DD128967B1

DD128967B1 - HIGH VOLTAGE CAPACITOR GAS PRESS

Info

Publication number: DD128967B1
Application number: DD19651476A
Authority: DD
Inventors: Jochen Spiegelberg; Martin Dietrich; Erich Meissner
Original assignee: Jochen Spiegelberg; Martin Dietrich; Erich Meissner
Priority date: 1976-12-21
Filing date: 1976-12-21
Publication date: 1980-11-26
Also published as: DD128967A1

Description

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Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen Hochspannungspreßgaskondensator, der als Meßkondensator für hohe und höchste Spannungen einsetzbar istoThe invention relates to a Hochspannungspreßgaskondensatoro which can be used as a measuring capacitor for high and high voltages

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Bei Hochspannungspreßgaskondensatoren nach dem Prinzip Schering-Vieweg ist es bekannt, eine Niederspannumgselek— troöe Innerhalb einer Hochspannungselektrode anzuordnen, wodurch eine störende Feldbeeinflussung der Kapazität zwischen Niederspannungselektrode und Hochspannungselektrode vermieden wirdβ Zur Erhöhung der Spannungsfestigkeit des Elektrodensystems wird dieses in eine gegebenenfalls isolierende Hülle ,z.B. einem Zylinder aus Hartpapier oder Porzellan, der mit einem Isoliergas,z.B. mit SF 6 gefüllt wird,umgeben· Zur Beherrschung der&ußeren am Isolierzylinder auftretenden Spannungen sind dabei Steuerelektroden so angeordnet, daß sich eine möglichst gleichmäßige ЗГѳіаѵег— teilung längs des Isolierzylinders ergibt· Diese Spannungssteuerung erfolgt kapazitiv mit Hilfe von inneren Elektroden, wobei diese- mit äußeren Elektroden jeweils galvanisch in Verbindung stehen und die inneren Elektroden entsprechend der geforderten äußeren Spannung sich in einem bestimmten Abstand zur Hochspannungselektrode befinden bzw. eine be-Characteristic of the Known Technical Solutions It is known in Schering-Vieweg high-voltage pressurized gas condensers to arrange a low-voltage electron sink within a high-voltage electrode, thereby avoiding a disturbing field influence on the capacitance between the low-voltage electrode and the high-voltage electrode. In order to increase the dielectric strength of the electrode system, this becomes an optionally insulating one Case, eg a cylinder made of hard paper or porcelain, with an insulating gas, for. In order to control the voltages which occur at the insulating cylinder, control electrodes are arranged in such a way that the distribution of the gas is as even as possible along the insulating cylinder. This voltage is controlled capacitatively by means of internal electrodes, these with external electrodes are electrically connected in each case and the inner electrodes are at a certain distance from the high-voltage electrode in accordance with the required external voltage or

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stimmte Kapazität zu ihr bilden.agreed capacity to form her.

Bs ist durch die DL-PS 116 698 bekannt, die Spannungsverteilung eines HoctLspannungskondensators längs seines Isolierzylinders durch äußere und innere Steuerelektroden vorzunehmen· Die Anordnung der inneren Steuerelektroden ist dabei so vorgenommen, daß die eine innere Steuerelektrode trichterförmig ausgebildet ist und mit ihrem verjüngten Ende in die Hochspannungselektrode hineinragt» Eine weitere innere Steuerelektrode befindet sich radial über der trichterförmig ausgebildeten Steuerelektrode in einem bestimmten, eine ausreichend große Kapazität zu der Hochspannungselektrode bildenden Abstand· Diese mit äußeren Steuerelektroden verbundenen inneren Steuerelektröden sind konzentrisch zu einem Tragrohr für die Niederspannungselektrode angeordnet. Nachteilig erweist sich bei der Anordnung dor trichterförmigen Steuerelektrode ihre große Kapazität gegen Erde, insbesondere gegen das auf Erdpotential befindliche Tragrohr für die Niederspannungselektrode β Diese enge kapazitive Kopplung gegen Erde erfordert, wenn durch die Steuerelektrode eine wesentliche Linearisierung der äußeren Spannungsverteilung erreicht werden soll, eine große Kapazität zwischen der Steuer- und der Hochspannungselektrode. Dadurch wiederum vergrößern sich die Abmessungen in der Länge der Hochspannungselektrode* Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß zur Beherrschung der Feldstärke am verjüngten inneren Ende der Steuerelektrode eine Ringelektrode vorgesehen werden muß« Diese wiederum bedingt größere Abstände zur Hochspannungselektrode und zum Tragrohr· Dadurch vergrößert sich der Durchmesser der Hochspannungselektrode, was ebenfalls zu einer unerwünschten Volumenvergrößerung des Druckgefäßes führt·Bs is known from DL-PS 116 698, the voltage distribution of a HoctLspannungskondensators along its insulating cylinder by outer and inner control electrodes make · The arrangement of the inner control electrodes is made so that the inner control electrode is funnel-shaped and with its tapered end in the A further inner control electrode is located radially above the funnel-shaped control electrode in a certain, sufficiently large capacity to the high voltage electrode forming · These outer control electrodes connected to outer control electrodes are arranged concentrically to a support tube for the low voltage electrode. Disadvantageous turns out in the arrangement dor funnel-shaped control electrode their large capacity to earth, in particular against the ground potential at the support tube for the low-voltage electrode β This close capacitive coupling to ground requires, if by the control electrode a significant linearization of the external stress distribution to be achieved, a large Capacity between the control and the high voltage electrode. This in turn increases the dimensions in the length of the high-voltage electrode * Another disadvantage is that for controlling the field strength at the tapered inner end of the control electrode a ring electrode must be provided "This in turn requires greater distances to the high voltage electrode and the support tube · This increases the Diameter of the high voltage electrode, which also leads to an undesirable increase in volume of the pressure vessel ·

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die Erfindung hat das Ziel, bei Hochspannungspreßgaskondaasatoren nach dem Prinzip Schering-Vieweg die Steuerelektroden zur Linearisierung der äußeren Spannungsverteilung längs des Isolierzylinders so anzuordnen, daß dadurch keine nachteilige Vergrößerung desselben auftritt·The object of the invention is to arrange the control electrodes for the linearization of the external voltage distribution along the insulating cylinder in the case of high-pressure gas cylinder lasers according to the Schering-Vieweg principle, so that no disadvantageous enlargement of the same occurs.

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Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hochspannungspreßgaskondensator mit inneren und äußeren Steuerelektroden zu schaffen, wobei die Anordnung der inneren Steuerelektroden so getroffen ist, daß bei einem möglichst geringem Volumen eine ausreichend große Kapazität, eine optimale Feldverteilung längs des äußeren Isolierzylinders und damit eine maximale Spannungsfestigkeit erreicht wird· Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Hochspannungselektrode innerhalb des Isolierrohres an seiner dem Erdpotontial zugewandten Stirnseite eine aus einem wulstförmigen Ring bestehende Steuerelektrode gegenüber liegte Diese innere Steuerelektrode ist mechanisch und galvanisch mit einer äußeren Steuerelektrode verbunden· Bei der Beherrschung größerer Spannungen längs des Isolierzylinders ist es vorteilhaft, mehr als zwei Teile für den Isolierzylinder vorzusehen· Dazu ist es notwendig, eine weitere Steuerelektrode innerhalb des Isolierrohres anzuordnen. Dieses erfolgt derart, daß die Hochspannungselektrode an seinem dem Erdpotential zugewandten Endbereich zumindest teilweise von einer ringförmig ausgebildeten Steuerelektrode umfaßt wird, welche ebenfalls mechanisch und galvanisch mit einer oder zwei um die Trennstelle des Isolierzylinders gelegten äußeren Elektroden verbunden ist. Die mechanische Verbindung der einzelnen Teile des Isolierzylinders bei gleichzeitiger Gewährleistung einer pneumatischen Abdichtung erfolgt vorteilhaft mittels Flanschen, wobei diese Verbindungsstellen durch äußere und gegebenenfalls innere Steuerelektroden elektrisch entlastet sind.The invention has for its object to provide a Hochspannungspreßgaskondensator with inner and outer control electrodes, wherein the arrangement of the inner control electrodes is made so that at the lowest possible volume, a sufficiently large capacity, an optimal field distribution along the outer insulating cylinder and thus a maximum dielectric strength The object is achieved according to the invention by virtue of the fact that the high-voltage electrode inside the insulating tube has a control electrode consisting of a bead-shaped ring at its end face facing the earth potential. This inner control electrode is mechanically and galvanically connected to an outer control electrode of the insulating cylinder, it is advantageous to provide more than two parts for the insulating cylinder · For this purpose, it is necessary to arrange a further control electrode within the insulating tube. This is done in such a way that the high-voltage electrode is at its part facing the ground potential at least partially by an annular control electrode which is also mechanically and galvanically connected to one or two placed around the separation point of the insulating outer electrodes. The mechanical connection of the individual parts of the insulating cylinder while ensuring a pneumatic seal is advantageously carried out by means of flanges, these joints are electrically relieved by external and optionally internal control electrodes.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles und einer Zeichnung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigen»The invention will be explained below with reference to an embodiment and a drawing. In the drawing show »

Fig. 1 eine zweistufige Ausführung eines Hoohepannungspreßgaskondensat orsFig. 1 shows a two-stage embodiment of a Hoohepannungspreßgaskondensat ors

Fig. 2 eine dreistufige Ausführung eines Hochspan-2 shows a three-stage design of a high-voltage

nungspreßgaskond ensators. In der Fig. 1 ist ein Hochspannungspreßgackondensator fürcompression gas insulator. In Fig. 1 is a Hochspannungspreßgackondensator for

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Innenraumaufstellung nach dem Prinzip Schering-Vieweg gezeigt· Sr besteht aus einem Hartpapierzylinder 1, der in seinem Inneren eine Hochspannungselektrode 2, di« wiederum eine jtfiederspannungselektrode 3 fast allseitig umschließt, aufnimmt· Der Hartpapierzylinder 1 ist allseitig druckgas— dicht verschlossen· An seiner Oberseite befinden sich zwei als Ringe ausgebildete Abschirmelektroden 4_e Der Hartpapierzylinder 1 ist aus konstruktiven und elektrischen Gründen aus zwei Teilen hergestellt, die in der Mitte mittels eines Flansches 5» über dem eine Steuerelektrode 6 angeordnet ist, zusammengehalten werden· Die Kapapzität zwischen der Abschirmelektrode 4 und der Steuerelektrode 6 einerseits und zwischen dem Erdpotential 7 und der Steuerelektrode 6 andererseits bewirkt eine gewisse Linearisierung des Spannungsverlaufѳ längs des Hartpapier Zylinders 1· Diese Linearisierung mittels der relativ geringen Kapazität zwischen den Elektroden reicht jedoch noch nicht aus· Deshalb befindet sich im Inneren des HartpapierZylinders 1 eine Steuerelektrode 8. Diese Steuerelektrode 8 ist wulstförmig ausgebildet und befindet sich in einem definiertem Abstand zu dem erdseitigen Ende der ebenfalls wulstförmig ausgebildeten Hochspannungselektrode 2· Entsprechend der Kapazität zwischen beiden Teilen und der galvanischen Verbindung zwischen der inneren Steuerelektrode 8 und der äußeren.Steuerelektrode 6 wird sich an letzterer eine Spannung einstellen, die eine Linearisierung des äußeren Spannungsverlaufs am Hartpapierzylinder 1 bewirkt , womit die äußere Überschlagsspannung wesentlich grosser werden kann·Indoor installation according to the Schering-Vieweg principle · Sr consists of a hard paper cylinder 1 which accommodates in its interior a high-voltage electrode 2, which in turn encloses a jaw voltage electrode 3 almost on all sides. The laminated paper cylinder 1 is sealed on all sides by pressure gas sealing two shielding electrodes 4 _{e designed} as rings are made of two parts for constructive and electrical reasons, which are held together in the middle by means of a flange 5 "over which a control electrode 6 is arranged · the capacitance between the shielding electrode 4 and the Control electrode 6 on the one hand and between the ground potential 7 and the control electrode 6 on the other hand causes a certain linearization of the voltage curve along the kraft paper cylinder 1. However, this linearization by means of the relatively small capacitance between the electrodes is not yet sufficient This control electrode 8 is formed bead-shaped and is located at a defined distance from the earth-side end of the also bead-shaped high voltage electrode 2 · According to the capacitance between the two parts and the electrical connection between the inner control electrode 8 and the outer control electrode 6 will adjust to the latter a voltage that causes a linearization of the outer voltage curve on the paper cylinder 1, whereby the outer flashover voltage can be significantly larger ·

In der Fig· 2 ist ein dreistufiger Preßgaskondensator für Freiluftaufstellung gezeigt· Als Material für den Isolierzylinder, der gleichzeitig als Druckgefäß dient und die Hochspannungselektrode 2.sowie die Niederspannungselektrode aufnimmt, wurden drei Porzellanzylinder 9 verwendet· Auf Hochspannungspotential befindet sich wieder eine Abschirm— elektrode 4, die als wulstförmiger Ring ausgebildet ist· Zur Beherrschung der bei Spannungen über 1 MV" verstärkt auf-A three-stage compressed gas condenser for outdoor installation is shown in FIG. 2. As a material for the insulating cylinder, which simultaneously serves as a pressure vessel and accommodates the high-voltage electrode 2 and the low-voltage electrode, three porcelain cylinders 9 were used. A shield electrode 4 is again located at high-voltage potential , which is designed as a bead-shaped ring · For controlling the stresses at voltages above 1 MV "amplified

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tretenden Spaimungsprobleme erfolgt eine kapazitive Zwangssteuerung mittels äußeren Steuerelektroden β, Während die dem JSrdpotential am nächsten liegenden Steuerelektroden 6 in analoger Weise wie bereits in Fig« 1 beschrieben wurde, durch die innere Steuerelektrode 8, welche mittels rohrförmigen Halteelementen 10 mechanisch und elektrisch mit dem dem Erdpotential am nächsten liegenden Plansch 5 verbunden ist, mit Spannung versorgt werden, erfolgt die kapazitive Spannungsversorgung der näher zum Hochspannungspotential liegenden Steuerelektroden 6 durch eine innere Steuerelektrode 11, die die Hochspannungselektrode 2 an seinem dem Erdpotential zugewandtem Endbereich ringförmig umschließt· Ше Steuerelektrode 11 ist mechanisch und elektrisch mit dem die beiden Porzellanzylinder 9 verbindenden Flansch 5 verbundene An diesem befinden sich wiederum die äußeren Steuerelektröden 6· Die Größe der inneren Steuerelektrode ist so bemessen, daß sie die elektrisch nachteiligen Auswirkungen in Bezug auf die Verzerrung des elektrischen Feldes beseitigt» Zur Vermeidung zu hoher elektrischer Feldstärke an der j pneren Steuerelektrode 11 sind die aus— eeren Steuerelektroden 6 angeordnet, so daß eine Entlastung der inneren Steuerelektrode eintritt·While the JD potential closest to the JSrdpotential control electrodes 6 is described in an analogous manner as already in Fig '1, by the inner control electrode 8, which by means of tubular support members 10 mechanically and electrically with the ground potential The capacitive voltage supply of the control electrodes 6 closer to the high-voltage potential is effected by an inner control electrode 11, which encloses the high-voltage electrode 2 at its end region facing the ground potential. The control electrode 11 is mechanical and electrical with which the two porcelain cylinders 9 connecting flange 5 connected to this are in turn the outer Steuerelektröden 6 · the size of the inner control electrode is dimensioned such that it electrically adverse A IMPACT eliminated with respect to the distortion of the electric field "To avoid too high electric field strength at the j pneren control electrode 11, the off eeren control electrodes 6 are arranged so that a relief of the inner control electrode enters ·

Claims

TuR file 16O6 (16. 2. 8O) - 6 - Inventions claim

1 "Hochspannungspreßgaskondensator, in which surrounded by an insulating cylinder, a low voltage electrode is disposed within a high voltage electrode and the insulating cylinder has outer control electrodes, which are each electrically connected to inner to the high voltage electrode a different capacity forming control electrodes, characterized dadurc h that the high voltage electrode (2) within the insulating cylinder (1, 9) ^at its the ground potential facing front side of a bead-shaped ring {8) existing control electrode is opposite »

2. High-voltage compressed gas condenser according to item 1 _L, characterized in that the high-voltage electrode (Я) is at least partly covered by a tubular control electrode (11) at its end region facing the low-potential potential.

3 # A high voltage compressed gas capacitor according to item 1, characterized in that the inner and outer control electrodes (6; 8; 11) are mechanically and electrically connected via flanges (5) which hold together the insulating cylinders (1; 9) consisting of a plurality of parts; in that the inner electrodes (8; 11) cover the electrically highly stressed areas of the flange (5) and the outer electrodes (6) cover the highly stressed areas of the inner electrodes (β; 11) *

For this 1 sheet drawing