Kapazitiver Spannungswandler
Gegenstand der Erfindung ist ein kapazitiver Spannungswandler, welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass sein kapazitiver Spannungsteiler in einem mit Isolierflüssigkeit gefüllten, von der Aussenluft flüssigkeitsdicht abgeschlossenen, von einem Behälter umgebenen Raum und sein induktiver Mittelspannungsteil in einem andern mit Isolierflüssigkeit gefüllten, flüssigkeitsdicht abgeschlossenen, von einem zweiten Behälter umgebenen zweiten Raum untergebracht sind, wobei beide Behälter mit den von ihnen aufgenommenen Elementen selbständige Baueinheiten bilden und nach ihrem Zusammensetzen voneinander durch einen mit beide Teile verbindenden Kontaktmitteln ausgerüsteten Zwischenraum getrennt sind.
Dieser erfindungsgemässe Aufbau bietet die Möglichkeit, den kapazitiven Spannungsteiler gegen Witterungseinflüsse und gegen vom induktiven Mittelspannungsteil herrührende Wärme zu schützen, so dass hierdurch sonst hervorgerufene Teilungsfehler vermieden sind und das Teilerverhältnis bei den verschiedensten Betriebsbedingungen und auf Zeit möglichst konstant ist. Dabei wird ausserdem noch der Vorteil erzielt, dass Mittelspannung führende Teile nicht ausserhalb der Wandleranordnung liegen.
Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Wandlers in schematischer Darstellung wiedergegeben. Der aus den beiden ölimprägnierten Kondensatoranordnungen 1 und 2 bestehende kapazitive Spannungsteiler ist in dem von der Aussenluft völlig abgeschlossenen Raum 3 untergebracht, der von dem oben durch den Federungskörper 4 und unten durch das Bodenteil 5 abgdichteten Isolator 6 gebildet ist.
Bei Verwendung eines mehrteiligen Isolators 6 bestehen die erforderlichen Verbindungsstücke ebenfalls aus Isolierstoff. Der Raum 3 ist mit öl 7 gefüllt. Die ölimprägnierten Kondensatoranordnungen 1 und 2 bestehen aus auf das Hartpapierrohr 8 aufgereihten Kondensatorrundwickeln 9. Das Hartpapierrohr 8 ist mit Schlitzen 10 versehen, welche den freien Ölzutritt zu den Kondensatorrundwickeln 9 erleichtern. Die zwischen den Kondensatoranordnungen 1 und 2 angeschlossene Leitung 11 ist innerhalb des mit Ö17 gefüllten Raumes zum induktiven Mittelspannungsteil geführt. Zu diesem Zweck ist in das Bodenteil 5 der Durchführungsisolator 12 mit dem Kontaktstück 13 flüssigkeitsdicht eingesetzt.
In dem aus Metall bestehenden und mit Ö1 14 gefüllten Kessel 15 ist der Mittelspannungsteil untergebracht. Er besteht - falls der kapazitive Teiler gleichzeitig als Koppelkondensator für Hochfrequenztelephonie mitbenutzt wird - aus der Hochfrequenzsperrdrossel 16, der Resonanzdrossel 17 und dem induktiven Spannungswandler 18. Der Kessel 15 ist durch den Deckel 19 öldicht abgeschlossen, wobei ein Porzellantopf 20 in den den Mittelspannungsteil aufnehmenden Raum (Kessel 15) hineinragt. Der Porzellantopf 20 bildet mit dem Bodenteil 5 und dem Deckel 19 den mit der Aussenluft beispielsweise über einen nicht gezeichneten Entfeuchter in Verbindung stehenden Zwischenraum 21, welcher die beiden Räume für den kapazitiven Spannungsteiler und den Mittelspannungsteil trennt.
Der Zwischenraum 21 nimmt ausser der Löschfunkenstrecke 22 das federnde Kontaktteil 23 auf, auf das das Kontaktstück 13 des Durchführungsisolators 12 drückt, um als Kontaktmittel die Verbindung zwischen dem kapazitiven Teiler und dem induktiven Mittelspannungsteil herzustellen.
Durch diesen Aufbau ist somit der kapazitive Spannungsteiler gegen Witterungseinflüsse sowie gegen ungleichmässige Eigenerwärmung im Betrieb und gegen vom induktiven Mittelspannungsteil herrührende Wärme geschützt. Mittelspannung führende Teile liegen dabei innerhalb der Wandleranordnung.
In der Fig. 2 ist ein Blockschaltbild wiedergegeben, aus dem die schaltungstechnische Verbindung der oben beschriebenen Wandlerbauteile und ihre räumliche Anordnung zu ersehen ist.
Zur Erläuterung eines weiteren Ausführungsbeispiels ist in der Fig. 3 der untere Teil des mit Öl gefüllten, den kapazitiven Spannungsteiler aufnehmenden, vom Porzellanisolator umschlossenen Raumes 101 und der den induktiven Mittelspannungsteil aufnehmende, ebenfalls mit Öl gefüllte Raum 102 gezeigt; der kapazitive Spannungsteiler ist schematisch dargestellt, während der induktive Mittelspannungsteil nicht wiedergegeben ist. Der Raum 101 und der Raum 102, von denen jeder mit den von ihm aufgenommenen Bauelementen eine fertig montierte Baueinheit bildet, sind auf den einander zugekehrten Seiten durch Platten, vorzugsweise Isolierstoffplatten, dicht abgeschlossen, und zwar der Raum 101 durch die Platte 103 und der Raum 102 durch die Platte 104.
Die Anschlussleitungen 105 und 106 des kapazitiven Spannungsteilers sind mit den in der Platte 103 flüssigkeitsdicht befestigten Kontaktstücken 107 und 108 verbunden, ebenso wie die Anschlussleitungen 109 und 110 des induktiven Mittelspannungsteils mit den in der Platte 104 flüssigkeits dicht befestigten Kontaktstücken 111 und 112 in Verbindung stehen. Nach dem Aufsetzen beider Baueinheiten mittels ihrer Flanschteile 113 und 114 entsteht zwischen dem Raum 101 und dem Raum 102 ein flacher Zwischenraum 115, in dem die als Federn 116 und 117 ausgebildeten elastischen Mittel eine elektrisch und mechanisch gute Verbindung zwischen dem kapazitiven Spannungsteiler und dem induktiven Mittelspannungsteil herstellen.
Da nach dem Aufsetzen der getrennt montierten, evakuierten und imprägnierten beiden Baueinheiten des kapazi tiven Spannungswandlers eine dichte Verschraubung erfolgt, kann der Zwischenraum 115 mit Öl gefüllt sein, so dass die Kontaktstücke auf zulässig kleinste Kriechstreckenentfernungen zueinander gebracht sein können. Sollte der Innendurchmesser des Porzellanisolators an seinem Fuss im untern Teil des Raumes 101 klein sein, so können die Platten 103 und 104 z. B. an den die Kontaktstücke 108 und 112 aufnehmenden Teilen gemäss der Ausführungsform der Fig. 4 mit kriechwegvergrössernden Rippen 118 und 119 versehen sein, welche konzentrisch ausser den Kontaktstücken 108 und 112 auch die zugehörige Feder 117 umgeben.
Statt der Kontaktstücke und Federn können auch steckerartige Kontaktmittel Verwendung finden. Die aus den Kontaktstücken 107, 111 und der Feder 116 bestehende Verbindung kann auch durch einen festen Schaltdraht erfolgen.
Capacitive voltage converter
The subject of the invention is a capacitive voltage converter, which is characterized in that its capacitive voltage divider is in a space filled with insulating liquid, sealed off from the outside air and surrounded by a container, and its inductive medium voltage part in another filled with insulating liquid, sealed off liquid-tight, by a Second space surrounding the second container are accommodated, wherein the two containers with the elements received by them form independent structural units and after their assembly are separated from one another by a space equipped with contact means connecting both parts.
This structure according to the invention offers the possibility of protecting the capacitive voltage divider against the effects of the weather and against heat from the inductive medium-voltage part, so that otherwise caused division errors are avoided and the divider ratio is as constant as possible under a wide variety of operating conditions and over time. This also has the advantage that parts carrying medium voltage are not located outside the converter arrangement.
To explain the invention, FIG. 1 shows an exemplary embodiment of the converter according to the invention in a schematic representation. The capacitive voltage divider consisting of the two oil-impregnated capacitor arrangements 1 and 2 is accommodated in the space 3 which is completely sealed off from the outside air and which is formed by the insulator 6 sealed at the top by the spring body 4 and at the bottom by the base part 5.
When using a multi-part insulator 6, the required connecting pieces are also made of insulating material. The space 3 is filled with oil 7. The oil-impregnated capacitor arrangements 1 and 2 consist of round capacitor windings 9 lined up on the hard paper tube 8. The hard paper tube 8 is provided with slots 10 which facilitate free oil access to the round capacitor windings 9. The line 11 connected between the capacitor arrangements 1 and 2 is led to the inductive medium-voltage part within the space filled with Ö17. For this purpose, the bushing insulator 12 with the contact piece 13 is inserted in a liquid-tight manner into the base part 5.
The medium-voltage part is housed in the tank 15 made of metal and filled with oil 14. If the capacitive divider is also used as a coupling capacitor for high-frequency telephony, it consists of the high-frequency blocking choke 16, the resonance choke 17 and the inductive voltage converter 18. The tank 15 is sealed oil-tight by the cover 19, with a porcelain pot 20 in the space that accommodates the medium-voltage part (Boiler 15) protrudes. The porcelain pot 20 forms with the bottom part 5 and the lid 19 the intermediate space 21 which is connected to the outside air, for example via a dehumidifier (not shown), which separates the two spaces for the capacitive voltage divider and the medium voltage part.
In addition to the quenching spark gap 22, the space 21 accommodates the resilient contact part 23, on which the contact piece 13 of the bushing insulator 12 presses in order to establish the connection between the capacitive divider and the inductive medium voltage part as a contact means.
With this structure, the capacitive voltage divider is protected against the effects of the weather and against uneven self-heating during operation and against heat from the inductive medium-voltage part. Parts carrying medium voltage are located within the converter arrangement.
In FIG. 2, a block diagram is shown, from which the circuitry connection of the converter components described above and their spatial arrangement can be seen.
To explain a further exemplary embodiment, FIG. 3 shows the lower part of the oil-filled space 101, which receives the capacitive voltage divider and is enclosed by the porcelain insulator, and the space 102 which receives the inductive medium-voltage part and is also filled with oil; the capacitive voltage divider is shown schematically, while the inductive medium voltage part is not shown. The space 101 and the space 102, each of which forms a fully assembled unit with the components it holds, are sealed on the facing sides by panels, preferably insulating panels, namely the space 101 by the panel 103 and the space 102 through plate 104.
The connection lines 105 and 106 of the capacitive voltage divider are connected to the contact pieces 107 and 108 fastened in a liquid-tight manner in the plate 103, just as the connection lines 109 and 110 of the inductive medium-voltage part are connected to the contact pieces 111 and 112 fastened in the plate 104 in a liquid-tight manner. After the two structural units have been put on by means of their flange parts 113 and 114, a flat space 115 is created between space 101 and space 102, in which the elastic means designed as springs 116 and 117 form an electrically and mechanically good connection between the capacitive voltage divider and the inductive medium voltage part produce.
Since a tight screw connection takes place after the separately assembled, evacuated and impregnated two structural units of the capacitive voltage converter have been placed, the space 115 can be filled with oil so that the contact pieces can be brought to the smallest permissible creepage distances to one another. Should the inner diameter of the porcelain insulator be small at its foot in the lower part of the room 101, the plates 103 and 104 can be e.g. B. be provided on the parts receiving the contact pieces 108 and 112 according to the embodiment of FIG.
Instead of the contact pieces and springs, plug-type contact means can also be used. The connection consisting of the contact pieces 107, 111 and the spring 116 can also be made by a solid jumper wire.