CH695968A5 - Kopfelektrode einer Ausleitung für Leistungstransformatoren sowie Verfahren zu deren Herstellung. - Google Patents

Description

  [0001] Die Erfindung betrifft eine Kopfelektrode einer Ausleitung für Leistungstransformatoren, mit einem elektrisch leitenden Hohlkörper und einer auf diesen aufgebrachten Aussenisolation, wobei der Hohlkörper und die Aussenisolation jeweils eine Eintrittsöffnung "vorzugsweise für eine Durchführung" und eine Austrittsöffnung für ein Ausleitungsrohr aufweisen. Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Herstellung einer Kopfelektrode.

[0002] Eine Kopfelektrode der genannten Gattung ist im Stand der Technik aus der WO 94/27 305 des Anmelders bekannt geworden. Diese bildet mit einem Barrierensystem und einem Ausleitungsrohr eine sogenannte Ausleitung. Diese Ausleitung verbindet Hochspannungswicklung und Durchführung. Das Material für den Hohlkörper der Kopfelektrode und das Ausleitungsrohr ist vorzugsweise Kupfer.

   Grundsätzlich ist aber auch ein anderes induktionsarmes Material möglich.

[0003] Zur Herstellung der Aussenisolation der Kopfelektrode wird der Hohlkörper mit Transformerboard nass und möglichst hohlraumfrei umgeformt und getrocknet. Dieses Aufbringen der Aussenisolation erfolgt in mehreren Schritten in Handarbeit. Nach jedem Auftrag muss die Aussenisolation in einem Ofen getrocknet werden. Die heutige Technik, die Isolation in Handarbeit aufzutragen, ergibt sich auch durch den Umstand, dass Kopfelektroden in der Regel von Transformator zu Transformator unterschiedlich sind und auf Mass hergestellt werden müssen.

   Aufgrund der vielen Verarbeitungsschritte in Handarbeit und der jeweiligen Trocknungsvorgänge ergibt sich für die Kopfelektrode eine sehr lange Herstellungsdauer von mehreren Tagen.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kopfelektrode der genannten Art zu schaffen, die einfacher und insbesondere schneller herstellbar ist, die aber trotzdem hohen elektrischen und mechanischen Anforderungen genügt.

[0005] Die Aufgabe ist bei einer gattungsgemässen Kopfelektrode dadurch gelöst, dass die Aussenisolation aus mehreren vorgefertigten auf den Hohlkörper aufgeschobenen und sich überlappenden Teilen hergestellt ist. Die erfindungsgemässe Kopfelektrode erlaubt die Vorfertigung von Teilen der Isolation, die auf Mass geschnitten und auf den Hohlkörper aufgeschoben werden.

   Die hierbei möglicherweise entstehenden kleinen Ölspalten, welche durch geeignete Massnahmen in definiertem Bereich gehalten werden, sind elektrisch vertretbar. Vorteilhaft ist, dass die Elektrode Einbaulagen bis etwa 45 deg. abweichend von der Achse zulässt. Die Erfindung hat den überraschenden Effekt, dass gemäss Feldberechnungen die Materialdicke der Isolation von heute üblichen 4 mm auf 3 mm reduziert werden kann.

[0006] Die Herstellung wird noch weiter vereinfacht, wenn gemäss einer Weiterbildung der Erfindung eine Seite des Hohlkörpers im Wesentlichen als Halbkugel als Abschluss ausgebildet ist. Der entsprechend vorgefertigte Teil der Isolierung wird ebenfalls in der Halbkugel auf Mass geschnitten.

   Durch die "kardanische" Beweglichkeit des halbkugelförmigen Teils der Isolation werden Freiräume geschaffen, welche mit Winkelringen, deren Flanschen ebenfalls kugelförmig sind, elektrisch hinreichend abgedeckt.

[0007] Nach einer Weiterbildung der Erfindung werden die Teile der Isolation je nach Bedarf an den sich überlappenden Bereichen geschärft. Hierdurch kann eine gleichmässige Dicke der Aussenisolation erreicht werden. In den sich überlappenden Bereichen können die Teile der Isolation miteinander verbunden werden, beispielsweise mit einigen Klebstoffpunkten.

[0008] Die Erfindung ermöglicht somit eine weitgehende Standardisierung von Bauteilen und trotzdem eine freie Auslegung der Geometrie der Kopfelektrode.

   Die Teile der Isolation können mit oder ohne Schärfungen versehen an Lager gelegt werden.

[0009] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
<tb>Fig. 1<sep>schematisch ein Schnitt durch eine erfindungsgemässe Kopfelektrode,


  <tb>Fig. 2<sep>eine Ansicht des Hohlkörpers der Kopfelektrode und der Teile der Aussenisolation in auseinandergezogener Anordnung und


  <tb>Fig. 3<sep>eine Kopfelektrode mit einem Barrierensystem.

[0010] Die in Fig. 1 gezeigte Kopfelektrode 1 weist einen Hohlkörper 2 auf, der aus drei Teilen geschweisst und beispielsweise aus Kupferblech hergestellt ist. Er weist in einem halbkugelförmigen Bereich 11 eine kreisrunde nach innen gebördelte Eintrittsöffnung 13 für das in Fig. 1 lediglich angedeutete Ausleitungsrohr 10a auf. Die Öffnung 13 ist beispielsweise 45 deg. aus der Achse A angebracht. Die Öffnung 13 kann jedoch auch mit einem anderen Winkel und auch koaxial zur Achse A angeordnet sein. Ein zylindrischer Bereich 12 befindet sich zwischen dem halbkugelförmigen Bereich 11 und einem nach innen gebördelten Rand 25, der eine Bereich 11 und einem nach innen gebördelten Rand 25, der eine Austrittsöffnung 6 bildet.

   Zur Befestigung des Ausleitungsrohres 10a ist ein Ringflansch 8 vorgesehen, der eine zentrale Öffnung 9 aufweist, die koaxial zur Eintrittsöffnung 13 angeordnet ist.

[0011] Der Hohlkörper 2 ist aussenseitig mit einer Isolation 3 aus Transformerboard umgeben, die gemäss Fig. 2 aus drei vorgefertigten Teilen 3a, 3b und 3c hergestellt ist. Der Teil 3a ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet und weist einen kreisförmigen nach innen gerichteten Rand 5 auf, der gemäss Fig. 1 die Öffnung 6 für eine Durchführung 10b bildet. Ein Rand 14 ist geschärft und auf Mass geschnitten. Im Längsschnitt ist der Rand 14 somit keilförmig zulaufend.

[0012] Der Isolationsteil 3b weist einen halbkugelförmigen Bereich 26 auf, der innenseitig dem halbkugelförmigen Bereich 11 entspricht.

   In diesem halbkugelförmigen Bereich 26 ist eine kreisförmige Öffnung 18 angeordnet, die von einem ebenfalls geschärften Rand 17 gebildet wird. Diese Öffnung 18 ist wesentlich grösser als die Eintrittsöffnung 13 des Hohlkörpers 2. Gegenüber der Öffnung 18 weist der Isolationsteil 3b einen geschärften und im Wesentlichen zylindrischen Rand 15 auf, dessen Innendurchmesser dem Aussendurchmesser des zylindrischen Bereichs 12 entspricht.

[0013] Ein Isolationsteil 3c ist wie ersichtlich im Wesentlichen halbkugelförmig ausgebildet und besitzt vorzugsweise einen geschärften und kreisförmigen Rand 16 sowie einen nach innen gerichteten zylindrischen Rand 4. Dieser Rand 4 bildet eine kreisrunde Öffnung 7.

[0014] Sämtliche drei Teile 3a, 3b und 3c sind aus Transformerboard vorgefertigt. Die Dicke im nicht geschärften Bereich wird gemäss Feldberechnung ausgelegt.

   Der Isolationsteil 3b wird ohne die Öffnung 18 vorgefertigt und an Lager gelegt. Beim Schneiden wird der geschärfte Rand 15 sowie der Rand 17 entsprechend der Lage der Öffnung 13 hergestellt. Der Bereich 11 wird durch den auf Mass geschnittenen Teil 3b isoliert. Die Öffnung 18 wird hierbei etwas grösser als die Öffnung 13 ausgebildet. Die Öffnung 18 kann bis etwa 45 deg. aus der Achse angebracht werden. Anschliessend wird der Isolationsteil 3c aufgesetzt und so positioniert, dass der Rand 4, wie in Fig. 1 ersichtlich, in den Hohlkörper 2 eingreift. Da der Hohlkörper 2 im Bereich der Öffnung 13 kugelförmig ausgebildet und der Isolation 3c ebenfalls einen kugelförmigen Bereich 27 aufweist, lässt sich dieser Isolationsteil 3c unabhängig von der Positionierung der Öffnung 13 als Standardteil herstellen.

   Die Teile 3a, 3b und 3c können mit einigen Klebstoff punkten miteinander verbunden werden.

[0015] Auf die Kopfelektrode 1 wird das in Fig. 3 gezeigte Barrieresystem 25 aufgebracht, das aus zwei zwiebelschalenförmig und im Abstand zueinander angeordneten Barrieren 20, 21 und 22 besteht. Jede Barriere 20 bis 22 weist jeweils einen Stutzen 20a, 21a bzw. 22a auf, an denen jeweils ein hier nicht gezeigtes Rohr aus Transformerboard eingeschoben wird. Zur Befestigung und Distanzierung der Barrieren 20 bis 22 sind Distanzklötze 24 vorgesehen, die in Positionierungsringe 23 eingeklinkt sind. Zwischen der Kopfelektrode 1 und der Barriere 20 ist zudem eine umlaufende Manschette 19 als Distanzierung angeordnet.

   Das Barrieresystem 25 kann auch aus weniger oder mehr als drei Barrieren bestehen.

[0016] Nachfolgend wird das Herstellungsverfahren näher erläutert:

[0017] Zunächst wird vom Spengler insbesondere aus Kupferblech der Hohlkörper 2 mit dem Flansch 8 hergestellt. Anschliessend werden vom Lager die drei Teile 3a, 3b und 3c der Isolierung 3 geholt, die hier jedoch noch nicht auf Mass geschnitten und vorzugsweise noch nicht mit den geschärften Rändern 14, 15, 16 und 17 versehen sind. Der noch nicht bearbeitete Teil 3b wird auf den halbkugelförmigen Bereich 11 des Hohlkörpers 2 aufgeschoben. Entsprechend der Öffnung 13 wird die Öffnung 18 herausgeschnitten und der geschärfte Rand 17 hergestellt. Anschliessend wird der winkelringförmige Teil 3c an den Teil 3b angepasst und der Rand 16 geschärft.

   Schliesslich wird noch der Teil 3a auf Mass geschnitten und die Ränder 14 und 15 geschärft. Die auf Mass geschnittenen und geschärften Teile 3a, 3b und 3c werden mit Klebstoffpunkten versehen und dadurch miteinander auf den Hohlkörper 2 verbunden. Sie bilden dadurch für den Hohlkörper 2 die entsprechende Isolation. Schliesslich wird auf die Kopfelektrode 1 das Barrieresystem 25 in an sich bekannter Weise aufgebracht. Die Aussenisolation 3 der Kopfelektrode 1 kann auch mehrlagig sein und entsprechend können mehrlagige Teile 3a, 3b und 3c verwendet werden.

Claims (11)

1. Kopfelektrode einer Ausleitung für Leistungstransformatoren, mit einem elektrisch leitenden Hohlkörper (2) und einer auf diesen aufgebrachten Aussenisolation (3), wobei der Hohlkörper (2) und die Aussenisolation (3) jeweils eine Eintrittsöffnung (13), vorzugsweise für eine Durchführung (10b), und eine Austrittsöffnung (6) für ein Ausleitungsrohr (10) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenisolation (3) aus mehreren vorgefertigten und auf den Hohlkörper (2) aufgeschobenen und sich gegenseitig überlappenden Teilen (3a, 3b, 3c) hergestellt ist.

2. Kopfelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Teil (3b) der Isolation (3) einen halbkugelförmigen Bereich (26) aufweist, der an einem ebenfalls halbkugelförmigen Bereich (11) des Hohlkörpers (2) anliegt.

3. Kopfelektrode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil (3c) winkelringförmig ausgebildet ist und einen kugelförmigen Flansch (27) aufweist.

4. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der genannten Teile (3a, 3b, 3c) der Isolation (3) einen geschärften Rand(14, 15, 17, 16) aufweist.

5. Kopfelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil (3a) winkelförmig ausgebildet ist und einen nach innen gerichteten Rand (5) aufweist, der in die Austrittsöffnung des Hohlkörpers (2) eingreift.

6. Kopfelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialdicke der Teile (3a, 3b, 3c) der Isolation (3) gemäss Feldberechnungen ausgelegt ist.

7. Verfahren zur Herstellung einer Kopfelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenisolation (3) im Baukastenprinzip aus vorgefertigten Teilen (3a, 3b, 3c) hergestellt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile (3a, 3b, 3c) auf Mass geschnitten und an wenigstens einem Rand geschärft werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Teile (3b) einen halbkugelförmigen Bereich (26) aufweist, und dass in diesem Bereich (26) eine Öffnung (18) eingearbeitet und der Rand (17) dieser Öffnung (18) geschärft wird.

10. Verfahren gemäss Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf den halbkugelförmigen Bereich (26) ein winkelringförmiger Teil (3c) aufgesetzt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile (3a, 3b, 3c) der Aussenisolation (3) mit Leimtupfern miteinander und mit dem Hohlkörper (2) verbunden werden.