CH669062A5 - MEASURING CONVERTER FOR HIGH VOLTAGE. - Google Patents
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Description
BESCHREIBUNG Die vorhegende Erfindung betrifft einen Messwandler für Hochspannung mit einem Kopfteil, einem Sockelteil und einem' dazwischen hegenden Durchführungsteil, mit mindestens einer den Durchführungsteil durchdringenden an mindestens einem im Kopf- und/oder Sockelteil des Messwandlers untergebrachten Aktivteil angeschlossenen elektrisch leitenden Verbindung und mit einer aus mindestens einer gegossenen und gehärteten Masse bestehenden mindestens einen Teil des Aktivteils und die Verbindung umgehenden Hochspannungsisolation. DESCRIPTION The present invention relates to a transducer for high voltage with a head part, a base part and a feed-through part lying therebetween, with at least one electrically conductive connection connected to at least one active part accommodated in the head and / or base part of the transducer and penetrating the feed-through part at least one cast and hardened mass consisting of at least part of the active part and the connection bypassing high-voltage insulation.
Ein Messwandler der eingangs erwähnten Art ist aus der CH-PS 400.345 bekannt. In dieser Druckschrift sind ein Giess-harzspannungswandler in Topfbauweise und ein Giessharz-stromwandler in Kopfbauweise beschrieben, die infolge der gegenläufigen Konizität der Giessharzisolierkörper dicht nebeneinander gestellt werden können. Ein grosser Nachteil dieser mit einer spröden Hochspannungsisolation aus gehärtetem Giessharz versehenen Messwandler besteht darin, dass zwischen dem Aktivteil des Messwandlers und der Giessharzisolation eine Polsterung erforderlich ist, sonst könnte die Giessharzisolation bei thermischer Ausdehnung des Aktivteils gespalten werden. Die Anwendung einer Polsterung ist nicht nur mit wirtschaftlichen Nachteilen verbunden, sondern verursacht auch technische Schwierigkeiten bei der Herstellung einer hohlraumfreien Bindung des Giessharzes an der Oberfläche potentialführender Teile. Hohlräume würden durch Glimmentladungen zur Zerstörung des Messwandlers führen. Ein weiterer Nachteil dieses Messwandlers ist darin zu sehen, dass im Falle eines elektrischen Durchschlages in der Hochspannungsisolation die festen, in Scherben gehenden Teile der Giessharzisolation explosionsartig in die Umgebung geschleudert werden, wodurch Menschen und benachbarte Anlagenteile gefährdet sind. Ausserdem sind die Kriechstromfestigkeit und die Wetterbeständigkeit von Giessharzisolierkörpern unbefriedigend. Die CH-PS 460.160 zeigt einen weiteren giessharzisolierten kombinierten Messwandler, der auch mit den vorerwähnten Nachteilen behaftet ist. Um die Kriechstromfestigkeit und die Wetterbeständigkeit eines Isolators aus Giessharz zu verbessern, hat man nach der CH-PS 468.060 die Giessharzisolation mit einer verhältnismässig dünnen äusseren Schicht aus Silikonkautschuk überzogen. Die äussere Silikonkautschukschicht weist eine hohe Kriechstromfestigkeit und eine gute Wetterbeständigkeit auf, wobei der innere starre Giessharzkörper die thermischen Dehnungen eines allfälligen darin eingebetteten Metallteiles auch nur mit einer dazwischenliegenden Polsterung ohne Schaden ertragen kann. Die mit einer Polsterung zusammenhängenden vorerwähnten Nachteile bleiben daher hier auch bestehen. A transducer of the type mentioned is known from CH-PS 400.345. This publication describes a cast resin voltage converter in a pot design and a cast resin current converter in a head design, which can be placed close to each other due to the opposite conicity of the cast resin insulating body. A major disadvantage of this transducer, which is provided with brittle high-voltage insulation made of hardened cast resin, is that padding is required between the active part of the transducer and the cast resin insulation, otherwise the cast resin insulation could be split if the active part expands thermally. The use of upholstery is not only associated with economic disadvantages, but also causes technical difficulties in the production of a cavity-free binding of the casting resin on the surface of potential-carrying parts. Cavities would lead to the destruction of the transducer by glow discharges. Another disadvantage of this transducer is that in the event of an electrical breakdown in the high-voltage insulation, the solid, shattered parts of the cast resin insulation are thrown explosively into the environment, putting people and neighboring parts of the system at risk. In addition, the tracking resistance and the weather resistance of cast resin insulating bodies are unsatisfactory. CH-PS 460.160 shows another cast resin-insulated combined measuring transducer, which also has the aforementioned disadvantages. In order to improve the leakage current resistance and the weather resistance of an insulator made of cast resin, the cast resin insulation was covered with a relatively thin outer layer of silicone rubber according to CH-PS 468.060. The outer silicone rubber layer has a high tracking resistance and good weather resistance, whereby the inner rigid cast resin body can only withstand the thermal expansions of any metal part embedded in it with an intermediate padding without damage. The aforementioned disadvantages associated with upholstery therefore also remain here.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Messwandler der eingangs erwähnten Gattung anzugeben, der wirtschaftlich vorteilhaft ist, ohne eine Polsterung zwischen den eingebetteten Metallteilen und der Hochspannungsisolation des Messwandlers betriebsfähig ist und selbst im Falle eines allfälligen elektrischen Durchschlages in der Hochspannungsisolation keine Menschen und benachbarten Anlagenteile gefährdet. The object of the present invention is to provide a transducer of the type mentioned at the outset, which is economically advantageous, is operable without padding between the embedded metal parts and the high-voltage insulation of the transducer and even in the event of an electrical breakdown in the high-voltage insulation, no people and neighboring system parts at risk.
Die gestellte Aufgabe ist dadurch gelöst, dass die gesamte Hochspannungsisolation gummiartig elastisch ist und eine Shore-A-Härte zwischen 25 und 98 aufweist und dass das tragende Skelett des Messwandlers aus einer starren Verschalung um den Aktivteil und aus einem mit dieser Verschalung starr verbundenen den Durchführungsteil durchdringenden die elektrische Verbindung aufnehmenden Rohr besteht. Durch diese Massnahme ist der Messwandler sehr einfach und daher wirtschaftlich vorteilhaft ausgebildet. Die gummiartig elastische Hochspannungsisolation erübrigt eine Polsterung zwischen den eingebetteten Metallteilen und der Hochspannungsisolation. Die mechanisch nicht stabile Hochspannungsisolation wird durch das tragende Skelett gehalten. Die gummiartig elastische Hochspannungsisolation wird bei einem allfälligen elektrischen Durchschlag in der Hochspannungsisolation nur örtlich zerstört, explodiert nicht und gefährdet somit weder Menschen noch die übrigen Anlagenteile. The object is achieved in that the entire high-voltage insulation is rubber-like elastic and has a Shore A hardness between 25 and 98 and that the load-bearing skeleton of the transducer consists of a rigid formwork around the active part and a lead-through part rigidly connected to this formwork penetrating pipe which receives the electrical connection. This measure makes the transducer very simple and therefore economically advantageous. The rubber-like elastic high-voltage insulation eliminates the need for padding between the embedded metal parts and the high-voltage insulation. The mechanically unstable high-voltage insulation is held by the supporting skeleton. The rubber-like elastic high-voltage insulation is only locally destroyed in the event of an electrical breakdown in the high-voltage insulation, does not explode and thus endangers neither people nor the other system parts.
Die Hochspannungsisolation kann mindestens teilweise aus The high voltage insulation can at least partially
5 5
10 10th
15 15
20 20th
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Silikonkautschuk bestehen. Die gummiartige Elastizität, die hohe Kriechstromfestigkeit und die gute Wetterbeständigkeit dieses Materials sind vorteilhaft. Silicone rubber exist. The rubber-like elasticity, the high tracking resistance and the good weather resistance of this material are advantageous.
Die Hochspannungsisolation kann aus einer mindestens eine hohe elektrische Durchschlagsfestigkeit aufweisenden inneren Teilisolation und aus einer daran gebundenen, aussen durch die Umgebungsluft bestreichbaren kriechstrom- und wetterfesten äusseren Teilisolation zusammengesetzt sein. Dabei kann die innere Teilisolation eine höhere Shore-A-Härte aufweisen als die äussere Teilisolation. Bei dieser zasammengesetzten Hochspannungsisolation ist es möglich, für die innere Teilisolation ein wirtschaftlich vorteilhafteres gummiartig elastisches Material zu wählen. Dadurch, dass die innere Teilisolation eine höhere Shore-A-Härte aufweist, kann die mechanische Stabilität des gesamten Messwandlers erhöht werden. The high-voltage insulation can be composed of an inner partial insulation which has at least a high dielectric strength and an external partial insulation which is bonded to it and can be leak-proof and weatherproof and can be covered by the ambient air. The inner partial insulation can have a higher Shore A hardness than the outer partial insulation. With this composite high-voltage insulation, it is possible to choose an economically more advantageous rubber-like elastic material for the inner partial insulation. Because the inner partial insulation has a higher Shore A hardness, the mechanical stability of the entire transducer can be increased.
Vorteilhafterweise ist die Hochspannungsisolation einer mechanischen Beanspruchung ausgesetzt, bei welcher das Verhältnis des Betrages der Shore-A-Härte zum Betrag der in N/mm2 ausgedrückten mechanischen Beanspruchung mindestens 100 beträgt. Durch die Einhaltung dieser Grenze ist erreichbar, dass die Hochspannungsisolation ihre Form mit einer zulässigen Toleranz beibehält. The high-voltage insulation is advantageously subjected to a mechanical stress in which the ratio of the amount of Shore A hardness to the magnitude of the mechanical stress expressed in N / mm 2 is at least 100. By adhering to this limit it can be achieved that the high-voltage insulation maintains its shape with a permissible tolerance.
Die Hochspannungsisolation im Kopfteil kann eine von der Verschalung beabstandete, als Messelektrode eines kapazitiven Teilers dienende Elektrode aufweisen. Bei Einhaltung der Grenze der mechanischen Beanspruchung der Hochspannungsisolation kann mit der in die Hochspannungsisolation eingebetteten Messelektrode ein kapazitiver Teiler ausreichender Genauigkeit gebildet werden. The high-voltage insulation in the head part can have an electrode which is spaced apart from the casing and serves as a measuring electrode of a capacitive divider. If the limit of the mechanical stress on the high-voltage insulation is adhered to, a capacitive divider of sufficient accuracy can be formed with the measuring electrode embedded in the high-voltage insulation.
Die Hochspannungsisolation kann am Kopfteil und/oder am Sockelteil mindestens teilweise mit einer gummiartig elastischen elektrisch leitenden Schicht überzogen sein. Diese elektrisch leitende Schicht kann ihrerseits mit einer gummiartig elastischen Schutzschicht zugedeckt sein. Die an den Kopf- oder Sockelteilen erforderlichen Potentialbeläge sind auf diese Weise einfach herstellbar. Sie haften an der Oberfläche der Hochspannungsisolation und folgen deren Bewegungen. Eine elastische Schutzschicht schützt die leitende Schicht gegen mechanische Einflüsse. The high-voltage insulation can be at least partially covered with a rubber-like, elastic, electrically conductive layer on the head part and / or on the base part. This electrically conductive layer can in turn be covered with a rubber-like elastic protective layer. The potential coverings required on the head or base parts can be easily produced in this way. They adhere to the surface of the high-voltage insulation and follow their movements. An elastic protective layer protects the conductive layer against mechanical influences.
Das aus einer Verschalung und aus einem Rohr gebildete tragende Skelett des Messwandlers weist vorteilhafterweise an seiner elektrisch leitenden Oberfläche eine aus einem elektrisch mindestens halbleitenden Material bestehende an der Hochspannungsisolation haftende Schicht auf. Durch diese Massnahme kann eine allfällige mit Hohlraumbildung verbundene Ablösung der Hochspannungsisolation von der Verschalung und vom Rohr des Skelettes unwirksam gemacht werden. The supporting skeleton of the measuring transducer, which is formed from a casing and from a tube, advantageously has on its electrically conductive surface a layer consisting of an electrically at least semiconducting material and adhering to the high-voltage insulation. This measure can make any separation of the high-voltage insulation from the casing and the tube of the skeleton, which is associated with the formation of cavities, ineffective.
Ein Messwandler in Form eines Kopfstromwandlers ist vorteilhafterweise mit einer mechanisch entlasteten Hochspannungsisolation versehen, wobei der Hochspannungspotential aufweisende Primärleiter des Kopfstromwandlers vom am Sockelteil abgestützten tragenden Skelett des Messwandler mechanisch unabhängig und durch angrenzende Teile einer Hochspannungsanlage getragen ist. Diese mechanische Entlastung der Hochspannungsisolation sichert auch bei relativ weichem Isolationsmaterial die Formbeständigkeit der Hochspannungsisolation und erlaubt die Anwendung verhältnismässig schwerer, bei Hochstromanlagen notwendigen Primärleiter. A measuring transformer in the form of a head current transformer is advantageously provided with mechanically relieved high-voltage insulation, the primary conductor of the head current transformer having high voltage potential being mechanically independent of the supporting skeleton of the measuring transformer supported on the base part and being carried by adjacent parts of a high-voltage system. This mechanical relief of the high-voltage insulation ensures the dimensional stability of the high-voltage insulation even with relatively soft insulation material and allows the use of relatively heavy primary conductors which are necessary in high-current systems.
Die vorliegende Erfindung überwindet ein in der Fachwelt herrschendes Vorurteil bezüglich der Anwendung einer ausschliesslich aus einem gummiartig elastischen Material bestehenden Hochspannungsisolation für einen Messwandler. Obwohl eine gummiartig elastische Hochspannungsisolation für biegsame Kabelenden in Form einer auf das Kabelende aufschiebbaren Endmuffe ohne ein mechanisch tragendes starres Skelett beispielsweise aus der DE-PS 2.994.120 vorbekannt war, wurde für Hochspannungsmesswandler nur eine starre, meistens aus Giessharz bestehende Hochspannungsisolation angewandt, oder bei einer mechanisch nicht tragfähigen Hochspannungsisolation ein Porzellanisolator als Tragelement eingesetzt. The present invention overcomes a prejudice prevailing in the technical field regarding the use of a high-voltage insulation consisting exclusively of a rubber-like elastic material for a measuring transducer. Although a rubber-like elastic high-voltage insulation for flexible cable ends in the form of an end sleeve that can be pushed onto the cable end without a mechanically load-bearing rigid skeleton was known, for example from DE-PS 2,994,120, only a rigid, mostly made of cast resin high-voltage insulation was used for high-voltage transducers, or at a porcelain insulator is used as a supporting element in a mechanically unsustainable high-voltage insulation.
Im folgenden werden anhand der beliegenden Zeichnungen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen: Two exemplary embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the attached drawings. Show it:
Fig. 1 Aufriss-Schnitt und Fig. 1 elevation section and
Fig. 2 den Seitenriss-Schnitt eines Kopfstromwandlers für Hochspannung, 2 shows the side elevation section of a top current transformer for high voltage,
Fig. 3 den Aufriss-Schnitt und Fig. 3 shows the elevation section and
Fig. 4 den Seitenriss-Schnitt eines Spannungswandlers für Hochspannung. Fig. 4 shows the side elevation section of a voltage converter for high voltage.
In Fig. 1 ist ein Stromwandler in Kopfbauweise dargestellt. Der im Kopfteil untergebrachte Aktivteil dieses Kopfstromwandlers besteht aus den beiden ringförmigen mit den Sekundärwicklungen 1, 2 bewickelten Eisenkernen 3, 4. Den Aktivteil durchdringt der Primärleiter 5. Die elektrisch leitenden an den Sekundärwicklungen 1, 2 des Stromwandlers angeschlossenen, in den Figuren 1 und 2 nicht näher dargestellten Verbindungen führen durch den Durchführungsteil zum Sockelteil 6 des Stromwandlers, wo sie von aussen an entsprechenden Anschlussklemmen zugänglich sind. In Fig. 1, a current transformer is shown in a head design. The active part of this overhead current transformer housed in the head part consists of the two ring-shaped iron cores 3, 4 wound with the secondary windings 1, 2. The active part penetrates the primary conductor 5. The electrically conductive ones connected to the secondary windings 1, 2 of the current transformer, in FIGS. 1 and 2 Connections, not shown, lead through the lead-through part to the base part 6 of the current transformer, where they are accessible from the outside at corresponding connection terminals.
Die gesamte Hochspannungsisolation 7 des Stromwandlers besteht aus einem gummiartig elastischen Material, dessen Shore-A-Härte im allgemeinen zwischen 25 und 98 liegen kann. Solche Materialen gehören zur Gruppe der Elastomere. Bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Stromwandler ist eine aus kaltvernetzendem Silikonkautschuk mit einer Shore-A-Härte von 50 bestehende Hochspannungsisolation 7 eingesetzt. Die mechanische Beanspruchung dieser Hochspannungsisolation 7 überschreitet eine bestimmte Grenze nicht, wodurch die Formbeständigkeit und eine gleichbleibende elektrische Beanspruchung gewährleistet bleibt. Die zulässige Grenze der mechanischen Beanspruchung liegt dort, wo das Verhältnis des Betrages der Shore-A-Härte zum Betrag der in N/mm2 ausgedrückten mechanischen Beanspruchung mindestens 100 beträgt. Nachdem die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Hochspannungsisolation 7 eine Shore-A-Härte von 50 aufweist, sollte die mechanische Beanspruchung der Hochspannungsisolation den Wert von 0,5 N/mm2 nicht überschreiten. Bei dieser Beanspruchung ist es möglich, in die Hochspannungsisolation 7 im Kopfteil des Stromwandlers eine Messelektrode 8 einzubauen. Diese Messelektrode 8 ist der Messabgriff eines kapazitiven Teilers, der zwischen der hochspannungsführenden elektrisch leitenden Schicht 9 um den Kopfteil einerseits und der elektrisch leitenden inneren Verschalung 10 um den Aktivteil anderseits angeordnet ist. Die Messgenauigkeit des kapazitiven Teilers bleibt in zulässigen Grenzen, wenn die mechanische Beanspruchung die vorerwähnte Grenze nicht überschreitet. The entire high-voltage insulation 7 of the current transformer consists of a rubber-like elastic material whose Shore A hardness can generally be between 25 and 98. Such materials belong to the group of elastomers. In the current transformer shown in FIGS. 1 and 2, a high-voltage insulation 7 consisting of cold-curing silicone rubber with a Shore A hardness of 50 is used. The mechanical stress on this high-voltage insulation 7 does not exceed a certain limit, as a result of which the dimensional stability and a constant electrical stress remain guaranteed. The permissible limit of the mechanical load is where the ratio of the amount of Shore A hardness to the amount of the mechanical load expressed in N / mm2 is at least 100. After the high-voltage insulation 7 shown in FIGS. 1 and 2 has a Shore A hardness of 50, the mechanical stress on the high-voltage insulation should not exceed the value of 0.5 N / mm 2. With this stress, it is possible to install a measuring electrode 8 in the high-voltage insulation 7 in the head part of the current transformer. This measuring electrode 8 is the measuring tap of a capacitive divider, which is arranged between the high-voltage, electrically conductive layer 9 around the head part on the one hand and the electrically conductive inner casing 10 around the active part on the other. The measuring accuracy of the capacitive divider remains within the permissible limits if the mechanical stress does not exceed the aforementioned limit.
Um die gewünschte mechanische Stabilität des Stromwandlers bei einer gummiartig elastischen Hochspannungsisolation 7 zu erreichen, besteht das mechanisch tragende Skelett des Stom-wandlers aus der starren Verschalung 10 um den Aktivteil des Stromwandlers und aus einem mit dieser Verschalung 10 starr verbundenen Rohr 11. Das Rohr 11 ist am Sockelteil 6 des Stromwandlers starr befestigt. Der Sockelteil 6 seinerseits ist ortsfest. In order to achieve the desired mechanical stability of the current transformer with a rubber-like elastic high-voltage insulation 7, the mechanically load-bearing skeleton of the current transformer consists of the rigid casing 10 around the active part of the current transformer and of a pipe 11 rigidly connected to this casing 10. The pipe 11 is rigidly attached to the base part 6 of the current transformer. The base part 6 in turn is stationary.
Um die Hochspannungsisolation 7 mechanisch zu entlasten, ist der Primärleiter 5 vom am Sockelteil 6 abgestützten tragenden Skelett unabhängig an einem angrenzenden Teil 12 einer Hochspannungsanlage befestigt. Der angrenzende Teil 12 kann die Anschlusstelle eines Leistungsschalters, eines Trennschalters, eines Überspannungsabieiters, eines Stützisolators, einer ortsfesten Sammelschiene oder irgendein den Primärleiter 5 tragender Anlagenteil sein. In order to mechanically relieve the high-voltage insulation 7, the primary conductor 5 is independently fastened to an adjacent part 12 of a high-voltage system by the supporting skeleton supported on the base part 6. The adjacent part 12 can be the connection point of a circuit breaker, a circuit breaker, a surge arrester, a post insulator, a fixed busbar or any part of the system carrying the primary conductor 5.
Am Kopfteil ist die Hochspannungsisolation 7 des Stromwandlers mit einer gummiartig elastischen elektrisch leitenden Schicht 9 überzogen. Diese Schicht 9 besteht aus einem addi-tionsvernetzten, durch Russzugabe elektrisch leitend gemachten The high-voltage insulation 7 of the current transformer is covered on the head part with a rubber-like, elastic, electrically conductive layer 9. This layer 9 consists of an addition-crosslinked, made electrically conductive by adding carbon black
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Silikonkautschuk, weist eine Shore-A-Härte von 55 auf und ist bei Temperaturen zwischen 180 und 200° C auf die Hochspannungsisolation 7 aufvulkanisiert. Die Schicht 9 ist im Übergangsbereich zwischen Kopfteil und Durchführungsteil mit einem elektrisch leitenden Ring 13 abgeschlossen. Die elektrisch leitende Schicht 9 ist im Lochbereich des Kopfteils unterbrochen, um eine Kurzschlusswindung um die Eisenkerne 3 und 4 zu vermeiden. Beidseitig des für den Primärleiter 5 vorgesehenen Loches am Kopfteil des Stromwandlers sind zwei mittels elektrisch isolierender Zugbolzen 14 zusammengehaltene Isolier-stoffplatten 15 angebracht. Die zentrale Öffnung ist an diesen Isolierstoffplatten 15 so gross, dass sich der Primärleiter 5 daran nicht abstützt. Unter einer der beiden Isolierstoffplatten 15 ist ein mit dem Primärleiter 5 elektrisch leitend verbundener in den Figuren nicht dargestellter Verbindungsdraht eingeklemmt. Dieser Verbindungsdraht stellt zwischen dem Primärleiter 5 und der elektrisch leitenden Schicht 9 eine Potentialverbindung her. Silicone rubber, has a Shore A hardness of 55 and is vulcanized onto the high-voltage insulation 7 at temperatures between 180 and 200 ° C. The layer 9 is closed in the transition region between the head part and the lead-through part with an electrically conductive ring 13. The electrically conductive layer 9 is interrupted in the hole region of the head part in order to avoid a short circuit turn around the iron cores 3 and 4. On both sides of the hole provided for the primary conductor 5 on the head part of the current transformer, two insulating material plates 15 are attached which are held together by means of electrically insulating tension bolts 14. The central opening on these insulating material plates 15 is so large that the primary conductor 5 is not supported on it. A connecting wire (not shown in the figures), which is electrically conductively connected to the primary conductor 5, is clamped under one of the two insulating material plates 15. This connecting wire establishes a potential connection between the primary conductor 5 and the electrically conductive layer 9.
In Hochspannungsanlagen können Anordnungen getroffen werden, bei welchen in unmittelbarer Nähe des Stromwandlers keine mechanisch tragenden angrenzenden Teile 12 vorhanden sind. Für solche Anordnungen ist vorgesehen, die zentralen Öffnungen an den Isolierstoffplatten 15 dem Durchmesser des Primärleiters 5 anzupassen. Der passend in den zentralen Öffnungen der Isolierstoffplatten 15 sitzende Primärleiter 5 wird in diesem Fall durch das aus dem Rohr 11 und aus der Verschalung 10 gebildete Skelett und durch die zwischen der Verschalung 10 und den Isolierstoffplatten 15 liegende Hochspannungsisolation 7 getragen. In diesem Fall ist aber dafür zu sorgen, dass die Anschlussleitungen der Hochspannungsanlage mechanisch weitgehend entlastet am Primärleiter 5 angeschlossen sind. Der Stromwandler soll keine Stützfunktionen übernehmen müssen. Der Primärleiter 5 kann um die Eisenkerne 3 und 4 auch mehrere Windungen bilden, wie es aus der Stromwandlerbautechnik, z.B. aus der CH-PS 460.160 bereits bekannt ist. In diesem Fall halten die Isolierstoffplatten 15 die Anschlussbolzen des Stromwandlers. In high-voltage systems, arrangements can be made in which there are no mechanically load-bearing adjacent parts 12 in the immediate vicinity of the current transformer. For such arrangements, provision is made to adapt the central openings on the insulating material plates 15 to the diameter of the primary conductor 5. In this case, the primary conductor 5, which fits in the central openings of the insulating material plates 15, is carried by the skeleton formed from the tube 11 and the casing 10 and by the high-voltage insulation 7 lying between the casing 10 and the insulating material plates 15. In this case, however, care must be taken to ensure that the connection lines of the high-voltage system are connected to the primary conductor 5 in a largely mechanically relieved manner. The current transformer should not have to perform any support functions. The primary conductor 5 can also form several turns around the iron cores 3 and 4, as is the case in current transformer construction technology, e.g. is already known from CH-PS 460.160. In this case, the insulating material plates 15 hold the connection bolts of the current transformer.
Das aus der Verschalung 10 und aus dem Rohr 11 gebildete tragende Skelett des Stromwandlers ist an seiner elektrisch leitenden Oberfläche mit einer elektrisch halbleitenden Schicht 16 versehen. Um diese Schicht 16 herzustellen, wird ein Halbleiterpapierband auf das Skelett gewickelt. Diese halbleitende Schicht 16 wird beim Giessen der Hochspannungsisolation 7 vom gegossenen Material durchdrungen, wodurch eine gute Haftung zwischen der halbleitenden Schicht 16 und der Hochspannungsisolation 7 entsteht. Dank dieser guten Haftung und der elektrischen Verbindung zwischen dem elektrisch leitenden Skelett und der halbleitende Schicht 16 können allfällige unerwünschte elektrisch beanspruchte Hohlräume an der Oberfläche des Skelettes vermieden werden. Anderseits wird durch die halbleitende Schicht 16 der Potentialsprung an der Oberfläche des Skelettes vermindert. The supporting skeleton of the current transformer formed from the casing 10 and from the tube 11 is provided with an electrically semiconducting layer 16 on its electrically conductive surface. To make this layer 16, a semiconductor paper tape is wound on the skeleton. This semiconducting layer 16 is penetrated by the cast material when the high-voltage insulation 7 is poured, as a result of which good adhesion is created between the semiconducting layer 16 and the high-voltage insulation 7. Thanks to this good adhesion and the electrical connection between the electrically conductive skeleton and the semiconducting layer 16, any undesired electrically stressed cavities on the surface of the skeleton can be avoided. On the other hand, the semiconducting layer 16 reduces the potential jump on the surface of the skeleton.
Die Figuren 3 und 4 zeigen einen Spannungswandler im Aufriss-Schnitt und im Seitenriss-Schnitt. Der Aktivteil des Spannungswandlers ist im Sockelteil untergebracht. Der Eisenkern 17 ist mittels Stäbe 18 an einer Bodenplatte 19 befestigt. Die Sekundärwicklung 20 und die Primärwicklung 21 sind am Eisenkern 17 abgestützt. Um die Primärwicklung 21 ist eine die Form eines aufgeschlitzten Zylinders aufweisende Verschalung 22 angebracht. An dieser Verschalung 22 ist ein elektrisch leitendes Rohr 23 starr befestigt. Das Rohr 23 und die damit starr verbundene Verschalung 22 bilden das mechanisch tragende Skelett des Spannungswandlers. Figures 3 and 4 show a voltage converter in elevation section and in side elevation section. The active part of the voltage converter is housed in the base part. The iron core 17 is fastened to a base plate 19 by means of rods 18. The secondary winding 20 and the primary winding 21 are supported on the iron core 17. Around the primary winding 21, a form 22 having the shape of a slit cylinder is attached. An electrically conductive tube 23 is rigidly attached to this formwork 22. The tube 23 and the casing 22 rigidly connected to it form the mechanically load-bearing skeleton of the voltage converter.
Die Hochspannungsisolation besteht aus einer inneren Teilisolation 24 und aus einer daran gebundenen äusseren Teilisolation 25. Die innere Teilisolation 24 ist auf das mit einer halbleitenden Schicht 16 versehene tragende Skelett aufgebracht und weist eine hohe elektrische Durchschlagsfestigkeit auf. Für diese innere Teilisolation 24 ist ein aus reaktiven Polysiloxanen und organischen Thermoplasten durch ein besonderes Polymerisationsverfahren gewonnener Kunststoff eingesetzt, der im Handel beispielsweise unter der Bezeichnung «Wacker m-Polymere» der Firma Wacker-Chemie GmbH, 8000 München 2 erhältlich ist. Die äussere Teilisolation 25 ist aussen durch die Umgebungsluft bestreichbar und besteht aus einem kriechstrom- und wetterfesten Material, aus Silikonkautschuk. Die innere Teilisolation 24 weist eine Shore-A-Härte von 70 und die äussere Teilisolation 25 eine von 28 auf. Die härtere innere Teilisolation 24 sichert eine befriedigende mechanische Stabilität des Spannungswandlers. The high-voltage insulation consists of an inner partial insulation 24 and an outer partial insulation 25 bonded to it. The inner partial insulation 24 is applied to the supporting skeleton provided with a semiconducting layer 16 and has a high dielectric strength. For this inner partial insulation 24, a plastic obtained from reactive polysiloxanes and organic thermoplastics by a special polymerization process is used, which is commercially available, for example, under the name “Wacker m-Polymer” from Wacker-Chemie GmbH, 8000 Munich 2. The outer partial insulation 25 can be coated on the outside by the ambient air and consists of a leakage current and weatherproof material, made of silicone rubber. The inner partial insulation 24 has a Shore A hardness of 70 and the outer partial insulation 25 one of 28. The harder inner partial insulation 24 ensures satisfactory mechanical stability of the voltage converter.
Die innere Teilisolation 24 ist im Sockelteil des Spannungswandlers mit einer elektrisch leitenden, geerdeten Schicht 26 versehen, diese Schicht 26 ist auf die innere Teilisolation 24 aufvulkanisiert und weist eine Shore-A-Härte von 55 auf. Die Schicht 26 ist im Übergangsbereich zwischen dem Sockelteil und dem Durchführungsteil mit einem Ring 27 abgeschlossen. The inner partial insulation 24 is provided in the base part of the voltage converter with an electrically conductive, grounded layer 26, this layer 26 is vulcanized onto the inner partial insulation 24 and has a Shore A hardness of 55. The layer 26 is closed with a ring 27 in the transition region between the base part and the lead-through part.
Auf die elektrisch leitende, geerdete Schicht 26 ist eine gummiartig elastische Schutzschicht 28 aus Silikonkautschuk aufgebracht. Diese Schutzschicht 28 weist eine Shore-A-Härte von 28 auf und schützt die darunterliegende elektrisch leitende Schicht 26 gegen mechanische und witterungsbedingte Einflüsse. A rubber-like elastic protective layer 28 made of silicone rubber is applied to the electrically conductive, grounded layer 26. This protective layer 28 has a Shore A hardness of 28 and protects the underlying electrically conductive layer 26 against mechanical and weather-related influences.
Der Kopfteil 29, des Spannungswandlers trägt den Anschlussbolzen 30. The head part 29 of the voltage converter carries the connection bolt 30.
Besonders vorteilhaft ist die Anwendung einer gummiartig elastischen Hochspannungsisolation auch im Hinblick auf die Explosionssicherheit. Bei den beschriebenen Messwandlern entstehen bei einem allfälligen elektrischen Durchschlag in der Hochspannungsisolation keine herumfliegenden, Personen und benachbarte Anlagenteile gefährdenden Splitter oder Messwandlerteile. Die gummiartig elastische Hochspannungsisolation wird bei einem elektrischen Durchschlag nur örtlich zerstört und explodiert nicht. The use of a rubber-like, elastic high-voltage insulation is also particularly advantageous with regard to explosion safety. In the case of the described transducers, in the event of an electrical breakdown in the high-voltage insulation, there are no flying fragments or transducer parts which endanger people and neighboring system parts. The rubber-like, elastic high-voltage insulation is only locally destroyed during an electrical breakdown and does not explode.
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10 10th
15 15
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25 25th
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V V
1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased |