DD201217A1

DD201217A1 - Kondensator-durchfuehrung fuer elektrische hochspannungsgeraete

Info

Publication number: DD201217A1
Application number: DD23458081A
Authority: DD
Inventors: Guenter Pfeiffer; Werner Reich; Klaus Liebscher; Albert Grose; Wolfgang Zuerich; Gerhard Broedner; Joachim Voss
Original assignee: Guenter Pfeiffer; Werner Reich; Klaus Liebscher; Albert Grose; Wolfgang Zuerich; Gerhard Broedner; Joachim Voss
Priority date: 1981-11-03
Filing date: 1981-11-03
Publication date: 1983-07-06
Also published as: EP0078366A3; DD201217B1; EP0078366A2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine mit einer Isolierfluessigkeit gefuellte Kondensator-Durchfuehrung in Freiluftausfuehrung fuer elektrische Hochspannungsgeraete, insbesondere fuer Transformatoren und Drosselspulen. Ziel und Aufgabe bestehen darin, eine wartungsarme, isolierfluessigkeitsgefuellte Kondensator-Durchfuehrung zu schaffen, deren Eisfreiheit auch bei schwierigen Witterungsbedingungen, z.B. bei hoher Windgeschwindigkeit und Temperaturen unter 0 grd C, gewaehrleistet ist, insbesondere auch in der Naehe von Nasskuehltuermen von Kraftwerken. Das wird dadurch erreicht, dass der isolierfluessigkeitsgefuellte Innenraum der Durchfuehrung ueber Ein- und Austrittsoeffnungen in der Flanscharmatur mit einem aus Rohren, Waermeelementen, Umgehungsleitung mit Absperrorgan und Umwaelzpumpe bestehenden Kreislaufsystem verbunden ist. Figur

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung;

Die Erfindung bezieht sich auf eine mit einer Isolierflüssigkeit gefüllte!* Kondensat or-Durchführung in Freiluftausfuhrung für elektrische Hoc heparintingsger ate j insbesondere für Transformatoren und Drosselspulen,

Charakteristik der bekannten technischen lösungen:

Bei elektrischen Hochspannungsgeräten, wie Transformatoren und Drosselspulen ist der Aktivteil im allgemeinen in einen geschlossenen mit einem Isoliermedium gefüllten Gehäuse untergebracht. Zur Herausführung der hochspannungspotentialführenden Leiteranschlüsse aus dem geerdeten Gehäuse werden Durchführungen benutzt, die eine komplette nach außen abgeschlossene Baugruppe darstellen. Diese Durchführungen besitzen bei höheren. Spannungen einen konzentrisch um den Leiter angeordneten Kondensatorwickel, durch dessen Beläge das elek-. trische Feld zwischen Leiterbolzen und Flansch gesteuert auf das Brdpotential des Gehäuses abgebaut wird« Luftse itig sind derartige Durchführungen durch einen Porzellanüberwurf abgeschlossen, der in Freiluftaus- . führung schirmartige Rippen zur Verlängerung der Isolierstrecke besitzt ο Nach der Gehäuseseite erfolgt bei modernen Durchführungstypen mit Weichpapierisolation der Abschluß durch einen glatten Porzellanisolator. Der Raum zwischen dem Kondensatorwickel und den Porzellanüberwürfen ist mit einer Isolierflüssigkeit, z.B. Isolieröl, gefüllt. Diese Gestaltung soll sowohl einen Durchschlag der Isolation zwischen den Elektroden als auch einen Außenüberschlag über den Freiluftisolator verhindern.

Die zunehmende Luftverschmutzung, insbesondere in Industriegebieten und in der Nähe von Kraftwerken, führt zur Bildung von Schmutz und Eisfremdschichten auf dem luftseitigen Porzellanüberwurf, wodurch die Überschlagsfestigkeit herabgesetzt wird»

Zur Beseitigung von Schmutzablagerungen auf dem Freiluftporzellan und zur Sicherung der Überschlagsfestigkeit ist es bekannt, verschiedene Maßnahmen, einzeln oder kombiniert, vorbeugend anzuwenden: Kriechwegverlängerung, Silikonierung, Wachsen, Naßreinigung (Abspritzen, Beregnen, Abwaschen). Im Bereich von Naßkühltürmen von Kraftwerken kann es darüber hinaus bei ungünstigen meteorologischen Bedingungen durch den stark leitfähigen Kühlturmwräsen zu Vereisungen kommen, die durch die hohe Leitfähigkeit des Niederschlages funktionsgefährdend sind«.

Mit den bereits genannten Maßnahmen kann eine Eisbildung auf dem Überwurfporzellan bei winterlichen Temperaturen, der Umgebungsluft nicht verhindert werden. Um diese Nachteile zu vermeiden, kann man die Anschlüsse der elektrischen Hochspannungsgeräte bis außerhalb des Verschmutzungsbereichs bzw. aus dem Bereich einer besonders hohen und beständigen Luftfeuchtigkeit verkabeln. Es sind auch Verfahren und Anordnungen bekannt, mit denen die Oberflächen von Freiluft Isolierungen durch Beblasen mit Luft trocken und eisfrei gehalten werden sollen«. Nachteilig hierbei ist, daß erhebliche Luftmengen hoher Temperatur benötigt werden, für die aufwendige Lufterzeugungs- und im Hochspannungsbereich Beblasungseinrichtungen benötigt werden, die die Funktionssicherheit der Durchführung beeinträchtigen können. Weiterhin ist es bekannt, den luftseitigen Porzellanüberwurf durch Heizwiderstände in verschiedener Ausfüh-

nung unter Ausnutzung der Wärmeleitfähigkeit des Isolieröls im Porzellanüberwurf zu beheizen» Hierdurch ist jedoch eine ausreichende Erwärmung des Überwurfporzellans ' nur schwer zu erreichen» Bei den beengten räumlichen 7erüa.J-tQ j.SS6±i J-QQS ÜiiS.Ib u.öÜ DüJcChjLulixUüg liit däS V6ÜxUg^u«auβ Volumen für Heizwiderstände so begrenzt, daß die Größe der Heizleistung ohne Überschreitung der zulässigen Oberflächentemperaturen an der Grenzfläche Widerstand/Isolisrflüssigkeitsfüllung der Durchführung wegen der. Alterung der Isolierflüssigkeit eine bestimmte Größe nicht überschreiten kann» Diese Größe kann für die Enteisung bzw. Eisfreihaltung des Überwurfporzellans nicht ausreichend sein. Es wurde bereits vorgeschlagen, die Yerlustwärme aus der Ölfüllung des Transformators über die Ölfüllung der Durchführung auf die Außenfläche des Überwurfporzellans zu übertragen, indem der als Rohr ausgeführte Durchführungsbolzen oben und unten mit einer Öffnung versehen, ist, durch die die ölfüllung der Durchführung nach dem Thermosyphon-Prinzip zirkulieren kann. Diese Lösung kann jedoch nicht garantieren, daß die Wirkung des-Thermosyphon-Systems ausreicht, um bei extremen Witterungsbedingungen eine ausreichende Wärmemenge auf die Außenseite des luftseitigen Überwurfporzellans insbesondere auf die Enden der Schirme zu übertragen.

Ziel der Erfindung:

Ziel der Erfindung ist eine wartungsarme, isolierflüssigkeitsgefüllte Kondensator-Durchführung für Freiluft, deren Sisfreiheit auch bei schwierigen Witterungsbedingungsη, ZoBe bei hoher 'Windgeschwindigkeit und Temperaturen unter O⁰C gewährleistet ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Deι Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochspannungs-Kondensator-Durchführung für Freiluft zu schaffen, bei der elektrische 1To en schlage infolge Vereisung des luftseitigen Überwurfporzellans, insbesondere in der Nähe von Naßkühltürmen von Kraftwerken, verhindert werden„ Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der isolierflüssigkeitsgefüllte Innenraum der Durchführung über Ein- und Austrittsöffnungen in der Flanscharmatur mit einem aus Rohren, Wärmeelementen und Umwälzpumpe bestehenden Kreislaufsystem verbunden ist. Als Wärmeelemente dienen ein im Isolieröl des Hochspannungsgerätes angeordneter und die VerlustvJärme des Hochspannungsgerätes nutzender Wärmetauscher bzw., wenn dieser eine ausreichende Beheizung der Durchführung nicht garantieren kann oder das Hochspannungsgerät keine ölfüllung besitzt ein fremdbeheizter Isolierflüssigkeitserwärmer. Zum Zwecke der besseren'Zugänglichkeit bzw» um Abmessungsbegrenzungen aus .dem Wege zu gehen, kann der ?/ärme tauscher auch .außerhalb der Isolierölfüllung des Hochspannungsgerätes angeordnet sein, wobei dann dafür gesorgt werden muß, daß der Wärmetauscher von heißem Isolieröl umspült wird, z.B, in der Saugleitung der Kühlanlage. Der fremdbeheizte Isolierflüssigkeitserwärmer ist mit dem Wärmetauscher in Reihe geschaltet für den Fall, daß die Betriebswärme des Geräteöles nicht ausreicht. Diese fremdbeheizte Wärmequelle ist auch erforderlich, wenn vereiste Durchführungen eines betriebskalten. Hochspannungsgerätes vor Inbetriebnahme abgetaut werden müssen. Der mit Isolierflüssigkeit gefüllte Innenraum der Durchführung ist im Bereich der Flanscharmatur mit einer Schottung versehen, durch die der Innenraum in einen oberen und unteren Isolier fluss igke its raum geteilt ist. Die Zu- bzw. Abführung der zirkulierenden erwärmten Isolierflüssigkeit erfolgt über mehrere in der Flanscharmatur angeordneten Ein- bzw.

lastsittsÖffnungen. Um die Übernahme von WaEme' aas der betriebswarmen Glfüllung des Hochspannungsgerätes über den geräteseitigen Isolator zu veil·essein, ist dieser, zur Vergrößerung der Außenfläche mit Rippen versehen,, Eine weitere Verbesserung den Wärme entnahme aus dem Isolieröl des Hochspannungsgerätes wird dadurch erreicht, daß am unteren äußeren Ende des Innenleiters ein rippenförmiger Wärmekollektor angebracht ist. Dieser Wärmekollektor kann zugleich derart gestaltet sein, daß seine Außenkontur als Abschirmung für die Anschlußkonstruktion der Transformator- bzw. Geräteausleitung dient» Zwischen den Ein- und Austrittsöffnungen der Isolierflüssigkeit an der Flanscharmatur ist eine mit einem Absperrorgan versehene Umgehungsleitung angeordnet, die den unteren und oberen Isolierflüssigkeitsraum der Durchführung miteinander verbindet, um bei ausreichender selbsttätiger Wärmewirkung des Thermosyphonsystems eine Außerbetriebsetzung der Umwälzpumpe zu ermöglichen»

Ausführungsbeispiel:

An Hand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert -werden_o Die Zeichnung zeigt die Schnittdarstellung einer erfindungsgemäß gestalteten Kondensator-Durchführung, die aus den Grundelementen Überwurfporzellan 1, ein mit Rippen 18 versehenen geräteseitigem Isolator 2, Flanscharmatur 3» dem Innenleiter 4 mit den Isolierflüssigkeitsdurchtrittsöffnungen 5; 6 und Kondensatorwickel 7 besteht ο An diese am Deckel 10 des Hochspannungsgerätes befestigten Durchführung ist über Eintritts- bzw, Austrittsöffnungen 13; Ή ein aus Rohren 24-, Wärmetauscher 9, fremdbeheiztem Isolierflüssigkeitserwärmer 11, Umwälzpumpe 12 und Umgehungsleitung 22 mit Absperrorgan 23 bestehendes Kreislaufsystem angeschlossen. Die durch den

im betriebswarmeη Isolieröl 8 des Hochspannungsgerätes befindlichen Wärmetauscher 9 bzw, durch den fremdbeheizten Isolierflüssigkeitserwärmer 11 erwärmte.Isolierflüssigkeit wird mit Hilfe der Umwälzpumpe 12 in den unteren Isolierflüssigkeitsraum Iy gedrückt, über die untere Durchtrittsöffnung 6 in das Innere des Bolzenrohres 4 geleitet und über die Durchtrittsöffnung 5 iß äen oberen Isolierflüssigkeitsraum 16 geführt, wo sie sich an der Innenwand des luftse itigen Überwurfporzellans 1 abwärts bewegt und dabei durch Konvektion Wärme an diesen abgibt. Die 'Wirksamkeit dieses Kreislaufsystems hängt dabei von der Übertemperatur der erwärmten Isolierflüssigkeit gegenüber der Umgebungsluft und von der in der Zeiteinheit umgewälzten Isolierflüssigkeitsmenge ab. Zur Steuerung des Isolierflüssigkeitsstromes ist der Innenraum der Durchführung im Bereich der Flanscharmatur 3 mit einer Schottung 15 versehen, die den Innenraum in einen oberen und unteren Isolierflüssigkeitsraum 16; 17 teilt, Die in den unteren Isolierflüssigkeitsraum 17 gedrückte Isolierflüssigkeit wird aus dem oberen Saum 16 wieder abgesaugt, Zweckmäßigerweise erfolgt die Absaugung gleichzeitig an mehreren Stellen des Flanschumfanges, damit die Innenfläche des Überwurfporzellans 1 möglichst, gleichmäßig von Isolierflüssigkeit bespült wird. Zur weiteren Vergrößerung der ?/ärme entnahme aus der betriebswarmen Isolierölfüllung 8 des Hochspannungsgerätes ist am unteren geräteseitigen äußeren Ende des Innenleiters ein aus Rippen bestehender Wärmekollektor 19 angebracht, der die aufgenommene Wärme über das zentrale Übergangsstück 20 auf den unteren Teil des Innenleiters 4- überträgt. Die Außenkontur des Wärmekollektors 19 ist derart verkleidet, daß sie zugleich auch als Abschirmelektrode 21 für die Ableitungen dienen kann.

Claims

Erfindungsanspruch

Isolierflüssigkeitsgefüllte Kondensator-Durchführung in Freiluftsusführun^ für elektrische HoohsOsT^iin^s- - gerate mit einem als Rohr ausgebildeten und am unteren und oberen Ende mit Überströmöffnungen versehenen Innenleiter, gekennzeichnet dadurch, daß der Innenraum der Durchführung über Ein- und Austrittsöffnungen (13; 14) in der IPlanscharmatur (3) mit einem aus Hohren (24), Wärme elementen (9; H)₅ Umwälzpumpe (12) und Umgehungsleitung (22) mit Absperrorgan (23) bestehenden Kreislaufsystem verbunden ist.

Kondensator-Durchführung nach Punst 1, g e k e anzeichnet dadurch, daß als Wärmeelemente ein im Isolieröl (8) des Hochspannungsgarätes. und die Terlustwärme nutzender Wärmetauscher (9) und/oder ein in Beihe geschalteter fremdbeheizter Isolierflüssigkeitserwärmer (11) vorgesehen sindo

3, Kondensator-Durchführung nach Punkt 2, g e k e η nze ichnet dadurch, daß der Wärmetauscher (9) wegen der besseren Zugänglichkeit außerhalb der Isolierölfüllung (8) angebracht ist_o

4, Kondensator-Durchführung nach Punkt 1 bis 3_} g Q-kennzeichnet dadurch, daß der mit Isolierflüssigkeit gefüllte Innenraum der Durchführung im Bereich der Flanscharmatur (3) mit einer Schottung (15) versehen ist, die den Innenraum in einen oberen und einen unteren Isolierfiüssigkeitsraum (16; 17) teilt.

β Kondensator-Durchführung nach Punkt 1 bis 4, g ekennzeichnet dadurch, daß .zur Absaugung der Isolierflüssigkeit Eintritts- bzw. Austrittsöffnungsn (13; "!4-) angeordnet sind, die gegebenenfalls am Umfang der Flanscharmatur (3) verteilt sind« ·

6'β Kondensator-Durchführung nach Punkt 1 bis 5, g ekennaeichnet dadur c Ii, daß der. ge rateseitige Isolator (2) auf der Außenseite mit Eippen (18) versehen ist«

7ο Kondensator-Durchführung nach Punkt 1 bis 6, g ekennzeichnet dadurch, daß am geräteseitigen äußeren Anschlußende des Innenleiters (4) ein Wärme kollektor (19) angebracht ist«,

8« Kondensator-Durchführung nach Punkt 7» g e k e η nzeichnet dadurch, daß- die Außenform des Wärmekollektors (19) als Schirmelektrode (21) für Hochspannung gestaltet ist»'

Kondensator-Durchführung nach Punkt 1 bis 8, g ek en η zeichnet dadurch, daß 'zwischen Austrittsöffnung (14) und Eintrittsöffnung (13) eine mit einem Absperrorgan (23) ausgerüstete Umgehungsleitung (22) angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen I