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Einrichtung zur Messung des Stromes in einem Primärleiter Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Messung des Stromes in einem Primärleiter, welcher in einer rohrförmigen Kapselung angeordnet ist, mit zentrisch eine diesen Leiter biegenden Ringbandkernen, welche Sekundärwicklungen aufweisen und in einem Isolierkörper aus Giessharz eingebettet sind.
Derartige Stromwandler dienen dem Zweck, niedergespannte Ströme in Kabeln oder Stromschienen zu messen oder sie laufend zu überwachen, wobei ein vorteilhaftes Übersetzungsverhältnis zwischen der Stromstärke im Primärleiter und der in der Sekundärwicklung zugrunde gelegt ist, um Ablesegeräte normaler Ausführung und Bemessung verwenden zu können, sowie auch um die Primärleiter für die Messung nicht auftrennen zu müssen. In Anpassung an die äussere Form der Primärleiter baut man die Wandler üblicherweise ringförmig oder man gibt ihnen die Form eines viereckigen Rahmens.
Ein solcher Wandler wird über ein Kabel oder einen runden oder irgendwie profilierten Primärleiter geschoben, wo er entweder mit seiner Innenwandung unmittelbar anliegt oder mit Hilfe verstellbarer Klemmvorrichtungen befestigt wird.
Eine bekannte Ausführung eines Niederspannungs- Aufsteckstromwandlers ist beispielsweise der Druckschrift T III/B-Stromwandler zu entnehmen, die die Firma Koch & Sterzel im April 1958 veröffentlicht hat. Der auf Seite B 20 wiedergegebene Aufsteckstromwand- ler CJ 130 ist für Innenraum-Kabel vorgesehen. Bei ihm sind Eisenkern und Sekundärwicklung allseits in Giess- harz eingegossen. Einen rahmenartigen NiederspannungSstromwandler der Type Q zeigt dieselbe Veröffentlichung auf Seite B 14.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Aufsteckstromwandler der bekannten Art zu schaffen, der auch bei Hochspannungsanlagen, insbeson- dere bei gekapselten Generatorableitungen, verwendet werden kann. Die Lösung besteht darin, dass der Innendurchmesser des Isolierkörpers mindestens fünfmal grösser ist als seine radiale Abmessung und dass der Isolierkörper mit Befestigungsmitteln an der Kapselung befestigt ist. Eine solche Anordnung bietet neben anderen Vorteilen vor allem den Vorzug, dass der zwischen dem Wandler und dem Primärleiter verbleibende Zwischenraum einen ausreichenden Durchlass für den zur Kühlung des Leiters in der Kapselung dienenden Luftstrom bietet.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der als Ring oder Rahmen ausgebildete Wandler derart beschaffen, dass er bei Anwendung einer um den Primärleiter angeordneten Kapselung, wie sie bei Generatorableitun- gen üblich ist, als Zwischenstück zwischen zwei aufeinander folgende Rohrschüsse eingesetzt werden kann. Ebenfalls können hierfür in der äusseren Zone beiderseits des Wandlerkörpers rohr- oder rahmenartige Ansätze vorgesehen sein, die mit den Kapselungsrohrenden aussen oder innen oder aussen und innen in Eingriff stehen und dabei eine Führung für die Rohre bilden.
Die Befestigung der Rohrenden an dem Wandler geschieht vorzugsweise derart, dass auf beiden Seiten des Wand- lers gegen die Stirnseiten der rohr- oder rahmenartigen Ansätze Spannringe gezogen werden, wodurch Dichtungen verformt werden, die sich dabei nach Art einer Stopfbuchsendichtung gegen die äussere Rohrwandung und gegen die Ansätze des Wandlers pressen und somit die Rohrenden festhalten und gleichzeitig gegen das Entweichen von Kühlluft oder das Eindringen von Feuchtigkeit schützen. Dabei ist ausserdem die Möglichkeit einer durch Erwärmung hervorgerufenen Ausdehnung der Kapselungsrohre in Längsrichtung gegeben.
Der zwischen dem Primärleiter mit Hochspannungs-
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potential und dem Stromwandler vorhandene, mit Luft durchsetzte Raum ist in seiner Bemessung derart gewählt, dass der Isolation der Hochspannung im wesentlichen Rechnung getragen ist und überdies der durchströmende kühlende Luftstrom kaum behindert wird, d. h., es werden Luftwirbel vermieden. Weiterhin unterbindet die grosse zwischen dem Wandler und dem Primärleiter bestehende Luftstrecke die Bildung von Kriechströmen, woraus sich eine grössere elektrische Sicherheit ergibt. Ferner kann bei der Anordnung des neuen Stromwandlers in einer Kapselung auf die erforderlichen, durch Metallisierung erzielbare Steuerungsbeläge verzichtet und damit eine Kostenersparnis herbeigeführt werden.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist aufgrund ihrer günstigen Eigenschaften insbesondere auch zur Anwendung als Hoch- und Höchststromwandler geeignet.
Eine leichtere Montage und eine günstigere Längenaufteilung der Kapselungsrohre ergeben sich, wenn der Wandler an der Aussenseite der durchgehenden Leiter- kapselung angeordnet, d. h. über die Kapselung geschoben wird. In manchen Fällen wird es auch möglich sein, den Wandler in die Kapselung hineinzuschieben und dort, d. h. an deren Innenseite, zu befestigen. Diese Einbauart wird man insbesondere dann wählen, wenn der Stromwandler nur einen schmalen Ring bildet und somit kein grosses Hindernis für den Kühlluftstrom darstellt oder wenn überhaupt keine Kühlluft erforderlich ist.
Bei dieser Einbauart des Wandlers ist es also nicht notwendig, die Kapselung des Primärleiters an einer bestimmten Stelle aufzutrennen. Das befestigen des Wandlers an der Aussen- oder Innenwand der Kapse- lung geschieht in einfacher Weise mittels elastischer Klemmstücke, die gegen die dem Wandler zugekehrte Wand gepresst werden und ein Verschieben verhindern.
Die Anordnung des Stromwandlers an der Kapse- lungswand hat weiterhin den Vorteil, den Wandler leicht gegen den Einfluss fremder Felder schützen zu können, indem man das System des Wandlers mit einem Metallmantel umgibt, der ebenfalls im Giessharz eingebettet ist und der sich in der Nähe des Wandlers-Aussendurch- messers befindet.
In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes wird der Stromwandler auf seinen Umfang bezogen in zwei oder mehr Segmente unterteilt. Diese Massnah- me bei Niederspannungs-Stromwandlern anzuwenden, ist bekannt. Sie wird hiermit auch für Hochspannung vorgeschlagen, da der Wandler gerade in ausammen- hang mit einem gekapselten Hochspannungs-Primärleiter mancherlei Vorteile bietet. So z.
B. besteht nicht nur die Möglichkeit, den zusammensetzbaren Wandler jederzeit nachträglich aussen um die bereits fertige Leiterkapse- lung herumzuhauen und dabei die Montagekosten weiter zu verringern, auch die Werkzeuge zum Vergiessen des Stromwandlers können wesentlich kleiner bemessen werden und verursachen damit geringere Gestehungskosten. Ausserdem können die an den Stosstellen der Segmente entstehenden Fugen aufgrund der Hintereinanderschal- tung der grossen Luftstrecke mit der Kapselung, insbe- sonders wenn diese z.
B. aus glasfaserverstärktem Polyester besteht, und der dadurch gegebenen geringen elektrischen Beanspruchung des Wandlers unberücksichtigt bleiben, denn Kriechströme sind dabei nicht zu erwarten.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandees wiedergegeben, und zwar zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen in eine Generatorableitung eingebauten, in Giessharz eingegossenen Stromwandler und Fig. 2 in einem Teilschnitt die Draufsicht auf diesen Wandler.
Fig. 3 und 4 einen Längsschnitt bzw. Seitenschnitt eines an der Aussenwand der Kapselung angebrachten Ringbandkernes, Fig. 5 und 6 einen Längsschnitt und eine Draufsicht eines an der Innenwand der Kapselung angebrachten Ringbandkernes.
Der Isolierkörper 1 des Wandlers umschliesst die beiden Sekundärwicklungen 2 mit ihren zugehörigen Ringbandkernen 3. Durch den ringartigen Hohlraum 4 des Wandlers greift der Primärleiter 5 hindurch, der beispielsweise aus zwei U-Profilen zusammengesetzt ist und durch nicht gezeichnete Befestigungsmittel in einer zentralen Lage innerhalb des den Primärleiter 5 umgebenden Kapselungsrohres 6 gehalten ist. An der Einbaustelle des Wandlers in die Kapselung 6, die einen eine Kühlung für den sich erwärmenden Primärleiter 5 bezweckenden Luftstrom führt, umfasst der Isolierkör- per 1 des Wandlers die beiden Rohrenden der Kapselung 6 mit seinen rohrartigen Ansätzen 7 und B.
Die Ansätze 7 sind an ihrer Innenfläche mit Aussparungen versehen, in denen sich Dichtungsringe 9 befinden. Sobald die Druckringe 10 beispielsweise mit Schrauben gegen die Stirnflächen der Ansätze 7 gezogen werden, pressen sie die Dichtungsringe 9 gleichzeitig gegen die Ansätze 7 des Isolierkörpers 1 und gegen die äussere Rohrwandung der Kapselung 6 und bewirken somit die Befestigung der Rohrenden an dem Wandler und gleichzeitig deren Abdichtung. Diese Anordnung ermöglicht ausserdem eine Längsverschiebung der Kapselungsrohre.
In den Figuren 3 und 4 ist der von zwei U-Profilen gebildete Primärleiter mit 5 bezeichnet. Dieser ist mit grossem Luftabstand 20 von einer rohrförmigen Kapse- lung 16 umgeben, die beispielsweise aus Aluminium oder Kunststoff bestehen kann. über die Aussenseite der Kapselung 16 ist der ringförmige Stromwandler 14 geschoben, der mittels elastischer Klemmleisten 15, beispielsweise aus synthetischem Kautschuk, dort fixiert ist. Die Klemmleisten 15 liegen mit Vorspannung an der Aussenfläche der Kapselung 16 auf und sind lösbar, z.
B. mittels Schraubbolzen und Muttern 18 an den Augen 19 des Wandlers 14 befestigt. Die Ringbandkerne 3 sind von den Sekundärwicklungen 2 umgeben und in den Giessharzkörper 17 eingebettet. Als Schutz gegen den Einfluss fremder Felder ist in der Nähe der äusseren Begrenzungsfläche 11 des Giessharzkörpers 17 der Metallmantel 12 eingegossen, der mit Rücksicht auf kleine Wirbelströme mit einem oder mehreren Längs- spalten versehen ist.
Der in den Figuren 5 und 6 dargestellte Stromwandler befindet sich in dem Luftspalt 20 zwischen dem Primärleiter 5 und der Kapselung 16 an deren Innenwand der Wandler 14 ebenfalls mittels elastischer Klemmleisten 15 befestigt ist, die in diesem Falle von innen nach aussengerichtet sind.
Der Wandler 14 ist als besonders schmaler Ring ausgeführt, so dass er bei 30 nicht sehr weit gegen den Primärleiter 5 vorspringt und daher den Kühlluftstrom nicht merklich hemmt. Diese Anordnung des Wandlers 14 innerhalb der Kapselung 16 empfiehlt sich im besonderen für Leiter, die keiner zusätzlichen Luftkühlung bedürfen.
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In Fig. 4 ist an den gestrichelten Stellen angedeutet, wo der Wandler 14 beispielsweise getrennt sein kann, um ihn nachträglich von aussen auf eine bereits bestehende Kapselung montieren zu können.
Die durch die Trennung des Wandlers entstehenden einzelnen Segmente werden dann zum Zwecke ihrer vollen elektrischen Wirkung und ihrer Fixierung auf der Kapselung in bekannter Weise, z. B. mittels schellenartiger Spannbänder und Verschraubungen, fest gegeneinander gepresst, womit wieder ein geschlossener Ring entsteht.