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In einem einteiligen Kunstharzisolierkörper eingebetteter, in Stützbauweise
ausgeführter Meßwandler und Verfahren zu seiner Herstellung Für elektrische, insbesondere
hochspannungstechnische Zwecke sind; gewisse Kunstharze, insbesondere Niederdruckgießharz,
als vorzügliche Werkstoffe be-
kannt, die sowohl der mechanischen Halterung
als auch der elektrischen Isolierung dienen: und die Herstellung von Einkörpergebilden
erlauben, bei denen z. B. aktive Teile, wie Spulen., Kerne od. d'gl. .in, die Kun;stharzmasse
mit eingebettet werden. Diese vorteilhaften Kunstharze sind bereits auch für zugleich
als. Stützer dienende Meßwandler bekannt.
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Für diese Ausführungsformen ist es weiter bekannt, einen blockförmigen
Unterteil aus dem Isolierharz vorzusehen, der sowohl eine verhältnismäßig große
Standfläche gewährt als zugleich. auch die aktiven Teile aufnimmt, während sich,
mach oben eine aus demselben Isolierharz bestehende Durchführung abnehmenden Durchmessers
anschließt, welche die Zu- und Ableitungen umfaßt. Hierbei ist aber die erdnahe
Lage der aktiven Teile ungünstig, unter anderem weil die Isolierschicht zwischen
diesen Teilen und dem Erdpotential verhältnismäßig dick sein: muß, so. daß auch
viel Isolierharz aufzuwenden ist. Außerdem sind die zu den unten befindlichen Hochspannungswicklungen
führenden Ein- und von ihnen: wieder zurückführenden Ausleitungen verhältnismäßig
lang und entsprechend zu isolieren, wodurch ebenfalls. der Al.1fwan.d an Isolierharz
erhöht wird. Auch bereitete es bisher sehr große Schwierigkeiten, derartige Stützerwandler
als kombiniertes Meßwandler, z. B. Stromwan:dler mit Spannungswandler vereinigt,
auszuführen.
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Wesentliche Ziele der Erfindung bestehen demgemäß darin, in einfacher
Weise einen als Stützer verwendbaren:, auch baulich einfachen; Meßwandler zu schaffen,,
bei dem sich aktive Teile in der Nähe des Kopfes des Stützers befinden und der bei
verhältnismäßig wenig Isoliermasse gleichwohl eine hohe Standfestigkeit aufweist
und außerdem ohne Schwierigkeit als kombinierter Meßwandler ausgeführt werden kann.
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Nach der Erfindung werden alle diese Ziele und weitere Vorteile dadurch
verwirklicht, da.ß der Isolierkörper sich vom Wandlerkopf zur Standfläche etwa in
Becherform konisch allmählich erweitert und in seinem Kopf aktive Wandlerteile,
bei einer Wandlerkombination vorzugsweise den Stromwandler, aufnimmt, wobei die
Isolierkörperwandungen zur Standfläche hin, allmählich mit schwächerem OOuerschnitt
ausgeführt werden und einen vom Kopf bis zur Standfläche hin sich erstreckenden,
zunehmend größer werdenden Hohlraum zwischen sich einschließen.
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Die Becherform ermöglicht es vor allem auch, mit einem sehr kleinen
Aufwand an Gießharz eine verhältnis.mä.ßig sehr große Standfläche zu verwirklichen.
Hierbei wurde überraschend festgestellt, daß ein: sich vom Becherboden zur Mündung
hin erweiternder Hohlraum insbesondere die elektrischen. Verhältnisse nicht nachteilig
beeinflußt, so da,ß z. B. die hier befindlichen Leiter, Kernteile u. a. m. nicht,
wie es b1,3-her allgemein sowohl bei Gießharzwandlern. als auch bei anders isolierten
Wandlern für erforderlich gehalten wurde, von einer Isolierschicht unmittelbar umschlossen
sein müssen.
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Vorzugsweise ist der den Becherboden bildende Wandlerkopf so stark,
daß der magnetische Kern sowie mindestens die eine Wicklung des Stromwandl; rs von
ihm ganz umschlossen sind. Eine solche Ausführungsform eignet sich besonders gut
z. B. als Stützer, weil die Primärseite des Stromwandlers gegebenenfalls fluchtrecht
in den Leitungszug der Phase eingefügt werden kann.
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Bei einem kombinierten Meßwandler läßt sich der Spannungswandler auf
einfache Weise in den Wandungen des Bechers sowie in dem von ihnen umschlossenen
Hohlraum unterbringen. Beispielsweise werden die Primärspulen des Spannungswandlers,
in, die Becherwandung eingebettet und der offen, ausgeführte Eisenkern des Spannungswandlers
im Hohlraum des Bechers angeordnet. Hierfür ist es ohne Schwierigkeiten, mögliche,
passende zylinderförmige Spulen, herzustellen.
Vorzugsweise werden
die Primärspulen. des Spannungswandlers in die becherförmige Isolierkörperwandung
nur so weit eingebettet, daß sie mit der äußeren Oberfläche des Bechers bündig liegen,
wodurch sich unter anderem der Vorteil ergibt, daß die Spule nachträglich auf den,
Becherkörper aufgewickelt werden kann. Auf die Außenwand des Bechers. können sodann
Isolierschirme unmittelbar aufgesetzt werden, die in bekannter Weise sowohl die
hochspannungstechnischen Verhältnisse verbessern als z. B. auch gegen Witterungseinflüsse
schützen.
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Werden, die Primärspulen des Spannungswandlei s zugleich als Potentialsteuerungselemen.te
verwend?t, kann die Becherwandung gegebenenfalls noch srhw:icher bemessen und hierdurch
weiter an Kunstharz gespart werden. Auch andere Potentialsteuerun.gselemente sind
anwendbar, z. B. Kondensatorbleche, die sich gegenseitig axial so weit überdecken,
daß Steuerkondensatoren: genügender Kapazität gebildet werden. Diese Ausführungsweise
ist unter anderem zweckmäßig bei einem einfachen. Stromwandler, dessen aktive Teile
im nach oben gekehrten Becherboden untergebracht sind. Auch eine kombinierte Steuerung
aus Spulen. und Kondensatoren ist möglich und kann. vorteilhaft sein, etwa um bei
Stoßspannungen die Eitigan:gsspule zu entlasten.
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Ein weiterer sehr wesentlicher Vorteil des neuen Meßwandlers besteht
darin, daß der becherförmige Isolierkörper zusammen mit den eingebetteten Wandlerteilen
äußerst einfach durch Schleudern aus Kunstharz, vorzugsweise aus Niederdruckgießharz
hergestellt werden kann, wobei die Rotationsachse der Schleuderform vertikal stehen
soll. Der in die Form eingefüllte direkte Ausgangsstoff eines härtharen, gegebenenfalls
mit Zusatzstoffen versetzten Einbettungsharzes steigt beim Schleudern. die Wandungen
der vertikalen Form empor und bildet hierbei deu nach Form und Abmessungen. erstrebten
Becher, welcher durch eine Polyreaktion, wie z. B. Polymerisation oder Polyaddition
nach einer gewissen. Zeit zu einem festen, bei Betriebstemperatur nicht wieder erweichenden
Körper aushärtet.
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Es ist aber auch möglich, einen. geschmolzenen thermoplastischen.,
bereits polymerisierten Stoff zu schleudern, dessen Schmelzpunkt erheblich über
der Betriebstemperatur liegt und der bis. oberhalb dieser Temperatur praktisch nicht
fließbar ist, d. h. nic'#-it ohne Anwendung erheblicher Kräfte deformiert wird.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind den. Ausführungsbeispielen in
den Zeichnungen: und der Beschreibung zu entnehmen. Es zeigt Fig. 1 einen Stromwandler,
der mit einem Spannungswandler derart kombiniert ist, daß die primäre Wicklung des
Spannungswandlers das Spannungsgefälle am Isolierkörper des Stromwandlers steuert;
der isolierende Kunstharzbecher ist umgestülpt oder kopfgestellt, Fig. 2 bis 4 einige
Ausführungsarten der Einbettung und Fig.5 eine abgewandelte Ausführungsform des
Wandlers mit das Potentialgefälle steuernden leitenden Kondensatoreinlagen, ebenfalls
mit umgestülptem oder kopfgestelltem Becher.
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In den stark bemessenen den Wandlerko:pf bildenden Boden des becherförm@igen
Isolierkörpers 1 führt der Hochspannungsleiter 2, der sich in die primäre Wicklung
3 eines eingebettet dargestellten Stromwandlers: fortsetzt, der mit dem Kern 4 und
der Sekundärwicklung 5 nebst Ableitungen 6 ausgestattet ist. Die Primärspulen 7
des Spannungswandlers sind so weit in den Isolierkörper 1 eingebettet, daß sie einseitig
finit dessen äußerer Oberfläche bündig liegen. Sie können aber auch vollständig
eingebettet sein. Die Schirme 8 schützen den Wandler gegen Sonne und Regen, sie
können aufgesetzt sein, oder mit dem Isc.-lierkörper 1 aus. einem Stück bestehen,
wenn ein genügend wetterbeständiges Harz für diesen Körper gewählt wird. Der offene
Eisenkern 9 des Spannungswandlers ist am unteren Ende radial ausladend. Der Wandler
sitzt auf dem schematisch dargestellten Wandlerfuß 10.
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Der aus dem Becherb@oden gebildete Kopf des Wandlers ist an der Oberfläche
mit einem leitenden Überzug 12 versehen, der um den Stromleiter 2 herum unterbrochen
ist. Auch die innere Wandung des Tsolierkörpers ist mit einem leitenden. t%erzug
13 versehen. Im Innern des Hohlraumes des Isolierkörh. rs befindet sich die Sekundärwicklung
14 des Spann;ungswandlers. Der Eisenkern 4 und die primäre Wicklung 3 brauchen nicht
notwendig eingebettet zu sein; die eine Säule des Kerns liegt in diesem Falle in
einem Querdurchgang des Kunstharzkörpers.
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Nach der Fig. 2 ist der Eisenkern; als Ring ausgebildet, um den sich
die Sekundärwicklung 3 herumschlingt. Die Primärwicklung ist der Stahleiter 2.
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Nach den. Fig. 3 und 4 besteht die primäre Wicklung 3 aus mehreren
Windungen:, die gemäß der Fig. 3 nicht eingebettet sind, während sie bei der Ausführungsform
nach der Fig.4 vom Isolierkörper vollständig umschlossen sind.
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Von den: zur Steuerung des PotentiaIgefälles vorgesehenen leitenden
Kondensatorbelägen 11 gemäß der Fig. 5 ist die oberste mit dem lquipoten.tialbelag
12 des. Kopfes verbunden:, die unterste mit dem geerdeten Gehäuse.
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Da für den Meßwandler nach der Erfindung eine Bauhöhe genügt, welche
der geforderten Überschlagspannung entspricht, kann er als Stützer für Sammelschiene,
Trenn- und andere Schalter usw. ausgebildet und benutzt werden. Hierfür genügt es
im allgemeinen, den Kopf so zu gestalten, daß Apparateteile an ihm befestigt werden:
können.
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Es ist aber auch möglich, in besonderen Fällen, z. B. wenn an. der
Oberseite des Wandlers ein m5glichst großer Stützflächendurchmesser verlangt wird,
die neue Wandlerausführung auch in. der Weise zu verwenden, daß sich. der Becherboden
unten. und die Becherinündung oben befinden. Dies ist oftmals dann erwünscht, wenn
der Wandler an der Decke eines Raumes oder an anderer Stelle hängend befestigt wi
"-d und als Hängeisolator für einen Spannung führenden Leiter dienen soll.