Kombinierter Menwandler. Die bekannten kombinierten Strom- und Spannungswandler, bei welchen der Strom wandler und der Spannungswandler unabhän <B>gig</B> voneinander und nebeneinander in einem gemeinsamen Blechgehäuse angeordnet sind, haben den Z"orteil, da13 auf der Hochspan nungsseite eine Durchführung eingespart wird, weil für hochspannungsseitige Wick lungsenden beider Wandler gemeinsame Durchführungen benutzt werden.
Der Nach- 1eil dieser kombinierten Wandler ist vor allem, dass die unabhängig voneinander und nebeneinander angeordneten Strom-und Span nungswandler ein besonders grosses Gehäuse mit grosser Grundfläche brauchen, und dieser grosse Raum z. B. in Schaltanlagen nicht immer zur Verfügung steht.
Es wurde gefunden, dass in einfacher Weise ein kombinierter Wandler in einem Stützisolator mit metallischem Boden und metallischem Deckel mit unabhängig vonein ander angeordneten einzelnen Wandlern ge schaffen werden kann, wenn sich der Wand- ler der einen Art mindestens zum Teil oben in einer Haube, der ZVandler der andern Art mindestens zum Teil in einem geerdeten Ge häuse darunter befindet, wobei zwischen Haube und Gehäuse ein Stützisolator vorge sehen und mindestens der Kern des Wandlers der einen Art. geerdet ist.
Wenn der Kern des Spannungswandlers auf Hochspa.miungspotentia,l liegt, wird vor zugsweise die Primäinvicklung auf dem Kern und die auf der Primär wicklung angeordnet, wobei das nahe dein Kern liegende hochspannungsseitige Ende der Iiwhspannungswicklung galvanisch mit dem Kern verbunden wird und die Spannung in der Spule demzufolge radial nach aussen ab nimmt.
Die letzten Windungen der Hochspan nungsspule bekommen dabei ,das gleiche Po tential wie die mit einem Pol betriebsn Mässig geerdete Sekundärwicklung. Da sich der Kern des Wandlers auf Hochspannungspotential be findet, muss zwischen der Sekundärwicklung und dem sie umgebenden Joch eine entspre chende Isolation vorgesehen werden, wofür sieh z. B. die bekannten Anordnungen von Papierlagen oder abgewinkelte, gefiederte Einlagen eignen.
'Wie weiter gefunden wurde, kann ohne Überschreitung der Höhe eines einzelnen selbständigen Stromwandlers oder Spannungs- wandlers die elektrisch trennende Strecke zwi schen Hochspannung und Erde dadurch ver grössert werden, da.ss der der Abschlusshaube zugekehrte Teil, zweckmässig das Rückschluss- joch des Kernes des obern Wandlers, in die Abschlusshaube eingelassen, und der dem Fundament zugewandte Teil,
zweckmässig das Rücksehlussjoch des Kernes des untern Wand- lers in das Fundamentgehäuse eingefügt wer den.
Es empfiehlt sieh, die Verbindungslei- tungen vom obern Wandler nach unten sowie vom untern Wandler nach oben in Durchfüh rungen laufen zu lassen, deren Querschnitte zweckmässig gestaffelt sind, so dass die Durch führungen die Form eines ausgezogenen Tele skops haben; die Durchführungen werden vorzugsweise im Bereich der Mittelachse des Isolators angeordnet.
Die elektrostatische Beanspruchung der Isolation zwischen Spule und Kern lässt sich für die einzelnen Wandler, die zweckmässig nur init einem Spulensatz aus Primärwicklung und Sekundärwicklung ausgestattet werden, durch leitende Beläge im Dielektrikum den= Spulen erheblich herabsetzen und gut beherr schen.
Vorteilhaft werden dabei die Beläge innerhalb des Dielektrikums der Spule des Spannungswandlers an Anzapfungen dieser Hochspannungswicklung angeschlossen. Wenn ausserdem die leitenden Beläge in die teleskop- a.rtig gestaffelte Durchführung fortgesetzt werden, so wird auch die Durchführung der Spule an ihrer Oberfläche zwangsweise poten tialgesteuert.
Ferner empfiehlt es sich, die leitenden Be- iä,ge im D'ielektrikum der Isolierung des Stromwandlers an die entsprechenden Beläge seiner DurehführLUig anzuschliessen und die Beläge bestimmter Spannung der Wandler- durchfübrung mit allen Belägen der gleichen Spannung der vorbeilaufenden Dure-hführung des Spannungswandlers leitend miteinander zu verbinden.
Die beschriebenen Potential steuerungen und leitenden Verbindungen er möglichen es, durch die Spannungswandler spule über die verschiedenen Beläge und Verbindungen eine zwangsläufige Steuerung der Isolierungen der Spannungswandlerspule, der Ströimwandlerspule sowie der beiden nebeneinanderlaiüenden Durchführungen der Wandler zu erzwingen. Die gegenseitigen Kapazitäten der leitenden Beläge im Dielek- trikum werden vorteilhaft so abgestimmt,
dass die Teilisolationen untereinander gleiche Kapazität und gleiche Potentialdifferenzen aufweisen. Die im normalen Betrieb durch die Spannungswandlerspule erzwungene Poten- tialsteuerung sämtlicher Isolationsteile besteht dann auch' bei hochfrequenter Beanspru chung.
Die Potentialsteuerung der nebenein- anderliegenden Durchführungen des Strom- Wandlers und des Spannungswandlers bewirkt zusätzlich eine Potentialsteuerung des Isolier mantels an seiner innern.und äussern Ober fläche.
Für die Anbringunr, der Wandler emp- iielblt es sich, bei Anwendung eines Stütz isolators den einen Wandler an die Ahschluss- haube zu hängen und den andern Wandler auf das Fundament zu stellen.
Für alle Aus- führungen ist es .aber aueli möglich, die Wandler aur besonderen Isolierleisten, Isolier rohren, Vorsprüngen des Stützisolators oder dergleichen abzustützen und von diesen Orga.. neu halten zu lassen.
Das Fundament kann so ausgestattet wer den, z. B. Aussparungen oder Anbauten auf weisen, dass es zusätzliche Einrichtungen, wie z. B. einen Zusatzwandler, eine Saugdrossel zur Herabsetzung der Lberstromziffer oder verschiedene Ansehlussklemmen aufnimmt.
Der Spannungswandler erhält. geggebenen- falls mehrere Sekundärwicklungen, der Strom wandler mehrere Kerne und damit mehrere Sekundärkreise. Dies ist- mit einfachen 'Mit teln, insbesondere bei unterer Anordniuig des Stromwandlers inöglieh. Die notwendigen Um- sehalteinriehtiuigen werden zweckmässig in der Abschlussha.ube untergebracht, die vor teilhaft zugleich als Ölkonservator ausgebil det ist,
sowie Mittel zum Kontrollieren des Ölstandes und etwaige Anschlussorgane auf nimmt.
Der kombinierte Messwandler gemäss der Erfindung kann für die niedrigen wie für die hohen und höchsten Spannungen und alle Zwischenspannungen ausgeführt. werden, wo bei ledig-lieh auf die Isolation der gewählten Iieilienbetriebsspannung besonders zu achten ist.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen standes sind in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt.
Fig. 1 und ? veranschaulichen sebematiseh Schnittansichten einer ersten Ausführungs form von vorn und von der Seite gesehen.
Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbei spiel im Schnitt und Fig. 4 das Schaltschema des Wandlers ge mäss den Fig. 1 und 2.
Ein metallisches und geerdetes Fundament weist einen im Querschnitt tra.pezförmigen Rahmen mit Aussenwandung 1 und Innenwan dung 2 auf. Der Rahmen läuft auf Rollen 3. Wie später beschrieben wird, dient der innere Raum des Rahmens der Aufnahme von Teilen des Kernes des im untern Abschnitt des Iso- liermantels angeordneten Stromwandlers. Un terhalb des Kernes ist eine Platte 4 angeord net, die zwei der innern Wandungen des Fun damentalrahmens fest miteinander verbindet.
und zugleich den Kern und den Ölraum nach unten abdeckt. Der hohle Fundamentrahmen 1, 2 ist. oben mit einer Abdeckung 5 versehen, auf welcher der Stützisolator 6 ruht und befe stigt ist. Der Stützisolator 6 besteht zweck mässig aus Porzellan und trägt am äussern Umfang in bekannter Weise radiale Rippen.
Zwischen dem untern Rand des Stütziso lators 6 und der Abdeckplatte 5 ist zweck mässig eine ölfeste Zwischenlage 7 vorgesehen. Zur sicheren Verbindung des Stützisolators 6 mit dem Fundament sind an der Platte Klauen 8 oder dergleichen angebracht, die mit Hilfe einer Schraube 9 gegen die Platte 5 gezogen werden können, wobei der Stütz isolator mittels seines auswärts gerichteten Vorsprunges 10 fest gegen die Platte 5 ge presst wird. Zur Verkleidung dieser Befesti- gungseinriehtung ist ein aus Blech gebogener Stra.hlungsschutzring 11 vorgesehen, der z. B. mittels nicht dargestellter Schrauben am Fun dament befestigt werden kann.
Eine analoge Befestigungseinrichtung wird auch für die Abschlusshaube 12 vorgesehen, die zweckmässig als Ölkonservator ausgebildet ist. Der Ölkonservator hat zwei einwärts und o,egeneinander gerichtete Ausbuchtungen 13 und 14 (Fug. 2<B>)</B>. In die Ausbuchtung 14 ist das Rücksehlussjoch 15 des Spannungswa.nd- lerkernes eingelassen.
In der Ausbuchtung 1.:3 ist die üblicherweise vorhandene Umschait- v or-riehtttng 16 der Strom-%vandlerprimärwick- iun <U>-</U> 17 untergebracht und durch einen Deckel 18 gegen eindringendes Wasser, Staub oder dergleichen geschützt,
In die Seitenwand des Ölkonservators 12 sind waagrecht ange ordnet und gegen ihn isoliert die Ansehluss- bolzen K und<I>L</I> mit ihren innern Anschluss muttern 19 und ihren äussern Anschlüssen in Form eines Bolzens 20 und den Porzellan isolatoren 21 eingelassen. Im Ölkonservator 12 selbst wird, was nicht dargestellt ist, ein Schauglas eingefügt, durch das der Ölstand im Ölkonservator kontrolliert werden kann.
Der Spannungswa.ndlerkern ist mit. 22 be zeichnet. Auf dem den Kern umgebenden Iso- lierrohr 23 ist die Hochspannungswicklung 24 logenweise und trapezförmig aufgewickelt. Auf der letzten Lage dieser Wicklung, deren Ende mit Erde verbunden ist, sitzt die mit 2 5 bezeichnete, aus dickem Draht bestehende, ebenfalls annähernd auf Erdpotential liegende Sekundärwicklung.
Um kleine Abstände zwischen Kern und Aussenteil der Wicklungen zuzulassen, ist. eine zweckmässigerweise aus Papierbahnen bestehende und um die Stirnseite der Wick lung umgeschlagene Isolierung 26 vorgesehen, die nach unten in eine isolierende Umhüllung, 27 übergeht, durch welche das an Erde. lie gende Ende 28 der Primärwicklung 24 des Spannungswandlers und die Anschlussleitun- gen der Sekundärwicklung 25 hindurchge führt sind.
Die Umhüllung 27 ist in ihrem Durchmesser entsprechend dem zunehmender Abstand von den auf Hochspannung lieben den Teilen des Spannungswandlers gestaffelt ausgebildet, und zwischen den einzelnen trep- penförmig abgesetzten Isolierschichten sind Metallbeläge 30 vorgesehen, welche eine gleichmässige Potentialverteilung gewährlei sten.
Im Fundament ist. der Stromwandler mit seinem Kern 31 eingelassen, dessen Rück schlussjoch 32 in die Aussparung des Funda mentes 1, 2, 4, 5 greift. Auf der Kernsäule, die bei mehreren Sekundärkreisen auch aus entsprechend mehreren Teilen bestehen kann, sind die eine oder mehrere Sekundärwicklun gen 33 aufgewickelt. Die Primärwicklung 17, die zur Erzielung einer primärseitigen Um- sehaltung auch aus zwei oder mehr galvanisch getrennten Gruppen bestehen kann, ist gegen die geerdete Sekundärwicklung 33 und den geerdeten Kern 31 isoliert.. Diese.
Isolierung 34 besteht zweckmässig aus ölgetränktem Kabel papier, in das leitende Beläge 35 eingewickelt sind, die gestaffelt in der Umhüllung 36 der Zuführungen 38 zur Primärwicklung ihre Fortsetzung 37 finden. Die leitenden Beläge 37 in der isolierenden Umhüllung der primär- seitigen Stroniwandlerzuführung sind mit den entsprechenden Belägen 30 in der Umhüllung der Spannungswandlerzuführting 27 galva nisch durch Leiterteile 39 verbunden,
so dah für den normalen 50-Hertz-Betrieb von der Hochspannungsspule 24 des Spannungswand lern her die Potentialverteilung ini Dielektri- kum 26 des Spannungswandlers sowie in den Umhüllungen der genannten Zuführ-.ingen ge steuert Z@rird.
Zur besseren Kopplung ist es zweckmässig, die Sekundärwicklung 33 des Stromwandlers aufzuteilen und einen Teil 40 dieser Wicklung auf dem Rückschlussjoch 32 des Stromwand lerkernes 31 anzuordnen. 41 (Fig. 2) sind Se- kundärklemmen,
welche die Verbindung der Sekundärwicklung 33 des oder der Strom wandlerkerne mit den anzuschliessenden Ge räten ermöglichen. Die Enden der Sekundär- ieklung 25 des Spannungswandlers sind an die Klemmen 42 geführt.
Bei dem in Fig. 3 gezeigten kombinierten 1Iesswandler ist der Spannungswandler unten irr einem Topf und der als Stabwandler aus- gebildete Stromwandler oben ini Ölkonserva tor untergebracht. Ölkonservator und Top; sind durch einen Stützisolator miteinander verbunden.
Der Spannungswandler 43 befindet. sich in dem mit Öl gefüllten Topf 44, auf den der Stützisolator 45 aufgesetzt ist, der oben durch einen Ölkonservator 46 abgeschlossen ist. Durch diesen Ölkonservator 46 geht ein Kup ferstab 47 hindurch, der an seinen Enden K und L in die Hochspannungsleitung einge schaltet ist. Der Kupferstab bildet den Pri märleiter eines Einleiterstromwandlers 48 mit.
diesen umgebenden ringförmigen Eisenkern, der sich auf Erdpotential befindet und von einer Sekundär wieklung 49 umschlossen ist, die durch die geschichtete Isolierstoffunihül- lLrng, mit zur Potentialsteuerung dienenden leitenden Zwischenbelägen von dein Stab 47 isoliert ist. Die Enden der Sekundärwicklung des Stroinwandler:s sind durch die isolierende Umhüllung 51 nach unten geführt, während die Hochspannungszuführung des unten lie genden Spannungswandlers durch die Umhül lung 52 geführt ist.
Die Enden der verschie denen Sekundärwiclzlungen sind an Klemmen 53 in einem Ansehlusskast.en 54 geführt und dort z. B. spritzwasserdicht gekapselt. In Fig. 4 ist insbesondere die innere Schal tung eines kombinierten Strom- und Span- nungswandlers dargestellt.
K und L bedeuten die Anschlüsse auf der Hochspannungsseite, mit Hilfe deren die in zwei Teile 55 und 56 unterteilte Primärwickl.irng des Stromwand lers mittels Sehaltstüeke 57 einmal parallel, ini andern Fall in Serie geschaltet werden kön nen. Bei der Messung eines niedrigen Stromes werden die Wicklungen 55 und 56 hinterein ander geschaltet, indem eine Verbindung zw i- sehen den Klemmen La und Kv hergestellt wird.
Bei der Messung eines hohen Stromes müssen die beiden Wicklungsgruppen 55 und 56 parallel geschaltet werden. Dies geschieht. durch die Verbindung der Klemme Ka mit Kt sowie der Klemme L,1 mit. L,,. In ähnlicher Weise kann, wie bekannt, auch eine Umschal- tung im Verhältnis 4:2:1 vorgesehn werden.
Die Verbindungen 58 und 59 zwischen den Klemmen K." Lz, KI" Lt und der unterteilten Primärwickltuig 55, 56 des Stromwandlers sind in einer gemeinsamen Isolierhülle unter- gebraeht (siehe Fig. 1 und 2). Nach der Fig. 4 ist der Stromwandler auch mit zwei ge trennten Sekundärkreisen und zwei getrenn ten Kernen 60 und 61 versehen. Die beiden Kerne sind über Leitungen 62 und 63 mit dem geerdeten Gehäuse des Wandlers verbunden.
Beide Kerne haben je eine Sekundärwicklung 65, 66, deren Enden mit<B>l k, 11</B> und 21e, \?L bezeichnet sind. Der Spannungswaridlerkern 6 7 und die Hochspannungswicklung 68 sind miteinander über die Leitungen 69 verbunden sowie an die Klemme 9, und damit an eine Phase des Hoehspannungsnetzes angeschlossen.
Die Sekundärwicklung 70 des Spannungs wandlers sitzt, wie bereits beschrieben, unmit telbar auf der Hoehspannungswicklung; ihre Enden 71,<B>72</B> und das betriebsmässig zu erdende Ende 73 der Hochspannungswicklung sind gemeinsam über eine in den Fig. 1 und 2 gezeigte Isolierhülle nach unten geführt. Die Enden 71, 72 der Seknndärwieklttng sind an Klemmen n und v, das Ende der Verbin dungsleitung 73 an eine Klemme V gelegt, die betriebsmässig über das Gehäuse geerdet ist.