatorenketlen for high voltage lines.
The series of multiple insulation sections has the advantage that each section must be dimensioned for a lower voltage than if only one section is used for the entire voltage. Since the dimensions of an insulating section do not increase proportionally with the voltage, but rather more, it is clear that the subdivision of an insulating section has significant economic advantages. In order to fully exploit these advantages, it is necessary that the stress distribution over the individual routes corresponds to the dimensions of the latter.
When using several insulators of the same dimensions connected in series, for example, the voltage distribution should be linear so that each insulator receives the same voltage.
The voltage distribution over several insulation sections connected in series is given by the capacitance ratios of the individual insulation sections. If the individual paths now have the same dimensions for all elements, the capacitance of the individual elements is the same and the desired voltage distribution would thus result. In practice, however, there will always be partial capacities, for example against earth, which have a disruptive effect. Eliminating these disruptive partial capacities would result in an even distribution of voltage.
To determine the dimensions of high voltage transformers with reference to #. In order to reduce current or power converters, it has been proposed to subdivide them into at least two elements and to connect the elements in cascade. According to the invention are now to achieve a uniform. Voltage distribution over the individual elements of the cascade, the containers of the series converter designed as static shields.
In the drawing, a series current transformer is shown in Fig. 1 as an embodiment of the invention and in Fig. 2 the combination of the same with one. Voltage converter shown schematically in longitudinal section. The current transformer according to Fig. 1 is broken down into the ele ments a and b, which are connected to the network 11 in series and with each other in cascade.
The primary winding on the network is denoted by 1. 2a and 2b are the one with each other via the lines. 5 related Zwischenwicklun conditions, one of which is assigned to element a and the other to element b. The element a sits in .dem filled with oil or mass container 8a and. the element b in the container 8b.
The secondary winding of the converter is denoted by 3, its connection ends 14 are led out of the container 8b by means of the bushings 15 and, for example, to the measuring instrument 16. The iron bodies 4a and 4b of the transducer elements are connected to the containers 8a, 8b via the lines 9, 12.
Likewise, the primary winding 1 and the secondary winding 3 are connected via the lines 10, 13 to the housing 8a and 8b respectively. The container 8a itself is connected to the high-voltage network, while the container 8b is connected to earth. The two intermediate windings 2a and 2b are exactly the same, so that their capacities against the iron core, container, etc. are also the same.
Since they are completely enclosed by the oil-filled containers, they do not have any partial capacities that would interfere with the even voltage distribution. The connection lines "5" between the transducers are through .the container meanwhile: not shielded.
However, since their disruptive partial capacity is very small, they cannot cause any noticeable shift in the stress distribution. This shift in the voltage distribution can be completely avoided by the capacitor inserts 7 at the points where the lines pass through the container. Both implementations can be united to a common implementation 6 ver.
The capacitor inserts are also of great advantage because of the voltage distribution in the bushing insola.tor 6, so that they are useful in two ways. The implementation 6 has expediently a hole that the oil spaces in the containers. 8a and 8b connects to each other. In this case, the upper container receives a common expansion space for both containers.
In order to achieve an exchange of oil between the two containers 8a and 8b, the containers can be connected by special oil circulation pipes, one of which protrudes into one of the containers. The same purpose can also be achieved in that the bushing 6 is produced from concentrically arranged sleeves, the capacitor assignments of which overlap in the axis alignment and which (if necessary, are surrounded by a support insulator.
To support the loading containers 8a and 8b against each other, special support insulators can also be provided. In order to avoid edge or glow discharges on the mutually facing bottoms of the containers and to increase the voltage over the insulator, special protective caps 19 can also be used
be provided.
Several current transformers can easily be arranged in a common oil tank. The cascade current transformer can also be combined with a voltage transformer, as shown in Fig. 2. In this figure, the same designations mean the same items as in Fig. 1.
With 20 the high voltage voltage and finite 21 the low voltage winding of the voltage converter is referred to. 22 and 2ss and compensating windings to reduce the scatter between the windings 20 and 21. The housings of the current transformer elements are connected to one another by the insulator 24. The isolator 24 encloses the voltage converter.
The uniform potential distribution along the insulator can be achieved by overlapping capacitor layers in the axial direction of the insulator; but above as Darge shows, by potential distribution rings 26, which are led to the high-voltage winding 20 taps. The connecting lines 5 of the two intermediate windings 2a and 2b of the current transformer elements are expediently routed along the core 2-5 of the voltage transformer.
This arrangement completely avoids the disruptive partial capacitance to earth, so that the voltage distribution across the two series converters is correct, without a metallic connection between the two converters.