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Hochspannungs-Stromwandler Bei Niederspannungs-Stromwandlern ist es bekannt, die aktiven Teile, also Primärleiter oder -wick- lung, Sekundärwicklung und Eisenkern, vollständig in thermostarres, durch Polymerisation härtendes Niederdruckgiessharz einzugiessen, welches dem Wandler eine kompakte Form verleiht, aus der nur die Primäranschlüsse, die Sekundärklemmen und eventuell Befestigungsmittel, z. B. Gewindebüchsen, Laschen oder dergleichen, vorstehen.
Für solche Wandler ist auch bekannt, Polstermasse zwischen dem Giessharzmantel und den aktiven Teilen zu verwenden, um ein Zerspringen des Giessharzmantels infolge der Schrumpfung zu vermeiden und zu verhüten, dass bei Verwendung eines druckempfindlichen Eisenkerns der Giessharzmantel auf den Eisenkern drückt.
Für Hochspannungs-Stromwandler ist es ebenfalls bekannt, die aktiven Teile, mindestens jedoch die Hochspannungswicklung, in Niederdruck-Giess- harz einzugiessen. Der die Hochspannungswicklung umschliessende Giessharzkörper wirkt dann als Di- elektrikum und wird auf Durchschlag beansprucht. Es ist bekannt, zur Erhöhung der Durchschlagfestigkeit und zur Vermeidung von Glimmen die Aussenfläche des Giessharzkörpers als Äquipotentialfläche auszubilden und mit einem Metallbelag zu versehen bzw. zu metallisieren. Die Niederspannungswicklung und der Eisenkern können dann in eine Höhlung des metallisierten Giessharzkörpers eingefügt werden.
Anstelle von metallischen Einlagen oder metallisierten Belägen als Potentialflächen ist auch bekannt, Halbleitermaterial zu verwenden. Des weiteren ist auch bekannt, den die Hochspannungswicklung umschlie- ssenden Giessharzkörper mit Ansätzen, Rippen oder dergleichen zu versehen, um die Überschlagfestigkeit zu erhöhen und die Niederspannungswicklung und den Eisenkern nach ihrer Einfügung ebenfalls in Giessharz einzugiessen. Da eine Wicklung infolge von Kanten und ungleichmässigen Krümmungen ihrer Oberfläche keine ideale Potentialfläche bildet, mass das Dielektrikum für hohe Feldstärken dimensioniert sein, welche eine Folge der Ungleichförmigkeit und Unstetigkeit der Wicklungsoberfläche sind.
Die Dicke des Dielektri- kums kann daher nicht minimal sein. Ausserdem sollte das Dielektrikum frei von Lufteinschlüssen-sein, welche Glimmentladungen bewirken, die zur Zerstörung des Dielektrikums führen können. Die Vermeidung von Lufteinschlüssen in Giessharzkörpern erfordert besondere Massnahmen, z. B. Imprägnieren der Wicklung im Vakuum.
Die vorliegende Erfindung will diese Nachteile vermeiden. Sie betrifft Hochspannungs-Stromwandler mit vollständig in thermostarres, durch Polymeri- sation härtendes Niederdruckgiessharz eingegossenen aktiven Teilen und metallisierten Potentialflächen, welche durch einen Giessharzkörper als Hochspannungsdielektrikum zwischen je einer ihm unlösbar anhaftenden Hochspannungs- und Erdpotentialfläche gekennzeichnet sind, wobei die Hochspannungspoten- tialfläche lösbar auf einem Giesskörper angebracht ist, welcher um die Hochspannungswicklung gegossen ist.
In einer bevorzugten Bauform wird der als Hochspannungsdielektrikum dienende Giessharzkör- per um die Hochspannungspotentialfläche gegossen, wobei dieser Giessharzkörper die Erdpotentialfläche bildet, indem er aussen metallisiert ist, und die Niederspannungswicklung und der Eisenkern sind in eine Höhlung der Erdpotentialfläche eingefügt, der Zwischenraum ist mit Polstermasse ausgegossen und das Ganze in einen Schutzkörper bildendes Giessharz eingegossen.
In einer anderen bevorzugten Bauform ist in die Höhlung der die Hochspannungswicklung umgebenden Hochspannungspotentialfläche ein bandgewickelter Ringkern mit der Niederspannungswick-
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lang eingebracht und in Polstermaterial eingegossen, wobei der Polsterkörper metallisiert ist und die Erdpotentialfläche bildet und das Giessharz nicht nur als Dielektrikum zwischen die beiden Potentialflächen, sondern auch als Aussenisolation und Schutzmantel um diese herum gegossen ist, so dass der Giessharzkörper die aktiven Teile völlig umschliesst.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 den Aufriss eines Hochspannungs-Strom- wandlers im Schnitt, in Fig.2 den zugehörigen Seitenriss im Schnitt, in Fig.3 den Aufriss eines Hochspannungs-Strom- wandlers mit Ringkern im Schnitt und in Fig. 4 den zugehörigen Seitenriss im Schnitt.
Ein Hochspannungs-Stromwandler für eine Nennspannung bis etwa 6 kV besitzt, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, eine Primärwicklung 1 mit den Anschlussleitern 2 und 3,- eine Sekundärwicklung 4 und einen Eisenkern 5, welcher aus ebenen Blechen zusammengeschachtelt ist. Die Primärwicklung 1 ist in einen Giesskörper 6 eingegossen, dessen Aussenfläche eine Äquipotentialfläche bildet und mit einem leitenden Belag 7 versehen ist, der am Potential der Primärwicklung liegt. Der Giesskörper 6 dient einzig der Bildung der Äquipotentialfläche 7 .und hat keine isolierende Funktion.
Dieser Giesskörper 6 ist in einen Giessharzkörper 8 aus thermostarrem, durch Pöly- merisation härtendes Niederdruckgiessharz eingegossen. Die Aussenfläche dieses Körpers ist ebenfalls zu einer Äquipotentialfläche geformt und mit einem leitenden Belag 9 versehen, welcher am Erdpotential liegt. Der Giessharzkörper 8 bildet die vollständige, auf Durchschlag beanspruchte Hochspannungsisolation. Da der Giessharzkörper 8 als Dielektrikum zwischen den Äquipotentialflächen 7 und 9 liegt, kann die Feldstärkenverteilung ideal und die Dicke des Dielektrikums ein Minimum sein.
Die auf ein Iso- lierrohr 10 aufgewickelte Sekundärwicklung 4 wird in eine hierfür ausgesperrte Höhlung des Giessharzkörpers 8 eingeschoben und der Eisenkern 5 eingeschachtelt. Zum Schutz des Eisenkerns 8 gegen Schrumpfdruck von Giessharz ist dieser in an sich bekannter Weise in Polstermaterial eingegossen, welche auch die Höhlung des isolierenden Giessharzkörpers 8 füllt und den Polsterkörper 11 bildet. Hierfür geeignete Polstermaterialien sind ebenfalls bekannt, wie beispielsweise polymerisierendes Tungöl mit Katalysator.
Das Ganze ist in einen Mantel 12 aus thermo- starrem, durch Polymerisation härtendes Niederdruckgiessharz eingegossen, welcher Mantel dem Wandler einen mechanischen Schutz und die erforderliche ffiberschlagsfestigkeit verleiht. In bekannter Weise können in den Mantel 12 Armaturteile, wie Klemmen, Gewindebüchsen, Befestigungslaschen oder dergleichen, miteingegossen sein.
Um Glimmen im Dielektrikum zu vermeiden, müssen die leitenden Beläge 7 und 9 fest am Giess- harzkörper 8 haften und dürfen sich bei Schrumpfung oder Dehnung nicht von ihm lösen. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die Beläge auf ihrer anderen Seite lösbar sind. Hierzu wird der Giesskörper 6 vor dem Metallisieren eingefettet und der Belag 7 vor dem Eingiessen in das Giessharz gut entfettet, damit das Metall am Giessharz gut haftet und sich bei Schrumpfung oder Dehnung vom Giesskörper 6 leicht lösen kann. Der Giessharzkörper 8 wird vor dem Metallisieren ebenfalls gut entfettet, damit das Metall einwandfrei haftet, und der Belag 9 wird vor dem Eingiessen der Polstermasse eingefettet, damit er sich von dieser leicht lösen kann.
Die Erfindung lässt sich auch auf Ringkern- wandler für höhere Spannungen von etwa 10 bis 60 kV anwenden. Der Aufbau eines solchen Wand- lers ist aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich. Der Wandler enthält wieder eine Primärwicklung 1 mit den Anschlussschienen 2 und 3, eine Sekundärwicklung 4 und einen Eisenkern 5. Die Primärwicklung 1 bildet einen relativ grossen dünnen Ring und ist in einen Giesskörper 6 eingegossen, der im wesentlichen einen Ring mit kreisförmigem Ausschnitt bildet und an den Ansatzstellen der Anschlussschienen 2 und 3 zu einem Kopf erweitert ist. In diesen Ring ist, diesen kreuzend, der mit der Sekundärwicklung 4 versehene Eisenkern 5 eingebracht.
Dieser ist ein bandgewickelter, zweigeteilter Ringkern bekannter Art. Der Ringkern wird hierauf in eine ringförmige, den Giesskörper 6 ebenfalls durchdringende Giessform gebracht und diese mit Polstermasse ausgegossen. Der Polsterkörper 11 stellt im wesentlichen ähnlich wie der Giesskörper 6 einen Ring mit kreisförmigem Querschnitt dar. Die Oberflächen des Giesskörpers 6 und des Polsterkörpers 11 stellen je eine Äquipotential- fläche dar, wobei der Giesskörper 6 einen leitenden Belag 7 erhält, der mit der Primärwicklung 1 leitend verbunden ist, während der Polsterkörper 11 einen leitenden Belag 9 erhält, welcher mit dem Erd- potential verbunden ist.
Die beiden Beläge 7 und 9 werden gleichzeitig aufgebracht, indem man die beiden Giesskörper 6 und 11 nach vorherigem Einfetten metallisiert. Letztere werden hierauf in eine Lage gebracht, in der sie sich konzentrisch durchdringen, das heisst, allseitig gleichen Abstand voneinander annehmen und in einer Giessform, in welcher sie mit ihren Wicklungsanschlüssen gehalten werden können, in thermostarres, durch Polymerisation härtendes Niederdruckgiessharz eingegossen. Der auf diese Weise gebildete Giessharzkörper 8 bildet sowohl das Dielektrikum zwischen dem Hochspannungspotentialbelag 7 und dem Erdpotentialbelag 9 als auch die vollständige Aussenisolation und den mechanischen Schutz.
In diesen Giessharzkörper werden auch die erforderlichen Armaturteile, wie Sekundärklemmen, Gewindebüchsen, Befestigungslaschen und dergleichen, miteingegossen. Zur Erhöhung der Ilberschlagfestigkeit kann der Giessharzkörper in bekannter Weise Rippen, Wülste oder dergleichen aufweisen. Unter einer Schutzhaube 13 über der
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Einführstelle der Primäranschlussleiter 2 und 3 können Schutzwiderstände und Umschaltmittel für verschiedene Nennstromstärken angeordnet sein.
Die Erfindung gestattet für Hochspannungsstromwandler, welche vollständig in thermostarres, durch Polymerisation härtendes Niederd'ruckgiessharz eingegossen sind, Typenreihen in Serienfabrikation zu erzeugen, wobei der Verlauf der Feldstärke im Di- elektrikum ideal und von der Form der Primärwicklung der Reihentypen unabhängig und die Dicke des Dielektrikums ein Minimum ist. Dadurch wird erreicht, dass auch Volumen und Gewicht der Wand- ler minimal sind. Dem Giessharz können auch zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit hierfür bekannte Füllstoffe zugesetzt werden.