Hochspannungsdurchführung in einem elektrischen Apparat, insbesondere in einem flüssigkeitsarmen Transformator Die Erfindung betrifft eine Hochspannungsdurch führung in einem elektrischen Apparat, insbesondere in einem flüssigkeätsarmen Transformator, mti zwischen Hochspannungswicklung und Gefässwand angeordne tem Isolierzylinder, beispielsweise aus ölimprägniertem Weichpapier.
Die konstruktive Gestaltung der Durchführungen ist ein bestimmender Faktor für die Grösse des Trans formators und damit für seine Wirtschaftlichkeit.
Um den Kessel des Transformators nicht unnötig gross werden zu lassen, ist es erforderlich, das Unter teil der Durchführung so anzuordnen und auszubilden, dass das Hochspannungspotential gegen Erde bei kleinstmöglichen Isolationsabständen abgebaut werden kann und dabei die an eine Hochspannungsdurchfüh rung gestellten Bedingungen hinsichtlich ihrer elektri schen Beanspruchung und mechanischen Festigkeit erfüllt werden.
Es sind bereits einige Lösungen dieses Problems bekanntgeworden. Bei einer bekannten Durchführung wird eine Verringerung des Abstandes zwischen Hoch spannungswicklung und Gefässwand des Transforma tors dadurch erreicht, dass die Stromleiter durch Um wickeln mit Papier isoliert und aus Hartpapier beste hende Ringe derart eingewickelt sind, dass sie senk recht auf den Stromleitern stehen. Bei einer anderen Hochspannungsdurchführung sind die die Stromleiter umgebenden, aus Isolierstoff bestehenden Ringe durch Umstürzen des die Stromleiter umgebenden Papiers gebildet und parallel zur Wicklung gelegt.
Beide Durch führungen verursachen jedoch noch einen zu grossen Abstand zwischen Hochspannungswicklung und Ge- fässwand des Transformators und sind mit einem er heblichen Material- und Zeitaufwand verbunden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Abstand zwischen Hochspannungswicklung und Ge- fässwand des Transformators noch wesentlich zu ver kürzen und darüber hinaus eine Durchführung zu schaffen, die sowohl eine ausgezeichnete technische Lösung darstellt, als auch eine rationelle Fertigung ermöglicht.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass im Isolierzylinder an der Durchtrittstelle des Strom leiters und in radialer Richtung zu diesem eine von innen nach aussen stufenförmig grösser werdende Aus sparung vorgesehen ist, in die das zur Hochspannungs wicklung führende Ende des Stromleiters, dessen Iso lation analog der Aussparung im Isolierzylinder Ab stufungen aufweist,
lückenlos eingefügt ist und dass um den Stromleiter eine mit Dielektrikum versehene ke- gelstumpfartige Ausfüllung derart auf den Isolierzylin- der angeordnet ist, dass eine auf der Mantelfläche der Ausfüllung aufgebrachte erdpotentialführende Schicht nahezu senkrecht zur Abstufungsrichtung verläuft.
Die Bemessung der Ausfüllung ist in erster Linie abhängig von der Dicke der z.B. vorgesehenen Weich papierisolation des Isolierzylinders und des Strom leiters, von der Höhe der zu beherrschenden Spannung und von der Art des verwendeten Dielektrikums für die Ausfüllung.
Besonders günstig als Dielektrikum ist Transfor- matorenöl oder Chlophen, welches durch einen stumpfen Hohlkegel aus einem festen Dielektrikum, beispielsweise glasfaserverstärkten Polyester, nach aus sen begrenzt ist.
Geeignete Dielektrika für die Ausfüllung sind fer ner: Epoxydharz; Epoxydharz mit Füllstoffen, Glas gewebe, Glasfasermatte; Polyesterharz mit Füllstoffen, Glasgewebe, Glasfasermatte;
ölimprägniertes Kabel papier- Die unmittelbar auf dem Dielektrikum der Aus füllung aufgebrachte erdpotentialführende Schicht wird zweckmässigerweise aus halbleitenden oder leitenden Belegen für die Potentialsteuerung, umgeben von Drahtgewebe oder Metallfolie für die Stromleitung im Erdschlussfall, gebildet.
Wesentlich ist, dass die erdpotentialführende Schicht nahezu senkrecht zur Abstufungsrichtung verläuft, denn erst dann liegt die elektrisch geschwächte Abstufung im Gebiet geringer Feldstärke, d.h. im Gebiet der kleinsten elektrischen Beanspruchung.
Die Erfindung eignet sich insbesondere für flüssig keitsarme Transformatoren. Selbstverständlich ist sie auch bei anderen Transformatoren und elektrischen Apparaten anwendbar, wobei sich die erfindungsge- mässe Lehre nicht nur auf Durchführungen beschränkt, die seitlich durch die Gefässwand nach aussen führen, sondern sie ist sinngemäss auch für Durchführungen, die beispielsweise auf dem Transformatordeckel ange ordnet sind, übertragbar.
Die erfindungsgemässe Hochspannungsdurchfüh rung zeichnet sich durch Einfachheit und einen ver- hältnismässig geringen Aufwand aus. Durch die Erfin dung wird das Unterteil der Durchführung und damit der Abstand zwischen Hochspannungswicklung und Gefässwand des Transformators auf ein ganz geringes Mass reduziert.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 - eine Seitenansicht im Schnitt Fig. 2 - ein angenähertes Feldbild.
Mit Ziffer 1 ist der Isolierzylinder bezeichnet, der zwischen Hochspannungswicklung 4 und Gefässwand 9 angeordnet ist. Im Isolierzylinder 1 ist an der Durch- trittsstell'e des Stromleiters 2 und in radialer Richtung zu diesem eine von der Innenseite zur Aussenseite des Isolierzylinders 1 stufenförmig grösser werdende Aus sparung 3 vorgesehen, in die das zur Hochspannungs wicklung 4 führende Ende des vorzugsweise mit ölim prägniertem Kabelpapier isolierten Stromleiters 2 ein gefügt ist. Die Isolation 2 a des Stromleiters 2 ist an diesem Ende analog der Aussparung 3 im Isolierzy- linder 1 abgestuft, so dass sich beide Teile lückenlos ineinander fügen.
Als Stromleiter dient ein Kupferseil 2 b, welches sich in einem Metallrohr 2 c befindet, um die radiale Feldstärke an der Oberfläche des Kupfer seiles 2 b zu vermindern. Um den Stromleiter 2 ist eine mit Dielektrikum versehene kegel'stumpfartige Ausfüllung 5 so auf dem Isolierzylinder 1 angeordnet, dass eine auf die Mantelfläche der Ausfüllung 5 auf gebrachte erdpotentialführende Schicht 6 nahezu senk recht zur Abstufungsrichtung 7 verläuft. Dadurch ent steht im Bereich der Abstufung, die in Bezug auf die elektrische Festigkeit die schwächste Stelle darstellt, ein Ort der geringsten elektrischen Feldstärke, d.h. der kleinsten elektrischen Beanspruchung.
Diese Tatsache zeigt der angenäherte Verlauf der Äquipotentiallinien in Fig. 2.
High-voltage bushing in an electrical apparatus, in particular in a low-liquid transformer The invention relates to a high-voltage bushing in an electrical apparatus, in particular in a low-liquid transformer, with insulating cylinders arranged between the high-voltage winding and the vessel wall, for example made of oil-impregnated soft paper.
The structural design of the bushings is a determining factor for the size of the transformer and thus for its economic efficiency.
In order not to let the tank of the transformer become unnecessarily large, it is necessary to arrange and design the lower part of the bushing in such a way that the high-voltage potential to earth can be reduced with the smallest possible isolation distances and the conditions placed on a high-voltage bushing with regard to their electrical rule Stress and mechanical strength are met.
Some solutions to this problem have already become known. In a known implementation, a reduction in the distance between the high-voltage winding and the vessel wall of the transformer is achieved in that the conductors are insulated by wrapping around with paper and existing rings made of hard paper are wrapped in such a way that they are perpendicular to the conductors. In another high-voltage bushing, the insulating rings surrounding the conductors are formed by overturning the paper surrounding the conductors and placed parallel to the winding.
Both implementations, however, still cause too great a distance between the high-voltage winding and the vessel wall of the transformer and are associated with considerable material and time expenditure.
The invention is based on the object of still considerably shortening the distance between the high-voltage winding and the vessel wall of the transformer and, moreover, of creating a bushing which is both an excellent technical solution and also enables efficient production.
According to the invention, this is achieved in that in the insulating cylinder at the point of passage of the current conductor and in the radial direction to this from the inside to the outside stepwise increasing recess is provided, in which the high-voltage winding leading end of the current conductor, whose insulation is analogous to the Recess in the insulating cylinder has graduations,
is inserted without gaps and that around the conductor a truncated cone-like filling provided with dielectric is arranged on the insulating cylinder in such a way that an earth potential-carrying layer applied to the outer surface of the filling runs almost perpendicular to the gradation direction.
The dimensioning of the filling depends primarily on the thickness of the e.g. provided soft paper insulation of the insulating cylinder and the current conductor, on the level of the voltage to be controlled and on the type of dielectric used for the filling.
Transformer oil or Chlophen, which is delimited on the outside by a truncated hollow cone made of a solid dielectric, for example glass fiber reinforced polyester, is particularly advantageous as a dielectric.
Suitable dielectrics for filling are also: epoxy resin; Epoxy resin with fillers, glass fabric, glass fiber mat; Polyester resin with fillers, glass fabric, glass fiber mat;
Oil-impregnated cable paper- The layer that carries the earth potential, which is applied directly to the dielectric of the filling, is expediently formed from semiconducting or conductive documents for potential control, surrounded by wire mesh or metal foil for conducting electricity in the event of an earth fault.
It is essential that the earth potential-carrying layer runs almost perpendicular to the gradation direction, because only then is the electrically weakened gradation in the area of low field strength, i.e. in the area of the lowest electrical stress.
The invention is particularly suitable for low-liquid transformers. Of course, it can also be used with other transformers and electrical apparatus, the teaching according to the invention not only being limited to bushings that lead laterally through the vessel wall to the outside, but it is also applicable to bushings that are arranged on the transformer cover, for example , transferable.
The high-voltage bushing according to the invention is distinguished by its simplicity and relatively little effort. Through the inven tion, the lower part of the implementation and thus the distance between the high-voltage winding and the vessel wall of the transformer is reduced to a very small degree.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing. They show: FIG. 1 - a side view in section. FIG. 2 - an approximated field image.
Numeral 1 denotes the insulating cylinder which is arranged between the high-voltage winding 4 and the vessel wall 9. In the insulating cylinder 1, at the passage point of the current conductor 2 and in the radial direction to this, a recess 3 which becomes larger in steps from the inside to the outside of the insulating cylinder 1 is provided, into which the end of the high-voltage winding 4 leading to the high-voltage winding 4, preferably with oil impregnated cable paper insulated conductor 2 is inserted. The insulation 2a of the conductor 2 is stepped at this end analogous to the recess 3 in the insulating cylinder 1, so that the two parts fit into one another without any gaps.
As a conductor, a copper cable 2 b, which is located in a metal tube 2 c, to reduce the radial field strength on the surface of the copper rope 2 b. A truncated cone-like filling 5 provided with dielectric is arranged around the conductor 2 on the insulating cylinder 1 in such a way that a layer 6 carrying earth potential extends almost perpendicularly to the gradation direction 7 on the outer surface of the filling 5. This creates a location of the lowest electric field strength in the area of the gradation, which is the weakest point in terms of electrical strength, i.e. the smallest electrical stress.
This fact is shown by the approximate course of the equipotential lines in FIG. 2.