CH660262A5

CH660262A5 - Stromwandler.

Info

Publication number: CH660262A5
Application number: CH719082A
Authority: CH
Inventors: Andreas Dr Plessl
Original assignee: Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date: 1982-12-10
Filing date: 1982-12-10
Publication date: 1987-03-31
Also published as: DE3247383C2; DE3247383A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Stromwandler gemäss dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ein derartiger Stromwandler ist beispielsweise aus der DE-OS 2 223 437 bekannt. Bei diesem Stromwandler sind die die Sekundärwicklungen enthaltenden Stromwandlerkerne auf einem Isolierstoffzylinder angeordnet, welcher den im Bereich der Stromwandlerkerne eingezogen ausgebildeten, hochspannungsführenden Innenleiter einer schwefelhexafluoridgefüllten, metallgekapselten Schaltanlage mit Abstand umgibt. Am Isolierstoffzylinder ist eine auf Erdpotential befindliche Abschirmung vorgesehen. Dieser Stromwandler zeichnet sich durch eine kompakte Bauweise aus und ist so ausgelegt, dass während der Prüfdauer mit einer Prüfspannung eine Gasstrecke zwischen hochspannungsführendem Innenleiter und Metallkapselung gerade durchschlagen kann. Um die etwa bei Blitzeinschlägen auftretenden steilen Spannungswanderwellen ohne Beeinträchtigung seiner Strommessfähigkeit zu verarbeiten, muss bei diesem S'tromwandler jedoch zwischen einem Ende der Abschirmung und der Metallkapselung eine aufwendige Isolation vorgesehen sein.

Es ist Aufgabe der Erfindung, den gattungsgemässen Stromwandler in einfacher Weise derart weiterzubilden, dass er auch bei mit steilen Spannungswanderwellen verknüpften Schalthandlungen der Anlage zuverlässige Messungen des Stromes des hochspannungsführenden Innenleiters durchführen kann, ohne an einem Ende der Abschirmung aufwendige Isolationen vorzusehen.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Der erfin-dungsgemässe Stromwandler zeichnet sich dadurch aus, dass sich an der Abschirmung keine nennenswerten Überspannungen ausbilden können, so dass die zumindest an einem der Enden der Abschirmung vorgesehene Isolation gegenüber der Metallkapselung äusserst geringe Abmessungen aufweisen und beispielsweise nur aus einer schmalen Gasstrecke gebildet sein kann.

Der gemäss den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 2 weitergebildete erfindungsgemässe Stromwandler weist auch beim Auftreten unerwartet steiler Spannungswanderwellen noch eine hohe Verfügbarkeit auf, welche bei Weiterbildung des Stromwandlers gemäss den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 3 noch gesteigert werden kann.

Der erfindungsgemässe Stromwandler gemäss Patentanspruch 4 stellt für verhältnismässig leichte Stromwandlerkerne eine kostengünstige Lösung dar, wo hingegen der gemäss den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 5 weitergebildete Stromwandler demgegenüber für schwere Stromwandler-kerne zu empfehlen ist.

Eine besonders einfache Konstruktion zeichnet den Stromwandler gemäss Patentanspruch 6 aus, während der gemäss Patentanspruch 7 weitergebildete Stromwandler äusserst kompakt gestaltet ist.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsge-mässen Stromwandlers anhand der Zeichnung dargestellt.

Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine Aufsicht auf einen längs des Innenleiters geschnittenen erfindungsgemässen Stromwandler, und

Fig. 2 eine Aufsicht auf einen senkrecht zum Innenleiter des Stromwandlers gemäss Fig. 1 längs II-II geführten Schnitt.

In beiden Figuren sind gleiche Teile des als Ausführungsbeispiel beschriebenen erfindungsgemässen Stromwandlers mit gleichen Bezugszeichen versehen. Mit 1 ist der hochspannungsführende Innenleiter einer mit Schwefelhexafluorid gefüllten, metallgekapselten Schaltanlage bezeichnet. Der Innenleiter 1 ist mittels zweier nicht dargestellter Isolatoren auf zwei Teilstücken einer im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildeten Metallkapselung 2 dieser Schaltanlage abgestützt. Die Teilstücke der Metallkapselung 2 sind an einer Stossstelle mit jeweils einem Flansch 3 bzw. 4 versehen. Die Flansche 3, 4 sind unter Zwischenlage einer Dichtung 5 gasdicht miteinander verschraubt. Auf der Innenfläche der Metallkapselung 2 sind in einer senkrecht auf der Rotationsachse 6 der Metallkapselung 2 stehenden Ebene drei azimutal gegeneinander um jeweils 120° versetzte Metallstege 7 angebracht, welche eine den Innenleiter

1 mit Abstand umgebende, rohrförmige Abschirmung 8 fixieren und eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Metallkapselung 2 und Abschirmung 8 bewirken.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, sind diese Stege 7 geradlinig ausgebildet und verlaufen jeweils im wesentlichen in einer die Rotationsachse 6 enthaltenden Ebene. Sie erstrecken sich ausserdem in axialer Richtung erheblich länger als in azimutaler Richtung.

Die Abschirmung 8 ist an ihren Enden gegenüber der Metallkapselung durch Ringspalten isoliert und ist mittels weiterer, jedoch aus Isolierstoff bestehender Stege 9 auf der Metallkapselung 2 abgestützt. Auf der Abschirmung 8 sind drei der Abschirmung 8 gegenüber elektrisch isolierte Stromwandlerkerne 10 angeordnet. Die aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellten Anschlüsse der die Sekundärwicklung des Stromwandlers enthaltenden Stromwandlerkerne 10 sind über ebenfalls nicht dargestellte Durchführungen in der Metallkapselung

2 zu Messzwecken nach aussen geführt. Die Innenfläche der

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Metallkapselung 2 ist im Bereich der Stromwandlerkerne 10 nahezu frei von Materialausnehmungen und -vorsprüngen.

Tritt nun beim Betrieb dieses Stromwandlers eine durch Blitzeinschläge oder durch Trennerschalthandlungen hervorgerufene hochfrequente Wanderwelle mit steilen Spannungsflan- s ken auf, so fliesst der mit dieser Wanderwelle verknüpfte Strom wegen des Skin-Effektes auf der Innenfläche der Metallkapselung 2 und der Aussenfläche des Innenleiters 1 durch den Stromwandler. Diese Wander welle kann wegen der nahezu frei von Materialausnehmungen und -vorsprüngen ausgebildeten In- io nenfläche der Metallkapselung 2 und des damit bewirkten nahezu ohne Induktivitätserhöhung gestalteten Strompfades des mit der Wanderwelle verknüpften hochfrequenten Stromes sowie wegen der zwischen Abschirmung 8 und Metallkapselung 2 geeignet angebrachten und geeignet bemessenen elektrischen Ver- 15 bindung fast ungehindert durch den Stromwandler hindurchtreten. Lediglich ein kleiner Teil des mit der Wanderwelle verknüpften Stromes wird zur Ladung der von Innenleiter 1 und Abschirmung 8 gebildeten Kapazität der Abschirmung 8 zugeführt. Da die die elektrische Verbindung zwischen Metallkapse- 20 lung 2 und Abschirmung 8 bewirkenden Metallstege 7 in azimutaler Richtung wesentlich geringer als in axialer Richtung erstreckt sind, stellen sie nur einen geringen Widerstand für den mit der Wanderwelle verknüpften hochfrequenten Strom dar, so dass dieser Strom nahezu unbeeinträchtigt durch den Strom- 25

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wandler hindurchtreten kann und an den Rohrenden der Abschirmung 8 Überspannungen erst gar nicht auftreten können.

Die Metallstege 7 zwischen Abschirmung 8 und Metallkapselung 2 können sich — wie im vorstehenden Ausführungsbeispiel beschrieben — in radialer Richtung von der Abschirmung 8 nach aussen erstrecken und zwischen Metallkapselung 2 und Abschirmung 8 vorgesehen sein, sie können aber auch sich parallel zur Rotationsachse 6 erstreckend zwischen dem einen Ende der Abschirmung 8 und der Metallkapselung 2 angebracht sein. Wichtig ist hierbei vor allem, dass die elektrische Verbindung lediglich einen kleinen Widerstand für den bei der Ausbreitung einer Wanderwelle auf der Metallkapselung 2 fliessenden hochfrequenten Strom darstellt und lediglich einen zur Ladung der von Abschirmung 8 und Innenleiter 2 gebildeten Kapazität bestimmten Teil dieses Stromes der Abschirmung 8 zuführt. Darüber hinaus kann die elektrische Verbindung mehr oder weniger als drei Stege 7 enthalten, wichtig ist jedoch, dass diese Stege 7 im wesentlichen in einer senkrecht auf der Rotationsachse 6 stehenden Ebene angeordnet sind, da hierdurch ein die Strommessung gegebenenfalls verfälschender Kurzschlussring vermieden wird. Die Isolierstoffstege 9 sind lediglich zu Zwecken der Abstützung der Abschirmung 8 vorgesehen, und können bei geeigneter Bemessung der Metallstege 7 und bei verhältnismässig leichten Stromwandlerkernen 10 ohne weiteres entfallen.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Stromwandler für eine gasisolierte, metallgekapselte Schaltanlage mit mindestens einem in einer im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildeten Metallkapselung (2) angeordneten und einen hochspannungsführenden Innenleiter (1) umgebenden Stromwandlerkern (10) und einer zwischen Stromwandlerkern (10) und Innenleiter (1) vorgesehenen und geerdeten rohrförmigen Abschirmung (8), dadurch gekennzeichnet, dass Abschirmung (8) und Metallkapselung (2) derart elektrisch leitend miteinander verbunden sind, dass nur ein zur Ladung der von Abschirmung (8) und Innenleiter (1) gebildeten Kapazität erforderlicher Teil eines bei der Ausbreitung einer Wanderwelle auf der Metallkapselung (2) fliessenden Stromes der Abschirmung (8) zugeführt wird, und dass die Innenfläche der Metallkapselung (2) im Bereich des Stromwandlerkerns (10) nahezu frei von Materialausnehmungen und -vorsprängen ist.

2. Stromwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung in mindestens einer die Rotationsachse (6) der Metallkapselung (2) enthaltenden Ebene verläuft und in axialer Richtung eine grössere Erstreckung als in azimutaler Richtung aufweist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Stromwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung mindestens zwei eine senkrecht auf der Rotationsachse (6) stehende Ebene durchsetzende und azimutal annähernd gleichmässig um die Rotationsachse (6) verteilte Teilverbindungen aufweist.

4. Stromwandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilverbindungen als die Abschirmung (8) zumindest teilweise tragende Metallstege (7) ausgebildet sind.

5. Stromwandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein weiterer die Abschirmung (8) tragender Steg (9) vorgesehen ist, welcher aus Isolierstoff besteht.

6. Stromwandler nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallstege (7) sich von der Abschirmung (8) radial nach aussen erstrecken.

7. Stromwandler nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallstege (7) sich parallel zur Rotationsachse (6) erstrecken und zwischen einem Ende der Abschirmung (8) und der Metallkapselung (2) vorgesehen sind.