DE102011008454A1 - Isolation arrangement for a HVDC component with wall-like solid barriers - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Isolationsanordnung für eine HGÜ-Komponente wie z. b. einem Transformator. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass Feststoffbarrieren (26, 27) aus einem ein Cellulosematerial enthaltenden Komposit gefertigt sind, welcher im Vergleich zu unbehandeltem Cellulosematerial einen geringeren spezifischen Widerstand aufweist. Vorteilhaft kann daher vorgesehen werden, dass die Wandstärke der Feststoffbarrieren (26, 27) verringert wird, so dass beispielsweise die Streukanalbreite (35) zwischen den einzelnen Elementen (22, 23) in der HGÜ-Komponente verringert werden kann. Hierdurch entsteht vorteilhaft ein vergrößerter konstruktiver Spielraum, der insbesondere zu einer kompakteren Bauweise führt. Die Erfindung kann insbesondere bei HGÜ-Transformatoren und HGÜ-Drosseln angewendet werden.The invention relates to an insulation assembly for a HVDC component such. b. a transformer. According to the invention, solid barriers (26, 27) are made of a composite containing a cellulosic material, which has a lower specific resistance compared to untreated cellulose material. Advantageously, it can therefore be provided that the wall thickness of the solid particles barriers (26, 27) is reduced so that, for example, the scatter channel width (35) between the individual elements (22, 23) in the HVDC component can be reduced. This advantageously results in an increased constructive freedom, which leads in particular to a more compact design. The invention can be used in particular for HVDC transformers and HVDC chokes.
Description
Die Erfindung eine Isolationsanordnung für eine HGÜ-Komponente, insbesondere einem Transformator oder eine Drossel, bestehend aus einer Folge von wandartigen Feststoffbarrieren aus einem Cellulosematerial, zwischen denen Zwischenräume für ein Transformatoröl vorgesehen sind und die zusammen mit dem Transformatoröl eine Isolationsstrecke bilden.The invention relates to an insulation arrangement for an HVDC component, in particular a transformer or a choke, consisting of a series of wall-like solid barriers made of a cellulose material, between which interstices are provided for a transformer oil and form an insulation gap together with the transformer oil.
Eine solche Isolationsanordnung der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der
Aus der
Weiterhin ist es bekannt, dass Nanokomposite auch als feldgradierendes Material verwendet werden können, wenn es darum geht, Spitzen bei der Ausbildung von elektrischen Feldern, beispielsweise an der Isolation elektrischer Leiter, zu verringern. Gemäß der
Hierdurch können die entstehenden Feldspitzen verringert werden, wodurch vorteilhaft die Durchschlagfestigkeit gesteigert wird.As a result, the resulting field peaks can be reduced, which advantageously increases the dielectric strength.
Bei einer Beanspruchung des elektrischen Leiters mit einer Wechselspannung entsteht ebenfalls ein feldgradierender Effekt, der allerdings einem anderen Mechanismus folgt. Die feldschwächende Wirkung des Nanokomposits hängt hierbei von der Permittivität des Nanokomposits ab, wobei die Permittivität ε ein Maß für die Durchlässigkeit eines Materials für elektrische Felder ist. Die Permittivität wird auch als Dielektrizitätskonstante bzeichnet, wobei im Folgenden der Begriff „Permittivität” verwendet werden soll. Als relative Permittivität bezeichnet man das durch die Permittivitätszahl εr = ε/ε0 bezeichnete Verhältnis der Permittivität ε eines Stoffes zur elektrischen Feldkonstante ε0, welche die Permittivität des Vakuums angibt. Je höher die relative Permittivität ist, desto größer ist auch der feldschwächende Effekt des eingesetzten Stoffes im Verhältnis zum Vakuum. Im Folgenden werden nur die Permittivitätszahlen der zum Einsatz kommenden Stoffe behandelt.When the electrical conductor is subjected to an alternating voltage, a field-grading effect is also produced which, however, follows a different mechanism. The field-weakening effect of the nanocomposite depends on the permittivity of the nanocomposite, the permittivity ε being a measure of the permeability of a material for electric fields. The permittivity is also referred to as the dielectric constant, the term "permittivity" being used below. As the relative permittivity is referred to by the relative permittivity ε r = ε / ε 0 designated ratio of the permittivity ε of the substance to the electric field constant ε 0, which indicates the permittivity of vacuum. The higher the relative permittivity, the greater the field weakening effect of the substance used in relation to the vacuum. In the following, only the permittivity figures of the substances used are dealt with.
Die
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Als Material für die Imprägnierung wird unter anderen Materialien auch BN genannt. Dieses kann auch in dotierter Form verwendet werden. Außerdem sollen die Partikel mit einer Konzentration im Cellulosematerial unterhalb der Perkolationsschwelle verwendet werden, so dass es nicht zu einer elektrischen Kontaktierung der Partikel untereinander kommt. Aus diesem Grund bleibt der spezifische elektrische Widerstand des Nanokomposits im Wesentlichen unbeeinflusst. As a material for impregnation, BN is also mentioned among other materials. This can also be used in doped form. In addition, the particles should be used with a concentration in the cellulose material below the percolation threshold, so that there is no electrical contact between the particles with each other. For this reason, the specific electrical resistance of the nanocomposite remains essentially unaffected.
Aus der nach dem Zeitpunkt dieser Anmeldung veröffentlichten Anmeldung mit dem Aktenzeichen
Gemäß der der nach dem Zeitpunkt dieser Anmeldung veröffentlichten Anmeldung mit dem Aktenzeichen
Gemäß der der nach dem Zeitpunkt dieser Anmeldung veröffentlichten Anmeldung mit dem Aktenzeichen
Eine Dotierung kann erreicht werden, indem die BNNT durch Beigabe von geeigneten Dotierstoffen dahingehend modifiziert werden, dass die Dotierstoff-Atome elektronische Zustände ausbilden, die das BNNT zu einem p-Leiter (d. h., dass elektronische Zustände ausgebildet werden, die Elektronen von der Valenzbandkante einfangen) oder zu einem n-Leiter (d. h., dass elektronische Zustände erreicht werden, die Elektronen durch thermische Anregung über die Leitungsbandkante emittieren) ausbilden. Als Dotierstoff für eine p-Dotierung kommt beispielsweise Be in Frage, als Dotierstoff für eine n-Dotierung kommt Si in Frage. Eine solche Dotierung der BNNT kann in situ erfolgen, wobei während des Wachstums der BNNT z. B. aus der Gas- oder Flüssigphase die Dotierstoff-Atome eingebaut werden. Auch ist es möglich, die Dotierung in einem weiteren Schritt nach dem Wachstum der BNNT durchzuführen, wobei die Dotierstoffe typischerweise unter dem Einfluss einer Wärmebehandlung von den BNNT aufgenommen werden. Durch Einbringung der Dotierstoffe in die BNNT kann der spezifische Widerstand auf für dotierter Halbleiter typische Werte zwischen 0,1 und 1000 Ωcm abgesenkt werden.Doping can be achieved by modifying the BNNT by adding suitable dopants such that the dopant atoms form electronic states that will make the BNNT a p-conductor (ie, electronic states that capture electrons from the valence band edge ) or to an n-conductor (ie, reaching electronic states that emit electrons by thermal excitation across the conduction band edge). As a dopant for a p-doping, for example Be comes into question, as a dopant for n-doping Si comes into question. Such doping of the BNNT can be done in situ, during the growth of the BNNT z. B. from the gas or liquid phase, the dopant atoms are incorporated. It is also possible to carry out the doping in a further step after the growth of the BNNT, wherein the dopants are typically taken up by the BNNT under the influence of a heat treatment. By introducing the dopants into the BNNT, the resistivity can be lowered to values typical for doped semiconductors between 0.1 and 1000 Ωcm.
Gemäß der der nach dem Zeitpunkt dieser Anmeldung veröffentlichten Anmeldung mit dem Aktenzeichen
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Isolationsanordnung für eine HGÜ-Komponente anzugeben, welche einen vergleichsweise großen gestalterischen Spielraum eröffnet, insbesondere eine raumsparende Konstruktion erlaubt.The object of the invention is to provide an insulation arrangement for a HVDC component, which opens up a comparatively large creative scope, in particular allows a space-saving design.
Diese Aufgabe wird mit der eingangs angegebenen Isolationsanordnung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Feststoffbarrieren als Komposit ausgeführt sind, bestehend aus dem behandelten Cellulosematerial, und dass die Wandstärke der Feststoffbarrieren im Vergleich zur erforderlichen Wandstärke bei Verwendung des betreffenden unbehandelten Cellulosematerials anstelle des Komposits verringert ist. Die Behandlung des Cellulosematerials erfolgt erfindungsgemäß dahingehend, dass Partikel mit einem im Vergleich zum spezifischen Widerstand ρp des unbehandelten Cellulosematerials geringeren spezifischen Widerstand in einer Konzentration oberhalb der Perkulationsschwelle verteilt sind. Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen werden, dass ein zusammenhängendes Netzwerk eines leitfähigen Polymers mit einem im Vergleich zum spezifischen Widerstand ρp des unbehandelten Cellulosematerials geringeren spezifischen Widerstand den Komposit durchzieht. Die Herstellung eines solchen behandelten Cellulosematerials ist eingangs bereits erläutert worden.This object is achieved with the above-mentioned insulation arrangement according to the invention that the solid barriers are designed as composite, consisting of the treated cellulose material, and that the wall thickness of the solid particles is reduced compared to the required wall thickness when using the respective untreated cellulose material instead of the composite. The treatment of the cellulosic material is carried out in accordance with the invention in that particles having a lower specific resistance compared to the specific resistance ρ p of the untreated cellulose material are distributed in a concentration above the percolation threshold. Alternatively or additionally, it may also be envisaged that a coherent network of a conductive polymer with a lower resistivity compared to the specific resistance ρ p of the untreated cellulose material pervades the composite. The preparation of such a treated cellulosic material has already been explained above.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass die Verwendung eines behandelten Cellulosematerials in der angegebenen Weise den spezifischen Widerstand ρcomp automatisch verringert. Diese Verringerung des spezifischen Widerstandes führt vorteilhaft zu einer Angleichung an den spezifischen Widerstand ρo von Transformatoröl, so dass bei Beanspruchung der Isolationsanordnung mit einem Gleichstrom die Spannung über die Isolationsstrecke vorteilhaft gleichmäßiger abfällt. Dies bedeutet, dass ein größerer Teil der Spannung über dem Transformatoröl abfällt und auf diese Weise die Belastung der Feststoffbarrieren verringert wird. Dieser an sich bekannte Effekt kann nun erfindungsgemäß auch für eine konstruktive Modifikation der Geometrie der Isolationsanordnung genutzt werden. Dies wird konkret dadurch erreicht, dass die Wandstärke der Feststoffbarrieren verringert wird. Die Wandstärke der Feststoffbarrieren ist derzeit nämlich nicht aufgrund einer bestimmten geforderten mechanischen Stabilität ausgelegt, sondern aufgrund der elektrischen Belastung derselben, die aufgrund der Unterschiede des spezifischen Widerstandes von Transformatoröl und Cellulosematerialien bei Verwendung von unbehandeltem Cellulosematerial zwei bis drei Größenordnungen beträgt. Gewöhnlich liegt die Wandstärke der verwendeten Feststoffbarrieren bei HGÜ-Komponenten derzeit daher bei 3 bis 6 mm.The basic idea of the invention is that the use of a treated cellulosic material in the manner indicated automatically reduces the specific resistance ρ comp . This reduction of the specific resistance advantageously leads to an approximation to the specific resistance ρ o of transformer oil, so that when the insulation arrangement is subjected to a direct current, the voltage across the insulation section advantageously decreases more uniformly. This means that a greater part of the voltage across the transformer oil drops, thus reducing the burden on the solids barriers. This per se known effect can now be used according to the invention for a constructive modification of the geometry of the insulation arrangement. This is specifically achieved by reducing the wall thickness of the solid barriers. Namely, the wall thickness of the solid barriers is currently not designed for a given required mechanical stability but because of the electrical load thereof, which is two to three orders of magnitude due to differences in the resistivity of transformer oil and cellulosic materials when using untreated cellulose material. Usually, the wall thickness of the solid barriers used in HVDC components is therefore currently 3 to 6 mm.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Feststoffbarrieren mit dem erfindungsgemäßen Cellulosematerial können die Wandstärken verringert werden, vorteilhaft um mindestens 25%. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die zwischen den Feststoffbarrieren liegenden Spalte ihre berechnete Spaltweite unabhängig davon, ob ein behandeltes oder unbehandeltes Cellulosematerial für die Feststoffbarrieren verwendet wird, beibehalten. Hieraus kann vorteilhaft abgeleitet werden, dass bei Verwendung von Feststoffbarrieren mit verringerter Wandstärke der Platzbedarf der Isolationsanordnung insgesamt verringert wird. Besonders vorteilhaft können Feststoffbarrieren mit Wandstärken von mindestens 1 und höchstens 3 mm verwendet werden. Eine Wandstärke von 1 mm stellt hierbei eine mechanische Auslegungsgrenze für die Feststoffbarrieren dar, damit diese noch eine genügende Stabilität im späteren Einsatz in der HGÜ-Komponente aufweisen. Dies bedeutet, dass bei den bisher gebräuchlichen Wandstärken von 3 bis 6 mm vorteilhaft bis zu 5 mm pro Feststoffbarriere an Bauraum eingespart werden kann. Im günstigsten Falle entsteht also eine Wandstärkenverringerung von ca. 83%. Da die Isolationsanordnung aus mehreren Schalen (beispielsweise 5–10 Schalen) besteht und diese Materialeinsparung an jeder Feststoffbarriere anfällt, lässt sich vorteilhaft mit der erfindungsgemäßen Isolationsanordnung eine spürbar platzsparendere Lösung anbieten. Dies ist bei HGÜ-Komponenten wie beispielsweise Transformatoren vorteilhaft, da die zur Verfügung stehenden Raumbedingungen aufgrund der konstruktiven Vorgaben sehr beengt sind. Beispielsweise kann der zur Verfügung stehende Bauraum zwischen den Transformatorspulen durch die erfindungsgemäße Isolationsanordnung besser ausgenutzt werden. Gleichzeitig entsteht für die Isolierung trotz verringerten Bauraums eine höhere Durchschlagfestigkeit, was vorteilhaft durch die Betriebssicherheit der betreffenden HGÜ-Komponente verbessert.The inventive design of the solid barriers with the cellulosic material according to the invention, the wall thicknesses can be reduced, advantageously by at least 25%. It should be noted that the gaps between the solid barriers retain their calculated gap width regardless of whether a treated or untreated cellulosic material is used for the solids barriers. From this it can advantageously be deduced that, when using solid barriers with reduced wall thickness, the overall space requirement of the insulation arrangement is reduced. Solid barriers with wall thicknesses of at least 1 and at most 3 mm can be used particularly advantageously. A wall thickness of 1 mm in this case represents a mechanical design limit for the solid barriers so that they still have sufficient stability in later use in the HVDC component. This means that it can be advantageously saved up to 5 mm per solid barrier in space with the previously used wall thicknesses of 3 to 6 mm. In the best case, therefore, a wall thickness reduction of about 83%. Since the insulation arrangement consists of several shells (for example 5-10 shells) and this material saving is obtained at each solids barrier, it is advantageously possible to offer a noticeably space-saving solution with the insulation arrangement according to the invention. This is advantageous for HVDC components such as transformers, since the available room conditions are very cramped due to the design specifications. For example, the available space between the transformer coils can be better utilized by the isolation arrangement according to the invention. At the same time results in a higher dielectric strength despite the reduced space, which advantageously improves by the reliability of the HVDC component concerned.
Unter HGÜ-Komponenten sind derartige Komponenten zu verstehen, die zur Übertragung von Hochspannungs-Gleichströmen zum Einsatz kommen und stromführende Elemente beinhalten (HGÜ steht für Hochspannungsgleichstromübertragung). Insbesondere werden hierbei Transformatoren oder Drosseln als HGÜ-Komponenten benötigt. Allerdings sind auch Leitungsführungen zur elektrischen Verbindung verschiedener HGÜ-Komponenten erforderlich. Weitere HGÜ-Komponenten sind Trennstellen in solchen Leitungsführungen bzw. Durchführungen durch Gehäusebauteile, in denen andere HGÜ-Komponenten untergebracht sind. Neben den zu führenden Hochspannungsgleichströmen treten beispielsweise in Transformator- und Drosselspulen auch Wechselströme auf. Die HGÜ-Komponenten im Sinne dieser Erfindung sollen zur Übertragung von Hochspannungsgleichströmen von mindestens 100 KV, bevorzugt zur Übertragung von Hochspannungsgleichströmen von mehr als 500 KV geeignet sein.HVDC components are understood to mean those components which are used to transmit high-voltage direct currents and contain current-carrying elements (HVDC stands for high-voltage direct current transmission). In particular, transformers or chokes are required as HVDC components. However, cable routing for the electrical connection of various HVDC components are required. Further HVDC components are disconnection points in such cable guides or bushings through housing components in which other HVDC components are housed. In addition to the leading High-voltage direct currents occur, for example, in transformer and choke coils and alternating currents. The HVDC components in the context of this invention should be suitable for the transmission of high-voltage direct currents of at least 100 KV, preferably for the transmission of high-voltage direct currents of more than 500 KV.
Der beschriebene, für die Erfindung wesentliche Effekt einer Entlastung des Cellulosematerials, indem der Spannungsabfall in größerem Maße auch am Transformatoröl erfolgt, lässt sich vorteilhaft gut nutzen, wenn der spezifische Widerstand ρcomp des Komposits höchstens bei 5 mal 1013 Ωm liegt. Man kann zur Nutzung dieses Effekts vorteilhaft auch einen spezifischen Widerstand ρcomp des Komposits einstellen, der das 1- bis 20-fache des spezifischen Widerstandes ρo des Transformatoröls beträgt. Besonders vorteilhaft kann vorgesehen werden, dass der spezifische Widerstand ρcomp des Komposits größenordnungsmäßig dem spezifischen Widerstand von Transformatoröl entspricht. Mit größenordnungsmäßig ist gemeint, dass der spezifische Widerstand ρcomp des Komposits höchstens um eine Größenordnung von demjenigen des Transformatoröls abweicht (also höchstens um den Faktor 10).The described, for the invention essential effect of a relief of the cellulosic material by the voltage drop takes place to a greater extent on the transformer oil can be used advantageously good if the specific resistance ρ comp of the composite is not more than 5 times 10 13 Ωm. Advantageously, in order to utilize this effect, it is also possible to set a specific resistance ρ comp of the composite which is 1 to 20 times the specific resistance ρ o of the transformer oil. It can be provided particularly advantageously that the specific resistance ρ comp of the composite corresponds, on the order of magnitude, to the specific resistance of transformer oil. By order of magnitude, it is meant that the specific resistance ρ comp of the composite differs by at most an order of magnitude from that of the transformer oil (ie at most by a factor of 10).
Die spezifischen Widerstände ρo, ρp und ρcomp im Zusammenhang mit dieser Erfindung sollen jeweils bei Raumtemperaturen und einer herrschenden Bezugsfeldstärke von 1 kV/mm gemessen werden. Bei diesen Bedingungen liegt der spezifische Widerstand ρo zwischen 1012 und 1013 Ωm. Zu bemerken ist jedoch, dass sich der spezifische Widerstand ρo von Transformatorenöl bei einer erfindungsgemäß vorgesehenen stärkeren Belastung durch die am Transformatoröl abfallende Spannung eher verringert. Bei den im Folgenden noch näher beschriebenen Ausführungsbeispielen wird daher von einem spezifischen Widerstand ρo im Transformatoröl von 1012 Ωm ausgegangen.The specific resistances ρ o , ρ p and ρ comp in the context of this invention should each be measured at room temperatures and a prevailing reference field strength of 1 kV / mm. Under these conditions, the resistivity ρ o is between 10 12 and 10 13 Ωm. It should be noted, however, that the specific resistance ρ o of transformer oil is rather reduced in the case of an inventive heavier load due to the voltage drop across the transformer oil. In the embodiments described in more detail below, it is therefore assumed that a specific resistance ρ o in the transformer oil of 10 12 Ωm.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wandstärke von benachbarten Feststoffbarrieren der Isolierstrecke abgestuft ist, wobei die Feststoffbarriere mit der größten Wandstärke in dem Bereich der Isolatierstrecke vorgesehen ist, wo die Äquipotentialflächen des elektrischen Feldes im Vergleich zu den anderen Bereichen der Isolierstrecke am dichtesten beieinander liegen. Genauso kann vorteilhaft alternativ oder zusätzlich vorgesehen werden, dass der spezifische Widerstand von benachbarten Feststoffbarrieren der Isolierstrecke abgestuft ist, wobei die Feststoffbarriere mit dem geringsten spezifischen Widerstand in dem Bereich der Isolierstrecke vorgesehen ist, wo die Äquipotentialflächen des elektrischen Feldes im Vergleich zu den anderen Bereichen der Isolierstrecke am dichtesten beieinander liegen. Der Bereich, in dem die Äquipotentialflächen am dichtesten beieinander liegen, liegt normalerweise an demjenigen Ende der Isolierstrecke vor, das näher an der zu isolierenden HGÜ-Komponente liegt. Handelt es sich beispielsweise um eine Transformatorspule, so beginnt die Isolierstrecke mit der innersten Feststoffbarriere, wo auch die Äquipotentialflächen des elektrischen Feldes am dichtesten beieinander liegen. Die Isolierstrecke ist weiterhin durch die Folge der im Falle einer Transformatorspule konzentrisch ineinander liegenden weiteren Feststoffbarrieren definiert. Diese liegen jedoch in Bereichen, wo der Abstand der Äquipotentialflächen vergleichsweise bereits größer ist.According to another embodiment of the invention, it is provided that the wall thickness of adjacent solid barriers of the insulating section is graded, wherein the solid barrier is provided with the largest wall thickness in the region of Isolatierstrecke, where the equipotential surfaces of the electric field in comparison to the other areas of the insulating on close together. In the same way, it can advantageously be alternatively or additionally provided that the specific resistance is graduated from adjacent solid-state barriers of the insulating path, wherein the solids barrier with the lowest specific resistance is provided in the region of the insulating path where the equipotential surfaces of the electric field compared to the other regions of the insulating field Isolierstrecke are closest to each other. The area in which the equipotential surfaces are closest to one another is normally at that end of the insulating path which is closer to the HVDC component to be insulated. For example, if it is a transformer coil, the insulating section begins with the innermost solid barrier, where also the equipotential surfaces of the electric field are closest to each other. The insulating section is further defined by the sequence of concentric with each other in the case of a transformer coil further solid barriers. However, these are in areas where the distance between the equipotential surfaces is comparatively already larger.
Die Abstufung der Wandstärke der benachbarten Feststoffbarrieren bzw. des spezifischen Widerstandes der benachbarten Feststoffbarrieren berücksichtigt vorteilhaft die Verteilung der elektrischen Feldstärke, so dass der Materialeinsatz jeweils auf die lokal vorliegende Feldstärke optimiert werden kann. Auf diese Weise können vorteilhaft die Wandstärken der Feststoffbarrieren über die gesamte Isolierstrecke optimiert werden, was vorteilhaft zur größtmöglichen Einsparung von Bauraum führt. Werden zusätzlich die spezifischen Widerstände der Feststoffbarrieren unterschiedlich eingestellt, so kann beispielsweise Imprägnierungsmaterial für die Feststoffbarrieren eingespart werden, wodurch die Materialkosten verringert werden.The gradation of the wall thickness of the adjacent solid barriers or of the specific resistance of the adjacent solid barriers advantageously takes into account the distribution of the electric field strength, so that the use of material can be optimized in each case to the locally present field strength. In this way, advantageously, the wall thicknesses of the solids barriers can be optimized over the entire insulating distance, which advantageously leads to the greatest possible saving of installation space. If, in addition, the specific resistances of the solid-state barriers are set differently, impregnation material for the solid-state barriers, for example, can be saved, thereby reducing the material costs.
Vorteilhafte Verwendungsmöglichkeiten für die Isolationsanordnung liegen beispielsweise in der Ausführung als Wicklungsisolierung für Transformatorspulen oder Drosselspulen. Diese Spulen werden an ihren Mantelflächen durch Feststoffbarrieren in Form von Zylindern beispielsweise aus Pressspan isoliert. Im Bereich der Stirnflächen der Spulen werden Winkelringe und Kappen angeordnet, welche ebenfalls als wandartige Feststoffbarrieren ausgeführt sind. All diese Bauteile profitieren von der erfindungsgemäßen Ausgestaltung mit im Vergleich zu unbehandeltem Cellulosematerial verringertem spezifischem Widerstand, so dass vorteilhaft die Wandstärke all dieser einzelnen Feststoffbarrieren verringert werden kann.Advantageous uses for the insulation arrangement are, for example, in the embodiment as winding insulation for transformer coils or inductors. These coils are isolated on their lateral surfaces by solid barriers in the form of cylinders, for example from pressboard. In the region of the end faces of the coils angle rings and caps are arranged, which are also designed as a wall-like solids barriers. All of these components benefit from the design according to the invention with reduced in comparison to untreated cellulose material specific resistivity, so that advantageously the wall thickness of all these individual solid barriers can be reduced.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Isolationsanordnung einer Trennstelle für eine Leitungsführung für eine HGÜ-Komponente, die Leitungsführung selbst, oder eine Durchführung mit einer Elektrode zum Anschluss an eine Leitung im Gehäuse der HGÜ-Komponente umgibt. Auch hier kommen wandartige Feststoffbarrieren zum Einsatz, welche vorteilhaft mit dünneren Wandstärken aufgebaut sein können. Dies vereinfacht die Anordnung von Leitungsführungen und mit diesen verbundenen Trennstellen sowie Durchführungen, da die Platzverhältnisse in den Gehäusebauteilen von HGÜ-Komponenten häufig beengt sind.Furthermore, it is advantageous if the insulation arrangement of a separation point for a routing for a HVDC component, the wiring itself, or a passage with an electrode for connection to a line in the housing of the HVDC component surrounds. Again, wall-like solids barriers are used, which can be advantageously constructed with thinner wall thicknesses. This simplifies the arrangement of cable guides and associated with these separation points and feedthroughs, since the space in the housing components of HVDC components are often cramped.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselemente sind dabei mit jeweils den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figuren ergeben. Es zeigen: Further details of the invention are described below with reference to the drawing. The same or corresponding drawing elements are each provided with the same reference numerals and are explained only to the extent that there are differences between the individual figures. Show it:
Eine elektrische Isolierstrecke
Die elektrische Isolation eines Transformators muss im Betriebsfall bei Anliegen einer Wechselspannung elektrische Durchbrüche verhindern. In diesem Fall ist das Isolationsverhalten der Isolierung von der Permittivität der Komponenten der Isolierung abhängig. Für Öl liegt die Permittivitätszahl εo ungefähr bei 2, für das Cellulosematerial εp bei 4. Bei einer Beanspruchung der Isolation mit einer Wechselspannung ergibt sich daher für die Belastung der einzelnen Isolationskomponenten, dass die am Öl anliegende Spannung Uo ungefähr doppelt so hoch ist, wie die am Cellulosematerial anliegende Spannung Up. Wird ein Nanokomposit verwendet, bei dem das Cellulosematerial
Gleichzeitig ist bei HGÜ-Komponenten auch die Durchschlagfestigkeit der Isolation bei Anliegen von Gleichspannungen von Bedeutung. Die Verteilung der anliegenden Spannung auf die einzelnen Isolationsbestandteile ist dann allerdings nicht mehr von der Permittivität abhängig, sondern vom spezifischen Widerstand der einzelnen Komponenten. Der spezifische Widerstand ρo von Öl liegt zwischen 1013 und 1012 Ωm. Berücksichtigt man, dass erfindungsgemäß ein größerer Teil des Spannungsabfalls zur Entlastung des Cellulosematerials im Öl erfolgen soll und dass der spezifische Widerstand des Öl sich bei Anliegen einer Spannung verringert, ist eher, wie in
Die erfindungsgemäß in das Cellulosematerial
In
Für die Wicklung
Das mechanische Zusammenwirken der einzelnen Bauelemente ist in
Erfindungsgemäß ist die Dicke der zylindrischen Feststoffbarrieren
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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