DD201217B1

DD201217B1 - CONDENSER IMPLEMENTATION FOR ELECTRIC HIGH VOLTAGE UNITS

Info

Publication number: DD201217B1
Application number: DD23458081A
Authority: DD
Inventors: Guenter Pfeiffer; Werner Reich; Klaus Liebscher; Albert Grose; Wolfgang Zuerich; Gerhard Broedner; Joachim Voss
Original assignee: Liebknecht Transformat
Priority date: 1981-11-03
Filing date: 1981-11-03
Publication date: 1986-05-21
Also published as: DD201217A1; EP0078366A2; EP0078366A3

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Field of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Eisfreihaltung von mit zirkulierender Isolierflüssigkeit gefüllten Kondensator-Durchführungen in Freiluftausführung für elektrische Hochspannungsgeräte, insbesondere für Transformatoren und Drosselspulen.The invention relates to a device for freezing of ice filled with circulating insulating liquid capacitor bushings in outdoor design for electrical high voltage equipment, especially for transformers and inductors.

Characteristic of the known technical solutions

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 elektrische Feld zwischen Leiterbolzen und Flansch gesteuert auf das Erdpotential des Gehäuses abgebaut wird.In electrical high voltage equipment, such as transformers and reactors, the active part is generally housed in a closed housing filled with an insulating medium. To lead out the high-voltage potential-carrying conductor connections from the grounded housing bushings are used, which represent a complete outwardly completed assembly. These bushings have at higher voltages concentrically arranged around the conductor capacitor winding, through the coverings of the electrical field between the conductor bolt and flange is reduced to the ground potential of the housing.

Luftseitig sind derartige Durchführungen durch einen Porzellanüberwurf abgeschlossen, der in Freiluftausführung schirmartige Rippen zur Verlängerung der Isolierstrecke besitzt. Nach der Gehäuseseite erfolgt bei modernen Durchführungstypen mit Weichpapierisolation der Abschluß durch einen glatten Prozellanisolator. 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.On the air side, such feedthroughs are completed by a porcelain throw, which in the open air version has umbrella-like ribs for extending the insulating section. On the side of the housing in modern types with soft paper insulation, the conclusion is made by a smooth porcelain insulator. The space between the capacitor coil and the porcelain covers is covered with an insulating liquid, e.g. Insulating oil, filled. This design is intended to prevent both a breakdown of the insulation between the electrodes and an external flashover on the outdoor insulator. Increasing air pollution, particularly in industrial areas and near power plants, leads to the formation of debris and ice layers on the airside porcelain cast, thereby reducing flashover resistance.

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 Kühlturmwrasen zu Vereisungen kommen, die durch die hohe Leitfähigkeit des Niederschlages funktionsgefährdend sind.To eliminate dirt deposits on the open-air porcelain and to ensure the rollover resistance, it is known to use various measures, individually or in combination, preventive: creepage, silicone, waxing, wet cleaning (spraying, sprinkling, washing). In the area of wet cooling towers of power plants, it can also lead to icing in unfavorable weather conditions through the highly conductive cooling tower lawns, which are detrimental to the high conductivity of the precipitate.

Mit den bereits genannten Maßnahmen kann eine Eisbildung auf dem Überwurf porzellan bei winterlichen Temperaturen der Umgebungsluft nicht verhindert werden.With the measures already mentioned, ice formation on the porcelain cover can not be prevented in wintry ambient air temperatures.

Um diese Nachteile zu vermeiden, kann man die Anschlüsse der elektrischen Hochspannungsgeräte bis außerhalb des Verschmutzungsbereiches bzw. aus dem Bereich einer besonders hohen und beständigen Luftfeuchtigkeit verkabeln. Es sind auch Verfahren und Anordnungen bekannt, mit denen die Oberflächen von Freiluftisolierungen durch Beblasen mit Lufttrocken und eisfrei gehalten werden sollen. Nachteilig hierbei ist, daß erhebliche Luftmengen hoher Temperaturen 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 Ausführung 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 Verhältnissen innerhalb der Durchführung ist das verfügbare Volumen für Heizwiderstände so begrenzt, daß die Größe der Heizleistung ohne Überschreitung der zulässigen Oberflächentemperaturen an der Grenzfläche Widerstand/Isolierflüssigkeitsfüllung 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 Verlustwärme 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 Thermosiphon-Prinzip zirkulieren kann. Diese Lösung kann jedoch nicht garantieren, daß die Wirkung des Thermosiphon-Systems ausreicht, um bei extremen Witterungsbedingungen eine ausreichende Wärmemenge auf die Außenseite des luftseitigen Überwurfporzellans, insbesondere auf die Enden der Schirme,zu übertragen.In order to avoid these disadvantages, it is possible to wire the connections of the electrical high-voltage devices outside of the contamination area or out of the area of particularly high and stable humidity. There are also methods and arrangements are known with which the surfaces of outdoor insulation should be kept by blowing with air dry and ice-free. The disadvantage here is that considerable amounts of air high temperatures are required for the complex air generation and high-voltage blowing systems are required, which can affect the reliability of the implementation. Furthermore, it is known to heat the air-side porcelain throw by heating resistors in various designs, taking advantage of the thermal conductivity of the insulating oil in porcelain throw. As a result, however, a sufficient heating of the Überwurfporzellans is difficult to achieve. In the confined space conditions within the implementation of the available volume for heating resistors is limited so that the size of the heating power without exceeding the allowable surface temperatures at the interface resistance / insulating liquid filling the implementation due to the aging of the insulating liquid can not exceed a certain size. This size may not be sufficient for the deicing or Eisfreihaltung the Überwurfporzellans. It has already been proposed to transfer the heat loss from the oil filling of the transformer via the oil filling the implementation on the outer surface of the Überwurfporzellans by the executed as a pipe feedthrough pin is provided at the top and bottom with an opening through which the oil filling the implementation of the thermosyphon Principle can circulate. However, this solution can not guarantee that the effect of the thermosyphon system is sufficient to transmit a sufficient amount of heat to the outside of the air-side Überwurfporzellans, especially on the ends of the screens in extreme weather conditions.

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Object of the invention

Ziel der Erfindung ist eine wartungsarme, isolierflüssigkeitsgefüllte Kondensator-Durchführung für Freiluft, deren Eisfreiheit auch bei schwierigen Witterungsbedingungen, z. B. bei hoher Windgeschwindigkeit und Temperaturen unter 0°C gewährleistet ist.The aim of the invention is a low-maintenance, insulating fluid-filled condenser bushing for outdoor, whose freedom from ice even in difficult weather conditions, eg. B. is guaranteed at high wind speeds and temperatures below 0 ° C.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochspannungs-Kondensator-Durchführung für Freiluft zu schaffen, bei der elektrische Überschläge infolge Vereisung des luftseitigen Überwurfporzellans, insbesondere in der Nähe von Naßkühltürmen von Kraftwerken, verhindert werden.The invention has for its object to provide a high-voltage capacitor bushing for outdoor, are prevented in the electrical flashovers due to icing of the air-side Überwurfporzellans, especially in the vicinity of Naßkühltürmen of power plants.

Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der mit zirkulierender Isolierflüssigkeit gefüllte Innenraum der Durchführung im Bereich der Flanscharmatur mit einer Schottung versehen ist, durch die der Innenraum in einen oberen und unteren Isolierflüssigkeitsraum geteilt wird. Die Zu- bzw. Abführung der zirkulierenden erwärmten Isolierflüssigkeit erfolgt über mehrere in der Flanscharmatur angeordneten Ein- bzw. Austrittsöffnungen. Um die Übernahme von Wärme aus der betriebswarmen Ölfüllung des Hochspannungsgerätes über den geräteseitigen Isolator zu verbessern, ist dieser zur Vergrößerung der Außenfläche mit Rippen versehen.This is inventively achieved in that the filled with circulating insulating liquid interior of the passage in the region of the flange is provided with a partition through which the interior is divided into an upper and lower Isolierflüssigkeitsraum. The supply and removal of the circulating heated insulating liquid via a plurality of arranged in the flange fitting inlet and outlet openings. In order to improve the transfer of heat from the operating oil filling of the high voltage device via the device-side insulator, this is provided to increase the outer surface with ribs.

Eine weitere Verbesserung der Wärmeentnahme 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 Thermosiphon-systems eine Außerbetriebsetzung der Umwälzpumpe zu ermöglichen.A further improvement of the heat extraction from the insulating oil of the high voltage device is achieved in that a rib-shaped heat collector is attached to the lower outer end of the inner conductor. This heat collector can also be designed such that its outer contour serves as a shield for the terminal construction of the transformer or device outlet. Between the inlet and outlet openings of the insulating liquid on the Flanscharmatur a provided with a shut-off bypass line is arranged, which connects the lower and upper Isolierflüssigkeitsraum the implementation with each other to allow for sufficient automatic heat effect of the thermosyphon system, a decommissioning of the circulation pump.

Ausführungsbeispiel:Embodiment:

An Hand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. 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. An diese am Deckel 10 des Hochspannungsgerätes befestigten Durchführung ist über Eintrittsbzw. Austrittsöffnungen 13; 14 ein aus Rohren 24, Wärmetauscher 9, fremdbeheiztem Isolierflüssigkeitserwärmer 11, Umwälzpumpe 12 und Umgehungsleitung 22 mit Absperrorgan 23 bestehendes Kreislaufsystem angeschlossen. Die durch den im betriebswarmen 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 17 gedrückt, über die untere Durchtrittsöffnung 6 in das Innere des Bolzenrohres 4 geleitet und über die Durchtrittsöffnung 5 in den oberen Isolierflüssigkeitsraum 16 geführt, wo sie sich an der Innenwand des luftseitigen 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 Flanschparameter 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 Raum 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 Wärmeentnahme aus der betriebswarmen Isolierölfüllung 8 des Hochspannungsgerätes ist am unteren geräteseitigen äußeren Ende des Innenleiters 4 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.With reference to an embodiment, the invention will be explained in more detail. The drawing shows the sectional view of an inventively designed capacitor implementation consisting of the basic elements Überwurfporzellan 1, provided with ribs 18 device-side insulator 2, flange 3, the inner conductor 4 with the Isolierflüssigkeitsdurchtrittsöffnungen 5; 6 and capacitor winding 7 consists. At this attached to the cover 10 of the high voltage device implementation is about Eintrittsbzw. Outlet openings 13; 14 connected from pipes 24, heat exchanger 9, externally heated Isolierflüssigkeitserwärmer 11, circulating pump 12 and bypass line 22 with obturator 23 existing circuit system. The located in the operating heat insulating oil 8 of the high voltage device located heat exchanger 9 or heated by the externally heated Isolierflüssigkeitserwärmer 11 insulating liquid is pressed by means of the circulation pump 12 in the lower Isolierflüssigkeitsraum 17, passed through the lower passage opening 6 in the interior of the pin tube 4 and through the passage opening 5 is guided into the upper insulating liquid space 16, where it moves downward on the inner wall of the air-side Überwurfporzellans 1 and thereby emits heat by convection to this. The effectiveness of this circulation system depends on the excess temperature of the heated insulating liquid with respect to the ambient air and of the circulated in the time unit Isolierflüssigkeitsmenge. To control the Isolierflüssigkeitsstromes the interior of the implementation in the area of the flange 3 is provided with a partition 15, the interior of an upper and lower Isolierflüssigkeitsraum 16; 17 shares. The pressed into the lower Isolierflüssigkeitsraum 17 insulating liquid is sucked out of the upper space 16 again. Expediently, the extraction takes place simultaneously at several points of the "flange circumference, so that the inner surface of the Überwurfporzellans 1 is flushed as uniformly as possible by insulating liquid to further increase the heat removal from the low-thermal insulating oil filling 8 of the high voltage device is at the lower end of the device side outer end of the inner conductor 4 of existing ribs Heat collector 19 is mounted, which transfers the absorbed heat via the central transition piece 20 on the lower part of the inner conductor 4. The outer contour of the heat collector 19 is covered in such a way that it can also serve as Abschirmelektrode 21 for the derivatives.

Claims

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Invention claim:

1. A device for ice-free of filled with circulating insulating capacitor bushings in Freiluftausführung for electrical high voltage equipment with a pipe designed and provided at the bottom and top with overflow inner conductor, characterized in that the filled with insulating interior of the implementation in the flange ( 3) is provided with a partition (15) which divides the interior into an upper and a lower insulating liquid space; and that for the supply and suction of the insulating liquid below the bulkhead inlet or above the bulkhead outlet openings (13; 14) are arranged and optionally distributed on the circumference of the flange fitting.

2. Device according to item 1, characterized in that the device-side insulator (2) of the capacitor bushing on the outside with ribs (18) is provided.

3. Device according to item 1 and 2, characterized in that on the device-side outer terminal end of the inner conductor (4) of the capacitor-carrying a heat collector (19) is mounted.

4. The device according to item 3, characterized in that the outer shape of the heat collector (19) is designed as a shield electrode (21) for high voltage.

5. Apparatus according to item 1 to 4, characterized in that between the outlet opening (14) and inlet opening (13) with a shut-off device (23) equipped bypass line (22) is arranged.