DD157283A1

DD157283A1 - IMPLEMENTATION FOR ELECTRIC HIGH VOLTAGE UNITS WITH INSULATION OIL

Info

Publication number: DD157283A1
Application number: DD22836381A
Authority: DD
Inventors: Werner Reich; Guenter Pfeiffer; Klaus Liebscher; Horst-Dieter Kaldun
Original assignee: Werner Reich; Guenter Pfeiffer; Klaus Liebscher; Kaldun Horst Dieter
Priority date: 1981-03-17
Filing date: 1981-03-17
Publication date: 1982-10-27

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kondensatordurchfuehrung fuer elektrische Hochspannungsgeraete mit einem vom Kondensatorwickel umgebenden Durchfuehrungsbolzen und einer aus Freilufftisolator, Durchfuehrungsflanschamatur und Innenisolator bestehenden Isolieroelgefuellten Einhausung. Um Vereisungen des Aussenisolators zu verhindern, soll er so durch konvektive Waermeuebertragung gleichmaessig erwaermt werden.Dazu ist der Durchfuehrungsbolzen als Rohr ausgebildet und oben und unten mit Ueberstromoeffnungen versehen. Die Flanscharmatur erhaelt im Spaltbereich zwischen Kondensatorwickel und Flansch ebenfalls Oeffnungen, so dass das Isolieroel im Innern der Durchfuehrung zirkulieren kann. Zur Erwaermung des Isolieroels wird die Verlustleistung des Hochspannungsgeraetes oder Fremdwaerme genutzt. Die Fremdwaerme kann steuerbar sein. Im Bereich der Flanscharmatur sind oberhalb derWaermequelle Kuehlmittel einsetzbar, die die Zirkulation des Isolieroels forcieren.The invention relates to a Kondensatordurchfuehrung for electrical Hochspannungsgeraete with a surrounding of the capacitor winding Durchfuehrungsbolzen and a Freilufftisolator, Durchfuehrungsungsflanschamatur and Innenisolator existing Isolieroelgefuellten enclosure. To prevent icing of the outer insulator, it should be uniformly heated by convective heat transfer gleich.Daszu the feedthrough bolt is formed as a tube and provided at the top and bottom with overflow openings. The flange fitting also receives openings in the gap area between the capacitor winding and the flange so that the insulating oil can circulate inside the bushing. To heat the insulating oil, the power loss of the high-voltage equipment or external heat is used. The external heat may be controllable. In the area of the flange fitting, coolant can be used above the heat source, which forces the circulation of the insulating oil.

Description

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Titel der ErfindungTitle of the invention

Durchführung für elektrische Hochspannungsgeräte mit Isolierölfüllung 'Feedthrough for high voltage electrical equipment with insulating oil filling '

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Durchführung mit Freiluftisolator und Isolierfüllung für elektrische Kochspannungsgeräte wie Transformatoren, Drosselspulen, Wandler, S c"haltgeräte und gasisolierte Schaltanlagen.The invention relates to a bushing with outdoor insulation and insulation filling for electrical cooking voltage devices such as transformers, inductors, converters, S c "haltgeräte and gas-insulated switchgear.

Darstellung der bekannten technischen lösungenPresentation of the known technical solutions

Zur Herausführung des Kochspannungspotentials aus einem geerdeten Kessel oder Gehäuse eines elektrischen Hochspannungsgerätes, wie bei Transformatoren·, Drosselspulen und induktiven Spannungswandlern, Schaltgeräten oder gasisolierten gekapselten Schaltanlagen werden isolierö'lgefüllte Durchführungen benut'zt. Diese Durchführungen stellen eine komplette nach außen abgeschlossene Baugruppe dar, die nach der Luftseite durch einen mit schirmförmigen Rippen versehenen Freiluftisolator aus Porzellan und nach der Kesselseite durch einen glatten Porzellanisolator verschlossen ist und deren elektrisches Feld zwischen den . Elektroden Bolzen und Flansch durch einen konzentrisch um den Bolzen angebrachten Kondensatorwickel gesteuert v/ird und deren Inneres mit Isolieröl gefüllt ist·Isolation oil filled feedthroughs are used to remove the cooking voltage potential from a grounded vessel or housing of an electrical high voltage device, such as transformers, inductors, and inductive voltage transformers, switchgear, or gas insulated, enclosed switchgear. These ducts constitute a complete outward - sealed assembly, closed on the air side by a porcelain umbrella - shaped open - air insulator and, to the side of the boiler, by a smooth porcelain insulator and their electric field between them. Electrode bolt and flange controlled by a capacitor coil mounted concentrically around the bolt and whose interior is filled with insulating oil ·

Diese Gestaltung soll sowohl einen Durchschlag der Isolation zwischen den Elektroden als auch einen Außenüberschlag über den Freiluftisolator verhindern.This design is intended to prevent both a breakdown of the insulation between the electrodes and an external flashover on the outdoor insulator.

Zur Beherrschung yon Schmutzfremdschichten werden folgende Maßnahmen einzeln oder kombiniert angewendet: Verlängerung des Kriechweges, Silikonisierung, Wachsung, Naßreinigung (Abspritzen, Beregnen, Abwaschen)· Im Bereich von Naßkühltürmen kann es bei ungünstigen äußeren meteorologischen Bedingungen durch den stark'lei.tfähigen Kühlturmwrasen, z.T. in Verbindung mit Sropfenauswurf zu gefährlichen Vereisungen kommen, wobei insbesondere Eiszapfen, die die Schirme des Freiluftisolators überbrücken, den Kriechweg so stark verkürzen, daß es zu einem Überschlag kommen kann« Die o.g. Prophylaxemaßnahmen erweisen sich bei Eisfremdschichten als unwirksam oder sogar überschlagsbegünstigende Bisher wurden JPre HuftIsolierungen für hohe Spannungen im Kraftwerksbereich mit hohem finanziellen ikufwand vermieden, indem die Anlagen zur Energieabführung mit Kabeln.und/oder Innen- oder gekapselten Anlagen ausgeführt wurden« Bekannt' ist es, Hoch- und Höchstspannungs-Freiluftisolierungen mit Luft zu beblasen, um sie von festen und flüssigen Niederschlagen freizuhalten (DD 126850). Diese Lösung benötigt im Hochspannungsbereich besondere Beblasungsvorrichtungen, die die Funktionssicherheit der Durchführung nachteilig beeinflussen können.The following measures are used individually or in combination to control dirt foreign layers: lengthening of the creepage path, siliconization, waxing, wet cleaning (spraying, sprinkling, washing) · In the area of wet cooling towers, it can be caused by the strong cooling turf, eg. in conjunction with drop ejection to dangerous icing come, in particular icicles that bridge the umbrellas of the open-air insulator, shorten the creepage so strong that it can lead to a rollover "The o.g. Prophylactic measures have proven to be ineffective or even unfavorable to ice sheets. Up to now, high-stress JPtr lifting systems have been avoided in the high-cost power plant area by carrying out the power drainage systems with cables and / or internal or sealed equipment Blow air and high voltage outdoor insulation with air to keep them free from solid and liquid precipitation (DD 126850). This solution requires in the high voltage range special blowing devices that can adversely affect the reliability of the implementation.

Es gibt auch Vorschläge, die Freiluftdurchführung durch Heizwiderstände in verschiedener Anordnung unter-Ausnutzung der Wärmeleitfähigkeit des Isolieröls ^zu beheizen (DD 145 576, 577, 145 578).There are also proposals ^to heat the outdoor bushing by heating resistors in various arrangements under-exploiting the thermal conductivity of the insulating oil (DD 145 576, 577, 145 578).

Auf diese Weise kann jedoch die erförderliche gleichmäßige Erwärmung des gesamten Freiluftisolators nicht erreicht werden. Es entstehen auf diese Weise vielmehr Heißpunkte an den Heizwiderständen, so daß eine Verkürzung der Lebensdauer der Durchführung bewirkt wird.In this way, however, the erförliche uniform heating of the entire outdoor insulator can not be achieved. It rather arise in this way hot spots on the heating resistors, so that a shortening of the life of the implementation is effected.

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L· L·L · L ·

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist eine betriebssichere wartungsfreie oder wartungsarme Freiluft durchführung, bei de._r Vereisungen, insbesondere in dsr Nähe von Haßkühltürmen, 'sicher" verhindert werden.The aim of the invention is a reliable maintenance-free or low-maintenance outdoor implementation, in de. _r icing, especially in dsr near Haßkühltürmen, 'surely be prevented. "

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Hoch- bzw· Höchstspannungs-Kondensatordurchführungen mit Isolierölfüllung und Freiluftisolator in senkrechter oder schräger Anordnung so zu gestalten, daß Vereisungen durch konvektive Erwärmung des gesamten Freiluftisolators vermieden werden_o The invention has for its object to make high- or · high voltage capacitor bushings with insulating oil filling and outdoor insulator in a vertical or oblique arrangement so that icing by convective heating of the entire outdoor insulator can be avoided _o

Das wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß der Teil des Durchführung sbolzens im Innern der Durchführung als Rohr ausgebildet . und sowohl auf der Gefäßseite als auch auf der Freiluftseite je-" weils im Innern der Durchführung, jedoch möglichst weit vom Kondensat orwickel entfernt, mit Überströmöffnungen, z.B„ Bohrungen versehen ist, die auf jeder Seite insgesamt mindestens einen freien Querschnitt ergeben, der dem freien Querschnitt des Bolzenrohres entspricht. Dient die Flanscharmatur aur Halterung oder Abstützung des Kondensatorwickels, erhält diese ebenfalls im Bereich des Spaltes zwischen Kondensatorwickel und Flansch Überströmöffnungen mit dem erforderlichen Querschnitt.This is achieved in that according to the invention, the part of the implementation sbolzens formed in the interior of the implementation as a tube. and both on the vessel side and on the outdoor side each "inside the implementation, but as far as possible from the condensate orwickel, with overflow, eg" holes is provided which give at least one free cross section on each side, the free If the flange fitting serves as a support or support for the capacitor winding, it also receives overflow openings with the required cross-section in the area between the capacitor winding and the flange.

Das im Bereich des Gefäßisolators befindliche Isolieröl mit geringer Viskosität wird durch die Verlustwärme des elektrischen Hochspannungsgerätes, z.B. bei Transformatoren oder Drosselspulen,. oder durch Fremdwärme _f z.B. bei Schaltgeräten oder gasisolierter gekapselter Schaltanlage oder durch Kombination beider V/ärmezuführungsmöglichkeiten erwärmt und durch das im Bereich des Freiluftisolators befindliche kältere Isolieröl auf Grund des Dichteunterschiedes über die im weiteren Teil des Bolzenrohres befindlichen ^Überströmöffnungen in dem'als Rohr ausgebildeten Bolzen nach oben •gedrückt, wo es im oberen Bereich des Freiluftisolators über die dort im Bolzen befindlichen Überströmöffnungen v/ieder austritt und den Porzellankörper des Freiluftisolators erwärmt« Durch dieseThe located in the region of the vessel insulator insulating oil with low viscosity is caused by the heat loss of the electrical high voltage device, such as transformers or inductors. or heated by external heat _f eg switching devices or gas-insulated encapsulated switchgear or combination of both V / ermmezuführungsmöglichkeiten and located in the region of the open air insulator colder insulating oil due to the density difference on the located in the further part of the pin tube ^ overflow in dem'als tube formed bolt upwards • pushed down where it exits the upper part of the open-air insulator via the overflow openings located there in the bolt and heats the porcelain body of the outdoor insulator "

Wärmeabgabe kühlt sich das Isolieröl ab und strömt im Spalt zwischen Kondensatorwickel und Freiluftisolator wieder abwärts in den unteren Teil der Durchführung,Heat release, the insulating oil cools down and flows in the gap between capacitor winding and outdoor insulator down again in the lower part of the implementation,

Durch diese Zirkulation des Isolieröls wird der Freiluftisolator durch konvektive Y/ärmeÜbertragung ständig auf einer !Temperatur gehalten, die eine Eisbildung an seiner äußeren Oberfläche verhinderte As a result of this circulation of the insulating oil, the outdoor insulator is kept constantly at a temperature which prevents ice formation on its outer surface by convective transfer of heat

Ein besonderer Vorteil der erfinderischen Lösung besteht darin, daß durch niedrige Außentemperaturen und durch Wind durch die verstärkte Kühlung die Ölzirkulationformiert wird und damit ein Selbstregelungseffekt erreicht wirdo .A particular advantage of the inventive solution is that the oil circulation is formed by low outside temperatures and by wind through the increased cooling and thus a self-regulation effect is achieved.

Zur Verstärkung der ^zirkulation ist es günstig, wenn im Bereich der Flanscharmatur ein zusätzlicher Kühlmantel angeordnet ist. Ist die Kühlleistung des Kühlmantels steuerbar, dann ist es vorteilhaft, um den Kühlmantel eine Y/ärmedämmschicht anzubringen· Es 'ist zwar eine Hochspannungs-Kondensatorduchführung bekannt, bei der der Durchführungsbolzen als Rohr ausgebildet ist (DE-OS 274-1313)o Dies dient jedoch ausschließlich als Wärmeleitrohr zur Abführung der Verlustwärme an eine am Kopf der Durchführung angebrachte Kühlrippenanordnung. An die Bildung einer den Außenisolator erwärmende Zirkulation ist somit nie gedacht worden» Auch bei der bekannten ölgekühlten elektrischen Durchführung, deren Durchführungsbolzen aus konzentrisch angeordneten Rohren gebildet ist, zwischen denen ringförmige Kühlkanäle gebildet sind (US 3626079), die Bestandteil eines Zwangumlaufkreises für das Isolieröl sind, ist die Ausbildung des Durchführungsbolzens ausschließlich für die Abführung der Verlustwärme in das Öl vorgesehene Ss ist keine Erwärmung der Freiluftisolation beabsichtigt, und.diese erfolgt auf Grund der Wahl des Kreislaufes auch nicht zwangsläufig.To strengthen the circulation, it is favorable if an additional cooling jacket is arranged in the region of the flange fitting. If the cooling capacity of the cooling jacket can be controlled, then it is advantageous to attach a thermal insulation layer to the cooling jacket. Although a high-voltage condenser guide is known in which the leadthrough bolt is designed as a pipe (DE-OS 274-1313) but only as a heat pipe for dissipating the heat loss to a mounted on the head of the implementation cooling fin assembly. The formation of an outer insulator heating circulation has thus never been thought »Even in the known oil-cooled electrical feedthrough whose feedthrough bolt is formed from concentrically arranged tubes, between which annular cooling channels are formed (US 3626079), which are part of a forced circulation circuit for the insulating oil If the design of the bushing bolt is intended exclusively for dissipating the heat loss into the oil, no warming of the outdoor insulation is intended, and this is not necessarily due to the choice of the circuit.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll:.an Hand eines Beispiels erläutert werden. Die Zeichnung zeigt die Schnittdarstellung einer Durchführung mit Freiluftisolator 1, geräteseitigem Isolator 2, der Flansch? armatur 3, dem Bolzenrohr 4 mit den Überströmöffnungen 5; 6 sowie dem Kondensatorwickel 7, Im Raum zwischen Kondensatorwiclcel 7 und Isolatoren 1; 2,sowie im Bolzenrohr 4 befindet sich Isolieröl 8» Wird der Plansch zur Abstützung oder Halterung benutzt, erhält er im Spaltbereich Überströmöffnungen 9. Die Erwärmung des Isolieröls 8 erfolgt durch das den geräteseitigen Isolator 2 umgebende Transformatorenöl 10 und/oder einen steuerbaren Wärmeübertrager 13, der im Bereich des- Flansches 3 oder unmittelbar darüber im Kessel 12 angeordnet ist. Das abgekühlte Isolieröl 8 im oben-rliegenden Bereich der Freiluftdurchführung sinkt J infolge seiner größeren Dichte nach unten und drückt das erwärmte •Öl durch die Überströmöffnung 6 in dem als Rohr ausgebildeten Bolzen4 nach oben, wo es durch die Überströmöffnune: 5 den Bolzen 4 verläßt rind im Spalt zwischen Freiluftisolator 1 und Kondensatorv/ickel 7 unter Wärmeabgabe und Dichteerhöhung'nach unten sinkt. Die Umlaufgeschwindigkeit kann erhöht v/erden, wenn im Flanschbereich 3 außerhalb des Kessels 12 ein Kühlmantel 11 angeoi-dnet ist. ·The invention will be explained with reference to an example. The drawing shows the sectional view of a bushing with Freiluftisolator 1, device-side insulator 2, the flange? fitting 3, the pin tube 4 with the overflow 5; 6 and the capacitor winding 7, in the space between Kondensatorwiclcel 7 and insulators 1; 2, as well as in the pin tube 4 is insulating oil 8 »If the planter used for support or support, it receives in the gap area overflow 9. The heating of the insulating 8 takes place by the device-side insulator 2 surrounding transformer oil 10 and / or a controllable heat exchanger 13, which is arranged in the region of the flange 3 or directly above in the boiler 12. The cooled insulating oil 8 in the overhead region of the outdoor bushing J descends downward due to its greater density and pushes the heated oil up through the overflow opening 6 in the pipe 4 formed as a pipe, where it leaves the bolt 4 through the overflow opening 5 in the gap between the open-air insulator 1 and the capacitor 7 with heat release and density increase drops downwards. The circulation speed can be increased if a cooling jacket 11 is connected in the flange area 3 outside the boiler 12. ·

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Claims

Erfindungsansρruch

1 «condenser bushing for electrical high voltage equipment with a Durchgangsbolzen surrounded by the Kondensatorv / ickel and consisting of Freiluftisolator, Durchführungsflanscharmatur and inner insulator oil-filled housing, characterized in that for the purpose of heating the Freiluf ^ insulator (1) by convective heat transfer of the bushing bolt (4) within the enclosure is formed in a manner known per se as a tube and as well as the flange (3) in Spalt¬ • rich between condensate orv / ickel (7) and flange top and bottom with overflow (5; 6, 9) is provided.

2 «condenser bushing according to item 1, characterized in that the Verlustv / poor (self-heat) of the electrical high-voltage device is provided for heating the insulating oil ·

3. condenser bushing according to item 1, characterized in that is provided for heating the insulating oil acted upon by external heat heat exchanger ·

4 »condenser bushing according to point 3, characterized in that means are provided for controlling the heat exchanger supplied external heat,

5ο Condenser bushing according to point 3 and 4, characterized .dadurch that the heat exchanger is surrounded by a thermal barrier coating »·

Condenser guide according to point 1 to 5 »characterized in that outside the high-voltage device in the area of the flange fitting (3) the bushing is surrounded by a cooling jacket«

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7 · condenser bushing according to item 6, characterized in that means are provided for controlling the cooling capacity of the cooling jacket.

8. condenser guide according to item 7, characterized in that a surrounding the cooling jacket thermal barrier coating is arranged »

For this purpose 1 Seit® drawings