DD145578A1

DD145578A1 - ISOLATION OIL-PHRASED IMPLEMENTATION FOR ELECTRIC HIGH-VOLTAGE DEVICES

Info

Publication number: DD145578A1
Application number: DD21502779A
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 zwischen den elektrischen Funktionsteilen der Hochspanriungsdurchführung und dem Porzellanisolator unmittelbar im Isolieröl ein Heizkörper angeordnet ist, der ringförmig die inneren Funktionsteile umschließt. Der Heizleistung des Heizkörpers 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.The 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 bushing to create for outdoor, in the by-use suitable components icing the porcelain insulators is prevented. This is inventively achieved in that between the electrical functional parts of the high-voltage bushing and the porcelain insulator directly in the insulating oil a radiator is arranged, which surrounds the inner functional parts in a ring. The heating power of the radiator is either depending from the surface temperature (via a temperature sensor) or the Ambient temperature of the porcelain insulator or depending on Controlled the temperature of the insulating oil in the implementation.

Description

Berlin, den 26.07·1979 TRO 4-526 Vo/Schub.Berlin, 26.07 · 1979 TRO 4-526 Vo / thrust.

Erfinder:Inventor:

Wolfgang Zürich Gerhard. BrödnerWolfgang Zurich Gerhard. Brödner

Anmelder;applicant;

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

Title of the invention:

Isolierölgefüllte Durchführung für elektrische Hochspannungsger ateInsulating oil-filled bushing for high voltage electrical equipment

.Anwendungsgebiet der Erfindung: , Field of application of the invention:

Die Erfindung betrifft .eine isolierölgefüllte Durchführung mit Freiluftisolator für elektrische Hochspannungsgeräte, insbesondere für Transformatoren, Drosselspulen und Schaltgeräte„The invention relates to an insulating oil-filled feedthrough with an open-air insulator for high-voltage electrical appliances, in particular for transformers, inductors and switching devices.

Characteristic of the known technical solutions:

Bei elektrischen Hochspannungsgeräten, insbesondere bei Transformatoren und Drosselspulen ist der Aktivteil im allgemeinen in einem geschlossenen mit einem Isoliermedium gefüllten Gehäuse untergebracht. Zur Herausführung der Leiteranschlüsse aus dem Gehäuse wird um den Leiter herum eine geeignete Isolieranordnung angebracht, um einen 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 an insulating medium. To remove the lead terminals from the housing, a suitable insulation assembly 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 Spannun-, gen als Isolationsanordnung meistens einen zum Leiter hin konzentrischen Kondensatorw-ickel, durch dessen Beläge das Leiterpotential gesteuert auf das Erdpotential des Gehäuses abgebaut wird. Auf der Luftseite werden derartige Durchführungen durch einen keramischen Überwurf wetterfest abgeschlossen. Bei Freiluftgeräten erhalten diese Isolatoren wegen der Verschmutzung durch mit Fremdkörpern beladene Luft zur Verhinderung von Überschlägen schirmartige Rippen, damit eine möglichst lange Isolierstrecke ( Kriechweg ) entsteht« Die zunehmende Luftverschmutzung, insbesondere in Indu. striegebieten und in der Blähe von Kraftwerken, führt zur starken Bildung von Fremdschichtbelägen auf der Oberfläche dieser Durchführungsisolatoren, wodurch die Zuverlässigkeit dieser wichtigen Zubehörteile in Frage gestellt wird«. Eine Zerstörung der Durchführung und u_eU. auch des elektrischen Hochspannungsgerätes im Falle eines Überschlages längs der in ihrer elektrischen Festigkeit geminderten Porzellanoberfläche durch innere Überspannschäden wäre die Folge« Zur Verhinderung derartiger Nachteile ist es bekannt, die Anschlüsse der elektrischen Hochspannungsgeräte bis außerhalb des Verschmutzungsbereiches zu verkabeln«These feedthroughs are usually made as a complete assembly and have at higher voltages, conditions as an insulating arrangement usually a concentric to the conductor Kondensatorw-ickel, through whose coverings the conductor potential is reduced to the ground potential of the housing. On the air side such bushings are completed by a ceramic wrap weatherproof. In the case of outdoor equipment, these insulators receive umbrella-like ribs to prevent flashovers due to contamination by air laden with foreign bodies, so that the longest possible insulating distance (creepage distance) is created. "Increasing air pollution, especially in the industry. areas of power plants and power plants, results in the formation of extraneous debris on the surface of these bushings, thereby calling into question the reliability of these important accessories ". A destruction of the implementation and u _e U. also the high voltage electrical device in the event of a rollover along the degraded in their electrical strength porcelain surface by internal overstress damage would be the consequence «To prevent such disadvantages, it is known to connect the electrical high voltage equipment to outside the pollution area rewire "

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Der Einsatz von Kabeln ist jedoch mit. hohen Kosten verbunden. Sie bedürfen einer laufenden überwachung und Wartung und erfordern duch ihre besonderen Eigenschaften einen erhöhten Isolationsaufwand für das elektrische Hochspannungsgeräte Es ist auch bekannt, zur Vermeidung einer häufigen, betriebsstörenden Reinugung der Oberflächenverschmutzung von Durchfuhrungsisolatoren für Freiluft längere Kriechwegstrecken anzuordnen. Dieser Entwicklung sind jedoch Grenzen gesetzt, weil diese Maßnahme im wesentlichen nur durch eine Vergrößerung des Durchführungsisolators zu realisieren ist. Auch ist es bekannt, verschmutzte Durchführungsisolatoren unter besonderen Sicherheitsvorkehrungen im Betrieb mit einem Wasserstrahl abzuspritzen. Dies ist jedoch bei Minustemperaturen nicht möglich,.weil der Wasserfilm mit dem Schmutz auf der Porzellanoberfläche festfriertoHowever, the use of cables is with. high costs. They require continuous monitoring and maintenance and require their special properties increased insulation costs for the electrical high-voltage equipment It is also known to avoid long-term creepage distances to avoid frequent, malfunctioning cleaning of the surface contamination of bushings isolators for outdoor. However, there are limits to this development because this measure can be realized essentially only by enlarging the bushing insulator. It is also known to spray contaminated feedthrough insulators under special safety precautions during operation with a jet of water. However, this is not possible at minus temperatures, because the water film freezes with the dirt on the porcelain surface

Dadurch wird die Kriechwegstrecke in ihrer Wirksamkeit weiter beeinträchtigt und die Überschlagsgefahr steigt an. 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_fh_o die gesamte Anlage muß außer Betrieb genommen 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 Warme zuführung mittels Luft, die vom betriebswarmen Transformatoren— kessel erwärmt wird, nur zu einer sehr geringen Temperaturerhöhung an der Oberfläche des Isolators,As a result, the creepage distance is further impaired in its effectiveness and the risk of rollover increases. The risk of icing with its adverse consequences is also due to atmospheric rainfall or steam torrents from the cooling towers in thermal power plants. Ice formation, in particular to lead-through insulators, which are contaminated by foreign layer coverings, carries the risk of acute foreign layer rollover in itself and requires immediate interruption voltage, d _f h _o the whole plant must be taken out of service. As investigations have shown, the heating of the feed-through insulator by heat conduction from the inside and from the hot transformer oil via the flange fitting of the bushing and a heat supply by means of air, which is warmed by warm operating Transformatoren- boiler, only a very small increase in temperature at the surface the insulator,

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Eine 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 Durchführungskopf und der geerdeten Flanscharmatur 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 Durchführung thermisch unnötig belastet wird. Anderseits ist die Heizung bei einem nicht unter Spannung stehenden elektrischen Gerät nicht im Betriebe Vereiste Durchführungsisolatoren von einem zeitweilig abgeschalteten Gerät können vor der Zuschaltung nicht aufgetaut werden, d_oh, diese Maßnahme ist im kritischen Augenblick der Zuschaltung nicht wirksam. Da es technisch schwierig ist, auf die Porzellanoberfläche ein8 homogene Halbleiterschicht aufzubringen, erwärmt sich infolge des unterschiedlichen Widerstandes die Isolatoroberfläche ungleichmäßig, wodurch lebensdauermindernde Heißzonen bzw, weniger erwärmte für die Eisbildung anfällige Flächen entstehen.Ice formation in wintry temperatures of the ambient air can not be prevented, especially since icing is still promoted by appropriate wind action and the resulting increased heat dissipation «porcelain insulators are known to counteract icing, which are provided with a semiconductive layer on the surface. Due to the flow of current through the semiconducting surface between the high voltage leading conductor bolt on the feedthrough head and the grounded flange fitting of the implementation, 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 implementation is thermally unnecessarily burdened. On the other hand, the heater is in a non-energized electrical appliance in the operations Vereiste implementing insulators from a temporary shutdown device can not be thawed before activation, d _o h, this measure is not effective at the critical moment of activation. 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 and less heated surfaces susceptible to ice formation.

Object of the invention:

Es ist Ziel der Erfindung, eine betrieblichere und wartungsarme Hochspannungsdurchführung herzustellen,,It is an object of the invention to produce a more operational and low-maintenance high-voltage feedthrough,

Darlegung des Y/esens der Erfindung: Presentation of the invention of the invention :

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch geeignete Bauelemente die Vereisung der Porzellanisolatoren von in Freiluft angeordneten Hochspannungsdurchführungen zu verhindern. Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zwischen den elektrischen Punktion steilen der Hochspannungsdurchführung und dem Porzellanisolator unmittelbar im Isolieröl ein Heizkörper angeordnet ist, der ringförmig die inneren Punktionsteile der Durchführung umschließt. Die Heizleistung des Heizkörpers 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.The invention has for its object to prevent by suitable components, the icing of the porcelain insulators arranged in open air high-voltage bushings. This is inventively achieved in that between the electrical puncture steep the high-voltage bushing and the porcelain insulator directly in the insulating a radiator is arranged, which encloses the inner puncture parts of the implementation ring. 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 in dependence on the temperature of the insulating oil in the implementation. This ensures that the insulating oil located in the space between the porcelain insulator and the inner puncturing parts of the bushing heats up. It forms a warm oil flow, which heats the insulator so that ice formation is prevented on its outer surface. Since the insulator only has to be heated to a few degrees above freezing point, a reduction in the life of the insulating material inside the bushing due to the additional heat supply is not to be feared.

Es ist ausreichend die Heizung einzuschalten, wenn die Lufttemperatur unter 0 ⁰C 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 turn on the heater when the air temperature drops below 0 ^° C. A particular advantage of the inventive solution is that iced bushings of out of service high voltage equipment can be defrosted before use.

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Aus führang sb ei spi e 1: ' .For the sake of brevity, see 1 : '.

An Hand eines Ausführungsbeispiels bei einem Transformator soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt die Schnittdarstellung einer Kondensatordurchführung in Weichpapierausführung, bei der der Kondensatorwickel 2 in der ganzen Länge von Isolieröl 1 umgeben ist. Der Ölraum ist nach außen durch den Freiluftisolator 3 und dem Isolator 4 begrenzt. Der Kondensatorwickel 2 und die Isolatoren 3;4 werden durch die Planscharmatur 5 gehalten, die auch zur Befestigung.der Durchführung auf dem Transforrnatorendeckel 6 dient. Um den Kondensatorwiekel 2. herum ist erfindungsgemäß ein ringförmiger Heizkörper 7 angeordnet, durch den bei Bedarf das Isolieröl 1 zusätzlich erwärmt werden kann.With reference to an embodiment in 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 capacitor winding 2 is surrounded in the entire length of insulating oil 1. The oil space is limited to the outside by the outdoor insulator 3 and the insulator 4. The capacitor winding 2 and the insulators 3, 4 are held by the faucet 5, which also serves to Befestigungs.der implementation on the Transforrnatorendeckel 6. According to the invention, an annular heating element 7 is arranged around the condenser sleeve 2. The insulating oil 1 can be additionally heated as required.

Claims

In accordance with claim

1. implementation for electrical high voltage equipment, characterized dad ure h, -daß that between the electrical functional parts of the implementation and the porcelain insulator directly in the insulating oil, a radiator is arranged, which encloses the inner ring.rings inner part of the implementation.

2. Implementation according to item!, Characterized in that the heating power of the radiator is controlled in response to the surface temperature of the porcelain insulator via a mounted on a screen of the porcelain insulator temperature sensor.

3. implementation according to item!, Characterized in that the heating power of the radiator ^ is controlled in dependence on the ambient temperature of the porcelain insulator.

4. Implementation according to item 1, characterized zei chnet characterized in that the heating power of the radiator is controlled in dependence on the temperature of the insulating in the implementation.

For this iSsSta drawings