CH195451A - Aus Teilkondensatoren aufgebauter flüssigkeitsisolierter Hochspannungskondensator. - Google Patents

Description

  Aus Teilkondensatoren aufgebauter     flüssigkeitsisolierter    Hochspannungskondensator.    Die Erfindung bezieht sich auf einen       elektrischen,    aus     Teilkondensatoren    aufge  bauten     flüssigkeitsisolierten        Hochspannungs-          konderusator        und        besteht    darin, dass ein meh  rere Wickel einhüllender elektrostatischer  Schirm so angeordnet und mit einem solchen  Potentialpunkt an den von ihm     umhüllten     Wickeln leitend verbunden ist, dass nur       Fehlstärken    unterhalb der     Gasungsgrenze     auftreten.  



  Es hat sich nämlich     gezeigt,    dass ein  Überschreiten der     Gasungsgrenze,    selbst  wenn dies nicht sofort ohne weiteres äusser  lich an dem     Kondensator    wahrnehmbar ist,  zu einer allmählichen Zerstörung     des        Kon-          densators    führt. Unter     Gasungsgrenze    wird  dabei jene Grenzspannung verstanden, unter  halb deren bei einem bestimmten Abstand  der spannungsführenden Teile innerhalb  eines bestimmten     Zeitraumes    (etwa einer  Stunde)     überhaupt    keine messbare oder     wahr-          Iiehnrbare    Gasbildung eintritt.

      Zur     Verdeutlichung    des     Begriffes        "Ga-          sungsgrenze"    sei auf     Fig.    1 der Zeichnung       hingewiesen,    bei der in     Abhängigkeit    von  dem Abstand a der     spannungsführenden     Elektroden     die    Grenzspannung in     kV    aufge  tragen ist, bei der ein Gasen der die Elek  troden umgebenden Flüssigkeit, z. B. Öl,  innerhalb einer bestimmten Zeiteintritt.

   Die       Grenzspannung    ist     umso    höher, je grösser der       Krümmungsradius    r der     spannungsführen-          den;    Teile an der Stelle     höchster    Feldstärke  ist.     Durch    die Grösse des     Abrundungsradius     ist, wie ohne weiteres erkenntlich ist, die  Höhe der     Grenzspannung        weitgehend    be  dingt.

   Das Diagramm der     Fig.    1 lehrt       ausserdem,        dass    eine beliebige Erhöhung der       Grenzspannungen        durch        Vergrösserung    des  Abstandes der spannungsführenden Teile  praktisch nicht erzielbar ist, vielmehr von  einem     bestimmten    Abstand sich die     Grenz-          spannung    nicht mehr     nennenswert    ändert.  



  Im folgenden soll die     Erfindung    näher      anhand von     Ausführungsbeispielen        erläutert     werden, die in den     Fig.    2 bis 1(I der     Zeich-          nung    dargestellt sind.  



  In     Fig.    2. und 3 der Zeichnung bedeutet  1 den gesamten flüssigkeitsisolierten Kon  densator, dessen elektrisch     wirksamer    Teil  aus den in Reihe geschalteten Teilkonden  satoren ?, 3. d, 5     besteht.    Die Teilkonden  satoren ? bis 5 wiederum sind aus einer An  zahl von     Konden@satorelementen.    beispiels  weise     Kondensatorwickeln    6. zusammenge  setzt,     welche    parallelgeschaltet sind.

       Würde     man einen derartigen Kondensator     1xxispiels-          weise    in ein geerdetes Blechgefäss einsetzen,  so     würden    sich verhältnismässig hohe elek  trische Feldstärken an den Kanten der Be  legungen der     Kondensatorwickel    hei den  jenigen     Teilkondensatoren    ergeben,     welche     die höchste Spannung     gegenüber    Erde auf  weisen.  



  In     Fig.3,    welche den     Aufriss    des Kon  densators darstellt, sind     beispielsweise    die  Stellen, an welchen     höhere,        elektrische    Feld  stärken     auftreten,    durch die eingetragenen  Pfeile angedeutet. Die Teilkondensatoren  sind von einem     elektrostatisehen        Schirm    i um  schlossen.

   Dieser     Schirm    ist in der     31itte    des  Kondensators an die Verbindung 8 der Teil  kondensatoren 3 und     -l        angeschlossen.    Zwi  schen den einzelnen     Kondensatorwiclietn    6  und dem elektrostatischen Schirm 7 liegt       Einil    Isolierschicht J. die deswegen. erforder  lich ist, weil zwischen den Teilkondensato  ren ? und 5     einerseits    und dem Schirm  anderseits eine Spannung herrscht. die halb  so gross     wie    die gesamte an dem Konden  sator liegende     Spannung    ist.

   Ausserdem ist  noch eine weitere Isolierschicht 10 vorge  sehen, welche den     elektrostatischen        Schirm     aussen umgibt und deswegen vorgesehen ist,       -weil    der elektrostatische     Scbirm    i gegenüber  dem     Kondensatorgefäss    11 eine Spannung  aufweist.

   Durch den elektrostatischen Schirm  7 können die an den     Kondensatorfolienrän-          dern    auftretenden grössten elektrischen Feld  stärken so Reit     herabgesetzt        werden.    dass unterhalb der     CTasungsgrenze    der die     Zw        i-          schenräume    ausfüllenden Isolierflüssigkeit    liegen.

       Die        zwischen    dem     elektrostatischesi          Schirm    und dem     Kondensatorgefäss    vorhan  denen     Feldstärken    können     bei    dieser     Anord-          n        inig    ebenfalls leicht durch     entsprechende          Gestaltung    des elektrostatischen     Schirmes     auf     solche    Werte     herabgesetzt    werden,

   dass  auch     zwischen        dein    Schirm und dem     Kon-          densatorgefäss    die auftretenden Feldstärken  unterhalb     der        Gasungsgrenze        des    Isolieröls  liegen.  



  Der     elektrostatische    Schirm kann in ver  schiedener     Weise    ausgebildet werden.     Bei-          spielsiveis(,#    kann der Schirm durch eine Me  tallfolie gebildet werden, welche auf die als       'träger    dienenden     Isolierschichten        1.)    oder IU  aufgebracht wird. An Stelle einer Folie  kann auch ein auf die Isolierschichten     auf-          gespritzter        :Metallbelag    benutzt werden.

   Um  den ganzen     Kondensator    allseitig     abzuschir-          rnen,        können.    wie aus     Fig.    I ersichtlich, bei  spielsweise die eine leitende Metallschicht       tragenden    Isolierteile 12 einen U-förmigen       (2uerschnit,t    erhalten und über diese Teile an  den     Stirnseiten    geeignete, ebenfalls eine lei  tende     Schicht        enthaltende        Kappen    13     hin-          übergeschoben    werden,

   wodurch ein den  Kondensator     wenigstens    an fünf Seiten     ein-          sclliess.en@der        Kasten        entsteht.        Selbstver-          ständlich    sind die Ecken und Kanten des  den elektrostatischen Schirm bildenden       Kiutens    gut     a1)-erundet.        Slatt    mehrere     Teil-          kondensatoren    gruppenweise mit einem ein  zigen Schirm zu     umgeben,    kann auch jeder  zum Beispiel     aus    mehreren,

       parallelgeschalte-          ten        Wickeln        bestehende    Teilkondensator  für sich mit     einem    besonderen Schirm ver  sehen sein, wie     Fig.    5 zeigt.  



  Es können auch die zum Zusammenhal  ten der Wickel oder Teilkondensatoren     ver-          wendeten    Spannteile als     elektrostatische     Schirme     Anwendung    finden. In     Fig.6    ist       eino        derartige    Anordnung dargestellt.     20,     \21.

       22,        23    sind wieder einzelne, aus einer       Anzahl    von Wickeln     zusammengesetzte        Teil-          kondensatoren.    Die Teilkondensatoren sind  durch Zwischenlagen     1-l    aus Isoliermaterial       voneinander        getrennt    und     auch        auf    der  Aussenseite von     Isolierschiebten    15 umgeben.      Der gesamte Kondensator wird durch Klam  merteile 17 zusammengehalten.

   Die Verbin  dung der beiden     mittleren,    in Reihe geschal  teten     Teilkondensatoren    21, 22 ist leitend  mit den     Klammerteilen    verbunden, derart,  dass diese an einer Spannung liegen, weiche  der halben     Kondensatorspannung    entspricht.  



  Statt .die zum     Zusammenhalten    des     Kon-          densatorpak        etes    verwendeten Klammern als       elektrostatische    Schirme zu     verwenden,        ist     es auch möglich, die Teilkondensatoren mit       Konden:satorgefässen    zu versehen und diese       selbst    als an Spannung gelegte     elektro-          statische        Schirme    zu benutzen.

   Diese Teil  kondensatoren werden innerhalb     eines        Ü1-          kessels    angeordnet und bilden     eire        Konden-          satoreinheit.     



  In     Fig.    7 ist     schematisch    eine derartige  Anordnung     dargestellt.    33a bis     33c    und 34a  bis 34c bedeuten in dieser Figur die in den  einzelnen Phasen in Reihe geschalteten Teil  kondensatoren, und zwar sind Je die     Teil-          kondensatoren    33a, 34a, 33b,     34b.   <B>33e,</B>     34c     in Reihe geschaltet und mit einem gemein  samen     Sternpunkt    verbunden.

   Die Gefässe  der den Hochspannungsdurchführungen 32a  bis 32c     benachbarten    Teilkondensatoren 33a  bis 33c sind an die Verbindungsleitungen zu  den     Teilkondensatoren    34a     bezw.    34b     bezw.     34c angelegt, so dass sie gegen den Stern  punkt     bezw.    gegenüber dem     gemeinsamen          Kondensatorgefäss    31 ein Potential aufwei  sen, welches der halben     Phasenspannung     des     Systems    entspricht.

   Die Gefässe der     un-          tern    Teilkondensatoren<I>34a, 34b,</I>     34c    sind  mit der     ,Sternverbindungsleitung    verbunden.  Bei dieser Anordnung     besitzen,    die Gefässe  der     Teilkondensatoren        3,3a,        33b    und 33c ge  geneinander eine Spannung, welche der hal  ben verketteten Spannung     des    an die     Kon-          densatoren    angeschlossenen,     Drehstromsystems     entspricht.  



  In     Fig.    8 und 9 ist die     konstruktive    Aus  bildung eines     Kondensators    wiedergegeben,  dessen Teilkondensatoren gemäss     Fig.7    ge  schaltet sind. Die Teilkondensatoren 33a bis  33c     bezw.        3.1a    bis 34c sind übereinander an  geordnet. Die Teilkondensatoren     33a    bis 33c    sind mit     einer    isolierten Durchführung ver  sehen, durch welche die Spannung von den  Durchführungsisolatoren     32a    bis 32c in die  Gefässe der Teilkondensatoren hineingeführt  wird.

   Der andere Anschluss der Kondensato  ren     33a    bis 33c ist leitend mit den Gefässen  dieser Teilkondensatoren verbunden. Ander  seits sind die Gefässe .der Teilkondensatoren  33a bis 33c an     Durchführungsisolatoren    der  Kondensatoren 34a bis 34c angeschlossen,  um die     -Spannung    in diese Teilkondensatoren  einzuführen.

   Die andern Anschlüsse der  Teilkondensatoren 34a bis 34e sind wieder  an die leitenden Gefässe dieser Teilkonden  satoren angeschlossen, welche leitend durch  eine Sternverbindungsleitung -36 miteinander  verbunden sind.     Zur    Aufhängung der Ge  fässe der Teilkondensatoren an dem Deckel  des     Kondensatorgehäuses    dienen Isolier  stücke 38, die, wie     dargestellt,    aus     U-förmig     gepresstem Hartpapier oder Hartgewebe be  stehen.

   An Stelle der     U-förmigen        Pressstücke     können auch einfache Platten, Rohre oder  profilierte Stäbe     gegebenenfalls    mit ange  schnittenem Gewinde als     Isoliertragstücke     verwendet werden. Eine     andere    Ausführung  der isolierten Aufhängung der Teilkonden  satoren ist in     Fig.    10 dargestellt. Bei der in  dieser Figur gezeigten Anordnung sind die  Teilkondensatoren 33a bis 33c und 34a bis  34e durch Spannbolzen     40    und Muttern     4.2     zusammengehalten, die einerseits mit dem  Deckel des     Kondensatorgefässes,    anderseits  mit einem Brückenstück 41 verbunden sind.

    Zwischen den in geschlossenen Gefässen ein  geschlossenen     Teilkondensatoren    und dem  Deckel des Gehäuses und dem     Brückenstück     sind     Druckstücke    43 aus Isolierstoff, z. B.  aus Porzellan, angeordnet. Um Verschiebun  gen der einzelnen Teile des Kondensators zu       verhindern,    können Dübel 50 an -den einzel  nen Teilen angebracht sein, welche in Aus  sparungen der aneinander stossenden Teile       eingreifen.     



  Bei grösseren Kondensatoren, .die aus  einer Anzahl von in besonderen Gefässen  eingeschlossenen Teilkondensatoren zusam  mengesetzt sind, können die Gefässe der Teil-           kondensatoren    mit     scharfen    Ecken und Kan  ten dann     ausgeführt    werden, wenn     zusä        t.z-          lieh    an den Ecken und Kanten     besondere        ab-          gerundeteSchirniteile        angebracht        werden,

          wel-          chedie        elektrisclieFeldstärke        berali.setzen.        Aus     den     Fig.    8 und 9 bebt die     Antningung    dieser  zusätzlichen     abgerundeten        Sellirmteile    37 an       scharfkantigen    Ecken und     der-l.    hervor.

    Diese     Anordnung    hat     den    Vorteil zur Folge,  dass die Gefässe der     'Peilkondensatoren    ver  liältnismässig kleine     3bme@sungen    erhalten  können,     was    mit     Rücksicht    auf das Einbrin  gen dieser Gefässe in Evakuier- und     Tränk-          anlagen        besonders        erwünscht    fit.

   Die Teil  kondensatoren werden in     diesem    Falle     finit.     ihren     Grefässcn        zunächst    in     entsprechenden     Behältern evakuiert und mit der     Ölfüllung     versehen     bezw.    ausgekocht.     Nacliträglieh     werden dann nach der     Behandlung    in dem       Evakuierbehälter    die zusätzlichen Schirm  teile 3 7 angebaut,     \vorauf    erst der Einbau  der     Teilkondensatoren    in das gemeinsame  Gefäss<B>31</B>     erfolgt.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Aus Teilkondensatoren aufgebauler flüs- sigkeitsisolierter Hochspannungskondensator. gekennzeichnet durch einen mehrere Kon- densatorwickel einhüllenden elektrostuti-sclien Schirm, der 'o angeordnet und mit einem solchen Potentialpunkt an den von ihm um hüllten ickeln elektrisch leitend verbunden ist, dass nur Feldstärken unterhalb der Cra- s.ungsgrenze auftreten.

   Uh TERANSPRüCHE 1. Kondensator nach Patentanspruch. da durch gekennzeichnet, dass die Wickel je eines Teilkondensators finit eirein e@eh- tro=ta.tischen Schirm umhüllt sind. 2. Kondensator nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die elektrostatischen Schirme durch leitende Metallschichten gebildet sind. 3.

   Kondensator nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch ge- l:,un_@iihnei:, dass die elektrostatischen Schirme von einer äussern Isolierschicht umgeben sind. -1. Kondensator nach Patentanspruch und Unteranspruch 1. dadurch gekennzeich net. dass als elektrostatische Schirme die die Teilkondensatoren zusammenhalten- ,dei, Spannteile verwendet sind.

   5. Kondensator nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, .dass als elektrostatische Schirme die Gefässe der Teilkondensatoren selbst ver wendet sind. Kondensator nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 5. dadurch ge kennzeichnet, dass die Gefässe der Teil- kondensatoren gegeneinander und gegen das gemeinsame I#ondeitsatorgehäuse iso liert sind.

   7. Kondensator nach Patentanspruch und LTnteranspi@iiolie n 1. 5 und C>, dadurch ge- kennzeicbnet. dass der Strom den elek trisch wirksamen Teilen der Teilkonden satoren einerseits über Durchführungs isolatoren. anderseite über die elektrisch leitenden Gefässe der Teilkondensatoren zugeführt. wird. welche leitend mit elek trisch wirksamen Teilen verbunden sind. B.

   Kondensator nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1, 5 und 6, für Mehr- phasenanschluss, dessen Teilkondensato ren in Stern ge:sclialtet sind, dadurch ge- kennzeielinet, dass die Gefässe der am Sternpunkt liegenden Teilkondensatoren leitend miteinander verbunden sind. 9.

   Kondensator nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1. 5 und 6, bei dem mehrere Teilkondensatoren in Reihe ge schaltet sind. dadurch gekennzeichnet, dass die durch den Durchführungsisolator des einen Kondensators hindurchgeführte Anschlussleitung mit dein Gefäss eines andern in Reihe geschalteten Konden- sators verbunden ist, welches leitend mit den wirksamen Teilen dieses Konden sators in Verbindung steht.. 10.

   Kondensator nach Patentanspruch und Unteransprilchen 1. 5 und 6. dadurch ge kennzeichnet. dass die Gefässe der Teil- kondensatoren an dem Deckel des Kon- densatorgehäuses respektive aneinander mittels profilierter Isolierpressstücke auf gehängt sind. 11.

   Kondensator nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1, 5 und 6, dadurch ge kennzeichnet, dass die Teilkondensatoren mit Hilfe von Schraubenbolzen durch ein Brückenstück an dem Deckel des Xon- densatorgefässes festgespannt sind, wobei zwischen den Einzelkondensatoren, sowie diesen und dem Deckel des Kondensator gefässes bezw. dem Brückenstück Isolier- zwischenlagen angeordnet sind.