DD145577A1

DD145577A1 - ISOLATION OIL-PHRASED IMPLEMENTATION FOR ELECTRIC HIGH-VOLTAGE DEVICES

Info

Publication number: DD145577A1
Application number: DD21502679A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Zuerich; Gerhard Broedner
Original assignee: Wolfgang Zuerich; Gerhard Broedner
Priority date: 1979-08-16
Filing date: 1979-08-16
Publication date: 1980-12-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine isolierölgefüllte Durchführung für elektrische Hochspannungsgeräte, insbesondere für Transformatoren, Drosselspulen und Schaltgeräte. Das Ziel und die Aufgabe der Erfindung bestehen darin, eine betriebssichere und wartungsarme HochSpannungsdurchführung für Freiluft zu schaffen, bei der durch den'Einsatz geeigneter Bauelemente eine Vereisung der Porzellanisolatoren verhindert wird. Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in der Flanscharmatur der Durchführung Heizkörper in Patronenform eingelassen sind, die außen von einer Wär'medämmschicht umgeben sein können und das Isolieröl in der Durchführung durch Wärmeleitüng erwärmen. Die Heizleistung der Heizkörper wird dabei entweder in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur (über einen Temperaturfühler) bzw. der Umgebungstemperatur des Porzellanisolators oder in Abhängigkeit von der Temperatur des Isolieröls in der Durchführung gesteuert. — FigurThe invention relates to a insulating oil-filled bushing for high voltage electrical equipment, in particular for transformers, Reactors and switchgear. The aim and the object of the invention consist of a reliable and low-maintenance high voltage implementation to create for the open air, by the'Einsatz suitable components icing the porcelain insulators is prevented. This is inventively achieved in that in the flange fitting carrying radiator in cartridge form are embedded, which are outside surrounded by a Wär'medämmschicht can and the insulating oil in the implementation by Wärmeleitüng heat. The heating power of the radiator is doing either in Dependence on the surface temperature (via a temperature sensor) or the ambient temperature of the porcelain insulator or in Dependence on the temperature of the insulating oil in the bushing controlled. - figure

Description

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TRO 4527 Vo/Schub.TRO 4527 Vo / thrust.

Erfinder:Inventor:

Wolfgang Zürich Gerhard BrödnerWolfgang Zurich Gerhard Brödner

AnmeldertAnmeldert

TEB Transformatorenwerk "Karl Liebknecht" - Patentabteilung 116 Berlin-Oberschöneweide Wilhelminenhofstraße 83-85TEB Transformatorenwerk "Karl Liebknecht" - Patent Department 116 Berlin-Oberschöneweide Wilhelminenhofstraße 83-85

Titel der Erfindung: Title of the invention :

IsölieröIgefüllte Durchführung für elektrische HochspannungsgeräteOil-filled duct for electrical high-voltage equipment

Field of application of the invention;

Die Erfindung betrifft eine isolierölgefüllte Durchführung mit Freiluftisölator für elektrische Hochspannungsgeräte, insbesondere für Transformatoren, Drosselspulen und Schaltgeräte οThe invention relates to an isolierölgefüllte implementation with Freiluftisölator for electrical high voltage equipment, especially for transformers, reactors and switching devices o

Characteristics of "known technical solutions:

Bei elektrischen Hochspannungsgeräten, insbesondere bei Transformatoren und Drosselspulen ist der Aktivteil im allgemeinen in einem geschlossenen mit einem Isoliermediurn gefüllten Gehäuse untergebracht. Zur Herausführung der Leiteranschlüsse aus dem Gehäuse wird um den Leiter herum eine geeignete Isolieranordnung angebracht, um einem elektrischen Überschlag oder Durchschlag an der Durchgangsstelle durch die metallische Gehäusewandung zu verhindern» .In electrical high voltage equipment, especially in transformers and reactors, the active part is generally housed in a closed housing filled with a Isoliermediurn. To remove the lead terminals from the housing, a suitable insulating arrangement is placed around the conductor to prevent electrical flashover or breakdown at the point of passage through the metallic housing wall.

Diese Durchführungen werden üblicherweise als komplette Baugruppe hergestellt und besitzen bei höheren Spannungen als Isolationsanordnung meistens einen zum Leiter hin konzentrischen Kondengacorwickel, durch dessen Beläge das Leiterpotential gesteuert auf das Erdpotential des Gehäuses abgebaut wird. Auf der Luftseite werden derartige Durchführungen durch einen keramischen Über« vjurf wetterfest abgeschlossene Bei Freiluftgeräten erhalten diese Isolatoren wegen der Verschmutzung durch mit Fremdkörpern beladene Luft zur Verhinderung von Überschlägen schiraartige Rippen, damit eine möglichst lange Isolierstrecke ( Kriech?/eg ) entsteht.These feedthroughs are usually manufactured as a complete assembly and have at higher voltages than insulation arrangement usually a concentric to the conductor Kondengacorwickel, through the coverings of the conductor potential is reduced to the ground potential of the housing controlled. On the air side, such passages are protected against the weather by a ceramic overburden. In the case of open-air equipment, these insulators receive ribbed ribs due to contamination from air laden with foreign matter to prevent flashovers, so that the insulating path (creeping) is as long as possible.

Die zunehmende Luftverschmutzung, insbesondere in Industriegebieten und in der Nähe von Kraftwerken, führt zur starken Bildung von Fremdschichtbelägen auf der Oberfläche dieser Durchführung3isolatoren, wodurch die Zuverlässigkeit dieser wichtigen Zubehörteile in Frage gestellt wird». Eine Zerstörung der Durchführung und u.U. auch des elektrischen Hochspannungsgerätes im Falle eines Überschlages längs der in ihrer elektrischen Festigkeit geminderten Porzellanoberfläche durch innere Überspannschäden wäre die Folge» . Increasing air pollution, particularly in industrial areas and near power plants, leads to the strong formation of foreign-layer deposits on the surface of these bushings, thereby calling into question the reliability of these important accessories ». A destruction of the implementation and u.U. also the electric high voltage device in the event of a rollover along the degraded in their electrical strength porcelain surface by internal overstress damage would be the result ».

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Zur Verhinderung derartiger Nachteile.ist es bekannt, die Anschlüsse der elektrischen Kochspannungsgeräte bis außerhalb des Verschmutzungsbereich.es zu verkabeln* Der Einsatz von Kabeln ist jedoch mit hohen Kosten verbunden. Sie bedürfen einer laufenden Überwachung und Wartung und erfordern durch ihre besonderen Eigenschaften einen erhöhten Isolationsaufwand für das elektrische Hochspannungsgerät„ Ss ist auch bekannt, zur Vermeidung einer häufigen, betriebsstörenden Reinigung der Oberflächenverschmutzung von.Durchführungsisolatoren für Freiluft längere Kriechwegstrecken anzuordnen» Dieser Entwicklung sind jedoch Grenzen gesetzt, weil diese Maßnahme im wesentlichen nur durch eine Vergrößerung des Durchführungsisolator s zu realisieren ist,, Auch ist es bekannt, verschmutzte Durchführungsisolatoren unter besonderen Sicherheitsvorkehrungen im Betrieb mit einem Wasserstrahl abzuspritzen«. Dies ist jedoch bei Minusgraden nicht möglich, weil der Wasserfilm mit dem'Schmutz auf der Porzellanoberfläche festfriert,, Dadurch wird die Kriechwegstrecke in ihrer Wirksamkeit weiter beeinträchtigt und die Überschlagsgefahr steigt an,In order to prevent such disadvantages, it is known to wire the terminals of the electric boilers outside the area of contamination. However, the use of cables is associated with high costs. They require continuous monitoring and maintenance and, due to their special properties, require an increased insulation effort for the electrical high-voltage equipment. It is also known to arrange longer creepage distances for the purpose of avoiding frequent, malfunctioning cleaning of the surface contamination of outdoor through-lead insulators. However, there are limits to this development Because this measure is essentially to be realized only by increasing the bushing isolator s ,, It is also known to spray contaminated bushing insulators under special safety precautions in operation with a jet of water. However, this is not possible at temperatures below freezing, because the water film freezes with the dirt on the porcelain surface, which further affects the effectiveness of the creepage distance and increases the risk of rollover.

Die Gefahr einer Vereisung mit ihren nachteiligen Folgen besteht auch durch atmosphärische Niederschläge bzw» Dampfwrasen aus den Kühltürmen in Wärmekraftwerken* Eine Eisbildung, insbesondere an Durchführungsisolatoren, die durch Fremdschichtbeläge verunreinigt sind, birgt die akute Gefahr eines Fremdschichtüberschlages in sich und erfordert eine sofortige Spannungsunterbrechung, d.h_o die gesamte Anlage muß außer Betrieb genominen werden« Wie Untersuchungen ergeben haben, führt die Erwärmung des Durchführungsisolators durch Wärmeleitung aus dem Inneren und aus dem heißen Transformatorenöl über die Flanscharmatur der Durchführung sowie eine Wärme zuführung mittelsThe risk of icing with its adverse effects is also due to atmospheric rainfall or »steam turfs from the cooling towers in thermal power plants * Ice formation, especially on feedthrough insulators contaminated by foreign-layer coverings, involves the acute risk of a foreign-layer flashover and requires an immediate power interruption, ie _o The entire system must be genominen out of operation. As research has shown, the heating of the feedthrough insulator by heat conduction from the inside and from the hot transformer oil through the flange fitting the implementation and a heat supply means

Luft, die vom betriebswarmen Transformatorenkessel erwärmt wird, nur zu einer sehr geringen Temperaturerhöhung an der Oberfläche des Isolators. Sine Eisbildung bei winterlichen Temperaturen der.Umgebungsluft kann dadurch nicht verhindert werden, zumal durch entsprechende Windeinwirkung und der dadurch erhöhten Wärmeabfuhr eine Vereisung noch gefördert wird. Um einer Vereisung entgegenzuwirken sind Porzellanisolatoren bekannt, die mit einer halbleitenden Schicht auf der Oberfläche versehen sind. Durch den Stromfluß über die halbleitende Oberfläche zwischen dem Hochspannung führenden Leiterbolzen am ])urchführungskopf und der geerdeten Planscharmatur der Durchführung erwärmt sich das Porzellan und eine Vereisung wird verhindert. Nachteilig bei dieser Lösung ist, daß die Heizwirkung auch in der warmen Jahreszeit auftritt, wodurch die Isolation der Durciaführung thermisch tinnötig belastet wird. Andererseits ist die Heizung bei einem nicht unter Spannung stehenden elektrischen Gerät nicht im Betrieb. Vereiste Durchführungsisolatoren von einem zeitweilig abgeschalteten Gerät können vor der Zuschaltung nicht abgetaut werden, d.h. diese" Maßnahme ist im kritischen Augenblick der Zuschaltung nicht wirksam. Da es technisch, schwierig ist, auf die Porzellanoberfläche eine homogene Halbleiterschicht aufzubringen, erwärmt sich infolge des unterschiedlichen Widerstandes die Isolatoroberfläche ungleichmäßig, wodurch lebensdauermindernde Heißzonen bzw. weniger erwärmte für die Eisbildung anfällige flächen entstehen.Air that is heated by the warm transformer tank, only to a very small increase in temperature at the surface of the insulator. Sine ice formation in wintry temperatures der.Umgebungsluft can not be prevented, especially as a result of appropriate wind action and the resulting increased heat dissipation icing is still promoted. To counteract icing porcelain insulators are known, which are provided with a semiconducting layer on the surface. Due to the flow of current through the semiconductive surface between the high-voltage conductor bolt on the tapping head and the grounded faucet of the bushing, the porcelain heats up and icing is prevented. The disadvantage of this solution is that the heating effect occurs even in the warm season, whereby the insulation of the Durciaführung is charged thermally Tinnötig. On the other hand, the heater in a non-live electrical device is not in operation. Frosted feedthrough insulators from a device that has been temporarily shut down can not be defrosted before being switched on, i. this measure is not effective at the critical moment of connection, since it is technically difficult to apply a homogeneous semiconductor layer to the porcelain surface, the insulator surface heats up unevenly due to the different resistance, resulting in life-reducing hot zones or less heated surfaces susceptible to ice formation ,

Ziel der Erfindung; Aim of the invention ;

Es ist Ziel der Erfindung, eine betriebssichere und wartungsarme Hochspannungsdurchführung herzustellen.It is an object of the invention to produce a reliable and low-maintenance high-voltage bushing.

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des Wesens der Erfindung: the essence of the invention :

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch geeignete Bauelemente die Vereisung der Porzellanisolatoren von in Frei luft angeordneten Hochspannungsdurchführungen zu verhindern.The invention has for its object to prevent by suitable components, the icing of the porcelain insulators of free air arranged high-voltage bushings.

Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in- . , der Planscharmatür der Durchführung Heizkörper in Patronenform eingelassen sind, die außen von einer Wärmedämmschicht umgeben sein können und das Isolieröl in der Durchführung durch Wärmeleitung erwärmen. Die Heizleistung der Heizkörper wird dabei entweder in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur (über einen Temperaturfühler) bzw. der Umgebungstemperatur des Porzellanisolators oder in Abhängigkeit von der Temperatur des Isolieröls in der Durchführung gesteuert, Dadurch wird erreicht, daß sich das im Raum zwischen Porzellanisolator-und den inneren Punktionsteilen der Durchführung befindliche Isolieröl erwärmt. Es bildet sich ein warmer Ölstrom aus, der den Isolator so beheizt, daß eine Eisbildung „an seiner äußeren Oberfläche verhindert wird. Da der Isolator nur auf wenige Grad über den Gefrierpunkt erwärmt werden muß, ist eine Minderung der Lebensdauer des Isoliermaterials im Inneren der Durchführung durch die zusätzliche Wärmezufuhr nicht zu befürchten.This is inventively achieved in that in. The radiator grille of the implementation radiator in cartridge form are embedded, which may be surrounded by a thermal barrier coating outside and heat the insulating oil in the passage by heat conduction. The heating power of the radiator is controlled either as a function of the surface temperature (via a temperature sensor) or the ambient temperature of the porcelain insulator or depending on the temperature of the insulating in the implementation, This ensures that in the space between porcelain insulator and the heated inner Punktionsteilen the implementation befindliches insulating oil. It forms a warm oil stream, which heats the insulator so that "ice" on its outer surface is prevented. Since the insulator must be heated only a few degrees above freezing, a reduction in the life of the insulating material inside the implementation of the additional heat is not to be feared.

Es ist ausreichend die Heizung einzuschalten, wenn die Lufttemperatur unter 0 ⁰G zurückgeht. Ein besonderer 'Vorteil der erfinderischen Lösung liegt darin, daß. vereiste Durchführungen von außer Betrieb befindlichen Hochspannungsgeräten vor Inbetriebnahme abgetaut werden können.It is sufficient to switch on the heater when the air temperature drops below 0 ⁰ G. A particular advantage of the inventive solution is that. iced feedthroughs of out of service high voltage equipment can be defrosted before startup.

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Ausführun gsb ei spi el: . · Execution:: . ·

Anhand eines:Ausführungsbeispiels bei einem Transformator soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt die Schnittdarstellung einer Kondensatordurchführung in Weichpapierausführung, bei der der Kondensatorvsickel 2 in der ganzen Länge von Isolieröl 1 umgeben ist. Der Ölraum ist nach außen durch den Freilufti solator 3 und den Isolator 4 begrenzt. Der Kondensatorwickel 2 und die Isolatoren 3;4 werden durch die Flanscharmatür 5 gehalten, die auch zur Befestigung der Durchführung auf dem Transformatorendeckel 6 dient. In diese Flanscharmatur sind erfindungsgemäß Heizkörper 7 in Patronenform eingelassen, durch die bei Bedarf das Isolieröl zusätzlich erwärmt werden kann. Um eine Wärmeabstrahlung nach außen zu verhindern, kann der radiale Teil der Flanscharmatur 5 mit einer Wärmedämmschicht umgeben sein.With reference to an embodiment of a transformer, the invention will be explained in more detail. The drawing shows the sectional view of a condenser bushing in soft paper, in which the Kondensatorvsickel 2 is surrounded in the entire length of insulating oil 1. The oil chamber is limited to the outside by the Freilufti solator 3 and the insulator 4. The capacitor winding 2 and the insulators 3, 4 are held by the flange door 5, which also serves to fix the lead-through on the transformer cover 6. In this flange fitting according to the invention radiator 7 are embedded in cartridge form, through which the insulating oil can be additionally heated if necessary. In order to prevent heat radiation to the outside, the radial part of the Flanscharmatur 5 may be surrounded with a thermal barrier coating.

Claims

Invention claim. ,

1. I soli ergefüllte implementation for electrical high voltage equipment, characterized in that in the faucet the implementation radiator are embedded in cartridge shape and heat the insulating oil in the implementation by heat conduction.

2. Procedure according to point 1, characterized in that the radiators are surrounded by a thermal barrier coating *

3. Implementation according to item 1 and 2, characterized in that the Heizleintung the radiator is controlled in response to the surface temperature of Porzel.lanisolators via a mounted on a screen of the porcelain insulator temperature sensor.

4. Implementation according to item 1 and 2, characterized in that the heating power of the radiator is controlled in dependence on the ambient temperature of the porcelain insulator ·.

5. Implementation according to point 1 and Z, g e k e η η-ze lehnet by the fact that the heating power of the radiator is controlled in dependence on the temperature of the insulating oil in the implementation.

For this. 1 sheet drawing