DD158453B1 - Halterungselement fuer elektrische bauteile in hochspannungspruefanlagen - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Halterungselement für elektrische Bauteile in Hochspannungsprüfanlagen, die nach dem Baukastenprinzip aufgebaut sind und ist insbesondere in dem Bereich von Nennspannungen bis 40OkV vorgesehen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Für die Demonstration der prinzipiellen Funktionsweise von Hochspannungsprüfanlagen in Laboratorien und Prüffeldern von Lehr- und Forschungseinrichtungen, für die Prüfung von Produkten oder Betriebsprüfungen installierter Einrichtungen ist die Verwendung variabel einsetzbarer Hochspannungsprüfanlagen nach dem Baukastenprinzip bekannt, die es erlauben, auf einfache und übersichtliche Weise ein- bis dreistufige Prüfanlagen mit einer Nennspannung von max. 40OkV aufzubauen. Normierte Abmessungen für alle elektrischen Bauelemente, im folgenden als Zweigelemente bezeichnet, und einheitliche Befestigungssysteme gewährleisten dabei die wahlweise Erzeugung von Gleich-, Wechsel- oder Impulsspannungen („Der Hochspannungs-BaukasterT, HS-B 79, Firmendruckschrift Meßwandlerbau Bamberg).

Der Ausbildung der Verbindungsstellen zwischen den Zweigelementen kommt hierbei besondere Bedeutung zu, einmal im Hinblick auf die durch sie bestimmte mechanische Stabilität des Gesamtaufbaus, zum anderen hinsichtlich der Gewährleistung einer uneingeschränkten Austauschbarkeit der Halterungselemente, die hier im weiteren als Knotenpunktelemente bezeichnet werden. Bisher bekannte Knotenpunktelemente sind relativ kompliziert gestaltete Formteile, z. B. aus AI-Druckguß, in der Zweigelemente der gleichen Ebene eingehängt werden, während der vertikale Ausschluß durch Steckverbindungen erreicht wird.

Die Knotenpunktelemente sind auf Grund ihres hohen Kompliziertheitsgrades jedoch teuer, zudem gewährleisten sie wegen der gewählten Verbindungselemente nicht in jedem Fall die gewünschte mechanische Stabilität der Anlage. Bei bisher bekannten Hochspannungsprüfanlagen nach dem Baukastenprinzip sind die Knotenpunktelemente entweder nicht bis zur Nennspannung teilentladungsfrei oder erlauben keine Anpassung ihrer Gestaltung an die Spannungshöhe, so daß bei kompatibler Anwendbarkeit (Baukastenprinzip) und Bemessung für die höchste Spannung, die Knotenpunktelemente der untersten Spannungsebene größer als nötig ausfallen. Andere, mehrteilige Knotenpunktelemente mit Verschraubungstechnik gewährleisten zwar einen starren Aufbau, sind jedoch ebenfalls kompliziert gestaltet und lassen keine Möglichkeit, die Abhängigkeit derTeilentladungseinsatzspannung von der Gestaltung der Anschlüsse und elektrischen Verbindungsstellen der Zweigelemente zu demonstrieren. Aus didaktischen Gesichtspunkten ist es jedoch wünschenswert, auch bei niedrigeren Spannungen Gestaltungsprinzipien anzuwenden, die bis zu höchsten Spannungen im Megavoltbereich ihre Gültigkeit behalten, wobei der Teilentladungsfreiheit der Prüfanlage besondere Bedeutung zukommt. Bei derartigen Höchstspannungsprüfanlagen mit Nennspannungen von mehreren MV und für deren Meßzubehör ist es bekannt, große Abschirmelektroden aus einer Vielzahl kleiner Tellerelektroden zusammenzusetzen (Polygonelektrode). Die Tellerelektroden werden an einem relativ komplizierten Stützgerüst befestigt (DE-OS 2144498).

Ziel der Erfindung

Es ist Ziel der Erfindung, die Gestaltung der Knotenpunktelemente bei Hochspannungsprüfanlagen nach dem Baukastenprinzip zu verbessern und zu vereinfachen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer im Baukastensystem ausgeführten Hochspannungsprüfanlage die Knotenpunktelemente so auszubilden, daß sie von allen Seiten ungehindert zugänglich, dabei teilentladungsfrei und an die jeweilige Spannungsebene anpaßbar sowie für den Anschluß von Zweigelementen montagetechnisch günstig gestaltet sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Knotenpunktelement aus einem leitfähigen Halterungskörper mit mehreren, den Halterungskörper schirmenden Tellerelektroden besteht, die lösbar an dem Halterungskörper bzw. einem Teil des Halterungskörpers befestigt und ihrerseits mit Mitteln versehen sind, die die Aufnahme und/oder Befestigung der Anschiußarmaturen der Zweigelemente ermöglichen.

Vorzugsweise ist zumindest eine der Tellerelektroden des Knotenpunktelementes Bestandteil der Anschlußarmatur eines Zweigelementes und mit diesem lösbar an dem Halterungskörper befestigt.

Die Mittel zur Aufnahme und/oder Befestigung der Zweigelemente an den Tellerelektroden bestehen vorzugsweise darin, daß die Tellerelektroden eine Vertiefung mit einer Bohrung aufweisen, mit der sie auf je einem, an dem Halterungskörper befestigten

Anschlußstab aufgenommen und durch je ein Verschraubungselement, z. B. eine Hutmutter, befestigt sind. Es empfiehlt sich hierbei, die Befestigung der Elektroden und der Zweigelemente mit gleichartigen Verbindungstechniken vorzunehmen, insbesondere dergestalt, daß die Anschlußarmaturen der Zweigelemente innerhalb der jeweiligen Einziehung bzw. Vertiefung der Tellerelektroden mit Hilfe einer Überwurfmutter befestigt sind.

Es kann ferner vorteilhaft sein, daß die Tellerelektroden mit den Anschlußstäben bereits fest verbunden sind und gemeinsam lösbar an dem Halterungskörper gehalten werden. Ein weiterer für Demonstrationszwecke besonders schätzenswerter Vorteil des erfindungsgemäßen Knotenpunktelementes bei dessen Einsatz in einer Hochspannungsprüfanlage nach dem Baukastenprinzip besteht darin, daß die Abmessungen der Tellerelektroden und Anschlußstäbe mitzunehmender Spannungshöhe des Knotenpunktes leicht vergrößert werden können, so daß in jedem Falle ein angepaßtes, teilentladungsfreies Knotenpunktelement zur Verfügung steht. Vorzugsweise ist das Knotenpunktelement mit sechs Tellerelektroden versehen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung im folgenden näher erläutert. In ihr zeigen die Figuren 1 und 2 jeweils ein Knotenpunktelement 1 im Halbschnitt mit dem Anschluß zweier Zweigelemente 6 bzw. eines Zweigelementes 6 bei verschiedener Ausführung eines Halterungskörpers 2 und von Befestigungselementen. Das Knotenpunktelement 1 für einen Hochspannungsbaukasten besteht aus einem Halterungskörper 2, der von Tellerelektroden 3 umgeben ist, wobei sämtliche Teile des Knotenpunktelementes 1 elektrisch leitfähig sind. Gemäß Fig. 1 sind an dem Halterungskörper 2 strahlenförmig Anschlußstäbe 4 befestigt, die an ihren Enden die Tellerelektroden 3 tragen, so daß die Tellerelektroden 3 eine würfelförmige Hüllfläche bilden und der Halterungskörper 2 vollständig abgeschirmt ist.

Solange keine Zweigelemente 5 wie Kondensatoren, Widerstände, Durchführungskörper u.a. an dem Knotenpunktelement 1 angreifen, erfolgt die Befestigung der Tellerelektroden 3 derart, daß sie in ihrem Zentrum eine Einziehung β und darin eine Bohrung 7 aufweisen, mit der sie auf dem jeweiligen, Gewinde tragenden Anschlußstab 4 aufgenommen und mit Hilfe einer Hutmutter 8 befestigt sind. In Fig. 1 werden aus zwei Richtungen Zweigelemente 5 an das Knotenpunktelement 1 angeschlossen. Deren Anschlußarmaturen 9 tragen zweckmäßigerweise das gleiche Gewinde wie die Anschlußstäbe 4. In diesem Fall wird die Tellerelektrode 3 durch eine Überwurfmutter 10 am Anschlußstab 4 und mit dieser dann ebenfalls das Zweigelement 5 an der Tellerelektrode 3 befestigt. Auf diese Weise ist die variable, mechanisch feste und elektrisch abgeschirmte Verbindung aller Zweigelemente 5 untereinander bei einer ein- oder mehrstufig aufgebauten Prüfanlage gesichert. Selbstverständlich können die konkreten Befestigungselemente und -techniken in weitem Rahmen variiert werden, ohne den Boden der Erfindung zu verlassen, wie auch Fig. 2 zeigt. In Fig. 1 könnten die Anschlußstäbe 4 auch fest mit den Tellerelektroden 3 verbunden und z.B. in den Halterungskörper 2 eingeschraubt sein. Einer solchen Ausführung kommt Fig. 2 näher, indem hier der Halterungskörper 2 einen Rahmen mit sechs Steckkontakten 11 bildet. Die Tellerelektroden 3 sind mit den Anschlußstäben 4 fest verbunden und in den Halterungskörper 2 unter Verwendung einer Schnappverbindung eingesteckt. Zum Anschluß von Zweigelementen 5 und deren elektrischer und mechanischer Verbindung untereinander sind in diesem Fall die Tellerelektroden 3 mit den Anschlußstäben integraler Bestandteil der Anschlußarmatur 9 des jeweiligen Zweigelementes 5 und werden mit diesem gemeinsam an den Halterungskörper 2 angesteckt, womit gleichzeitig die elektrische Abschirmung der Verbindungsstelle gesichert ist. Die Tellerelektrode 3 kann fest oder lösbar mit dem Zweigelement 5 verbunden sein.

Es ist auch möglich, daß diese am Zweigelement 5 befindliche Elektrode abweichend von den übrigen Tellerelektroden 3, z. B. in Form einer ringförmigen Wulst, gestaltet ist.

Besonders vorteilhaft ist es nun, daß durch Verkleinerung oder Vergrößerung der Tellerelektroden 3 in Verbindung mit einer Verkürzung oder Verlängerung der Anschlußstäbe 4 ohne Veränderung der Anschlußmöglichkeiten für die Zweigelemente 5 in weiterem Rahmen eine Anpassung des Knotenelementes 1 an die jeweilige Spannungsebene möglich ist.

Claims (1)

1. Halterungselement für elektrische Bauteile in Hochspannungsprüfanlagen nach dem Baukastenprinzip, vorzugsweise für Nennspannungen bis 400 kV, gekennzeichnet dadurch, daß ein Halterungskörper (2) vorgesehen und an diesem sechs, den Halterungskörper (2) schirmende Tellerelektroden (3) lösbar befestigt und diese Tellerelektroden (3) zumindest teilweise mit Mitteln zur Aufnahme und/oder Befestigung der Anschlußarmaturen (9) der Bauteile (5) versehen sind.

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