DE10332278B3

DE10332278B3 - Leiteranordnung mit einem Kapselungsgehäuse

Info

Publication number: DE10332278B3
Application number: DE2003132278
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr. Koch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2003-07-10
Filing date: 2003-07-10
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2023-07-11
Also published as: WO2005008856A3; WO2005008856A2

Abstract

Ein innerhalb eines Kapselungsgehäuses (2, 11) angeordneter, elektrischer Leiter (3, 12) ist mittels Stützisolatoren (4a, b) isoliert innerhalb des Kapselungsgehäuses (2, 11) gehalten. Der elektrische Leiter (3, 12) weist ein Hochspannungspotential auf. Das Kapselungsgehäuse (2, 11) weist ein Erdpotential auf. An dem Kapselungsgehäuse (2, 11) ist eine Teilchenfalle (5, 13, 14) angeordnet, um innerhalb des Kapselungsgehäuses befindliche Fremdpartikel (8a, b) zu binden. Zwischen dem elektrischen Leiter (3, 12) und dem Kapselungsgehäuse (2, 11) ist ein Abschnitt (6, 7, 15, 16) ausgebildet, in welchem der Abstand zwischen dem elektrischen Leiter (3, 12) und dem Kapselungsgehäuse (2, 11) stetig verringert ist. Die Teilchenfalle (5, 13, 14) ist innerhalb des Abschnitts (6, 7, 15, 16) im Bereich des geringsten Abstandes zwischen dem elektrischen Leiter (3, 12) und dem Kapselungsgehäuse (2, 11) angeordnet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Leiteranordnung mit einem Kapselungsgehäuse, welches einen elektrischen Leiter unter Zwischenlage eines Isoliermediums umgibt, wobei entlang des elektrischen Leiters in einem Abschnitt sich ein Abstand zwischen dem elektrischen Leiter und dem Kapselungsgehäuse stetig verringert und in dem Abschnitt eine Teilchenfalle für Fremdpartikel angeordnet ist.
Eine solche Leiteranordnung geht beispielsweise aus dem US-Patent 5,798,484 hervor. Die dortige Leiteranordnung weist verschiedene Ausführungsvarianten von elektrischen Leitern auf. Innerhalb eines Abschnittes tritt eine stetige Verringerung des Abstandes zwischen dem elektrischen Leiter und dem Kapselungsgehäuse auf. Um diese Verringerung zu bewirken, ist beispielsweise vorgesehen, den elektrischen Leiter konisch auszugestalten oder mit entsprechenden Steuerelektroden auszurüsten. Eine Teilchenfalle befindet sich dort im Bereich des größten Abstandes zwischen dem elektrischen Leiter und dem Kapselungsgehäuse. In diesem Bereich tritt zwischen dem ein elektrisches Potential aufweisenden elektrischen Leiter und dem Kapselungsgehäuse ein geringes elektrisches Feld auf. Bei der bekannten Anordnung sollen sich in dem Kapselungsgehäuse befindliche Fremdpartikel aufgrund des zwischen dem Kapselungsgehäuse und dem elektrischen Leiter anliegenden elektrischen Feldes auf Flugbahnen in Richtung der Teilchenfalle bewegen.
Die Fremdpartikel sind während ihres Fluges Störungen ausgesetzt, welche deren Flugbahnen beeinflussen. Teilweise heben die Fremdpartikel überhaupt nicht ab und verharren unbeweglich. Durch Fremdpartikel, welche in ungeschützten Räumen undefiniert verharren, wird die Isolationsfestigkeit der Leiteranordnung geschwächt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Leiteranordnung der eingangs genannten Art derart auszugestalten, dass die Fremdpartikel zuverlässig zu einer Teilchenfalle geleitet werden.

Die Aufgabe wird bei einer Leiteranordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Teilchenfalle im Bereich des geringsten Abstandes zwischen dem elektrischen Leiter und dem Kapselungsgehäuse angeordnet ist.

Eine derartige Anordnung ermöglicht es, die Teilchenfalle in einem Bereich der höchsten elektrischen Feldstärke zwischen dem elektrischen Leiter und dem Kapselungsgehäuse anzuordnen. Unabhängig davon, ob die Leiteranordnung der Übertragung von Wechsel- oder Gleichgrößen dient, werden Fremdpartikel in den Bereich der höchsten Feldstärke hineingezogen. Bei einer Übertragung von Gleichgrößen kann beispielsweise zur Formierung der Leiteranordnung zunächst eine niederfrequente Prüfspannung mit (z. B. 50 Hertz) an die Leiteranordnung angeschlossen werden. Durch das auftretende Wechselfeld werden die Partikel in die Teilchenfalle hineingeleitet. Bei einer Verwendung der Leiteranordnung für die Übertragung einer elektrischen Wechselgröße treten diese Effekte auch während des Betriebes auf, so dass während des Betriebes der Leiteranordnung auch eine stetige Räumung der Isolation von Fremdpartikeln erfolgt und die Fremdpartikel in dielektrisch geschirmten Bereichen einer Teilchenfalle angesammelt werden. Es kann vorgesehen sein, dass die im Kapselungsgehäuse be findlichen Fremdpartikel aufgrund der elektrischen Feldstärke in Richtung des elektrischen Leiters angezogen und beschleunigt werden. Mit der Berührung des elektrischen Leiters geben die Fremdpartikel ihre elektrische Ladungen ab und fallen zurück zu der Kapselungsgehäusewand. Bei dem Anziehen werden die Fremdpartikel in Richtung der höchsten elektrischen Feldstärke bewegt. Dies wiederholt sich solange, bis die Fremdpartikel in der im Bereich der höchsten elektrischen Feldstärke befindlichen Teilchenfalle sicher eingefangen sind.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung kann weiterhin vorsehen, dass der elektrische Leiter im wesentlichen horizontal angeordnet ist.

Ein im wesentlichen horizontal angeordneter elektrischer Leiter gestattet es, verhältnismäßig lange Abschnitte mit einer einzigen Teilchenfalle auszustatten, da im zwischen dem Kapselungsgehäuse und dem elektrischem Leiter ausgebildeten elektrischen Feld die Fremdpartikel längs des elektrischen Leiters "wandern".

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der elektrische Leiter und/oder das Kapselungsgehäuse aufgrund der Erdanziehung durchhängt und der Abstand dadurch verringert ist.

Durch die Ausnutzung des Durchhanges des elektrischen Leiters und/oder des Kapselungsgehäuses kann in einer sehr kostengünstigen Weise die stetige Verringerung des Abstandes erzeugt werden. Zur Erzielung des Durchhanges kann auf den Einbau von einigen Isolierstützern zwischen dem elektrischen Leiter und dem Kapselungsgehäuse verzichtet werden. Es kann auf eine aufwendige Formgebung für den elektrischen Leiter bzw. für das Kapselungsgehäuse oder zusätzliche Einbauteile zur Verringerung des Abstandes zwischen dem elektrischen Leiter und dem Kapselungsgehäuse verzichtet werden. Die Verwendung von hohlzylindrischen Kapselungsgehäusebauteilen und einen Zylindermantel aufweisenden elektrischen Leiter gestattet es kostengünstige Fertigungsverfahren anzuwenden. Eine Teilchenfalle kann in einem hohlzylindrischen Kapselungsgehäuse in einfacher Weise eingefügt werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in einer Zeichnung schematisch gezeigt und nachfolgend näher beschrieben.
Dabei zeigt die
1 eine erste Ausführungsvariante einer Leiteranordnung
2 eine zweite Ausgestaltungsvariante einer Leiteranordnung.
Die 1 zeigt einen Schnitt durch eine schematische erste Ausgestaltungsvariante einer Leiteranordnung 1. Die erste Ausgestaltungsvariante einer Leiteranordnung 1 weist ein erstes Kapselungsgehäuse 2 auf. Das erste Kapselungsgehäuse 2 weist die Form eines Hohlzylinders auf. Im Innern des ersten Kapselungsgehäuses 2 ist im Wesentlichen koaxial ein erster elektrischer Leiter 3 angeordnet. Der erste elektrische Leiter 3 ist im Wesentlichen horizontal angeordnet. Gegenüber dem ersten Kapselungsgehäuse 2 ist der erste elektrische Leiter 3 mittels Stützisolatoren 4a, 4b elektrisch isoliert abgestützt. Die Stützisolatoren 4a, 4b sind beispielsweise scheibenförmig ausgebildet und bilden ein Schott zwischen zwei benachbarten Kapselungsgehäusebereichen. Das Innere des ersten Kapselungsgehäuses 2 ist mit einem Isoliergas befüllt, welches den ersten elektrischen Leiter 3 umgibt. Der erste elektrische Leiter 3 führt ein Hochspannungspotential. Das erste Kapselungsgehäuse 2 führt ein Erdpotential. Der erste elektrische Leiter 3 weist aufgrund seiner Eigenmasse einen Durchhang auf. Dieser Durchhang befindet sich etwa mittig zwischen den beiden Stützisolatoren 4a, 4b. In diesem Bereich ist auch eine erste Teilchenfalle 5 angeordnet. Beispielhaft ist in der 1 die erste Teilchenfalle 5 als pilzförmige Erhebung dargestellt. Darüber hinaus sind auch weitere Ausgestaltungsvarianten von Teilchenfallen verwendbar. Aufgrund des Durchhanges des ersten elektrischen Leiters 3 sind ein erster Abschnitt 6 sowie ein zweiter Abschnitt 7 gebildet, in welchen sich der Abstand zwischen dem ersten elektrischen Leiter 3 und dem ersten Kapselungsgehäuse 2 stetig verringert. Im Innern des ersten Kapselungsgehäuses 2 angeordnete Fremdpartikel 8a,b werden aufgrund des zwischen dem ersten elektrischen Leiters 3 und dem ersten Kapselungsgehäuse 2 ausgebildeten elektrischen Feld in Richtung des geringsten Abstandes zwischen dem ersten elektrischen Leiter und dem ersten Kapselungsgehäuse 2 bewegt. Diese Bewegung hält an, bis die Fremdpartikel 8a, 8b den feldfreien Raum der ersten Teilchenfalle 5 eintauchen und dort verbleiben.
Die 2 zeigt einen Schnitt durch eine zweite Ausgestaltungsvariante einer Leiteranordnung 10. Die zweite Ausgestaltungsvariante einer Leiteranordnung 10 weist ein zweites Kapselungsgehäuse 11 sowie einen zweiten elektrischen Leiter 12 auf. Der zweite elektrische Leiter 12 ist im wesentlichen koaxial von dem zweiten Kapselungsgehäuse 11 umgeben. Das zweite Kapselungsgehäuse 11 weist einen hohlzylindrischen Aufbau auf. Der zweite elektrische Leiter 12 weist einen zylinderförmigen Mantel auf. Der zweite elektrische Leiter 12 ist von den bereits aus der 1 bekannten Stützisolatoren 4a, 4b innerhalb des zweiten Kapselungsgehäuses gehalten. Das zweite Kapselungsgehäuse 11 weist aufgrund seiner Masse einen Durchhang auf. Dadurch ist der Abstand im Bodenbereich zwischen dem zweiten Kapselungsgehäuse 11 und dem zweiten elektrischen Leiter 12 etwa mittig zwischen dem Stützisolatoren 4a, 4b am größten. In der Nähe der Abstützung des zweiten elektrischen Leiters 12 ist dieser Abstand am geringsten. Im Bereich der Stützisolatoren 4a, 4b ist jeweils eine zweite Teilchenfalle 13 und eine dritte Teilchenfalle 14 angeordnet. Durch den Durchhang des zweiten Kapselungsgehäuses 11 ist ein dritter Abschnitt 15 sowie ein vierter Abschnitt 16 gebildet, in welchen sich jeweils der Abstand zwischen dem zweiten Kapselungsgehäuse 11 und dem zweiten elektrischen Leiter 12 verringert. Die zweite Teilchenfalle 13 ist im Bereich der höchsten elektrischen Feldstärke des dritten Bereiches 15 angeordnet. Die dritte Teilchenfalle 14 ist im Bereich der höchsten elektrischen Feldstärke des vierten Bereiches 16 angeordnet. Aufgrund der elektrischen Feldverteilung zwischen dem ein elektrisches Potential führenden zweiten elektrischen Leiter 12 und dem ein Erdpotential führenden zweiten Kapselungsgehäuse 11 wandern die Fremdpartikel 8a, 8b jeweils in Richtung der zweiten Teilchenfalle 13 bzw. der dritten Teilchenfalle 14.

Claims

Leiteranordnung (1, 10) mit einem Kapselungsgehäuse (2, 11), welches einen elektrischen Leiter (3, 12) unter Zwischenlage eines Isoliermediums umgibt, wobei entlang des elektrischen Leiters (3, 12) in einem Abschnitt (6, 7, 15, 16) sich ein Abstand zwischen dem elektrischen Leiter (3, 12) und dem Kapselungsgehäuse (2.11) stetig verringert und in dem Abschnitt (6, 7, 15, 16) eine Teilchenfalle (5, 13, 14) für Fremdpartikel (8a, b) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchenfalle (5, 13, 14) im Bereich des geringsten Abstandes zwischen dem elektrischen Leiter (3, 12) und dem Kapselungsgehäuse (2, 11) angeordnet ist.
Leiteranordnung (1, 10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter (3,12) im wesentlichen horizontal angeordnet ist.
Leiteranordnung (1, 10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter (3, 12) und/oder das Kapselungsgehäuse (2, 11) aufgrund der Erdanziehung durchhängt und der Abstand dadurch verringert ist.