DE1121721B

DE1121721B - Completely closed current transformer that can be switched to different measuring ranges from the outside air

Info

Publication number: DE1121721B
Application number: DEL29072A
Authority: DE
Inventors: Karl Allmendinger; Karl Schnitzler
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1957-11-12
Filing date: 1957-11-12
Publication date: 1962-01-11
Also published as: CH365793A

Description

Von der Außenluft völlig abgeschlossener auf verschiedene Meßbereiche umschaltbarer Stromwandler Stromwandler, die von der Außenluft völlig abgeschlossen und mit einem Isoliermittel gefüllt sind, müssen bekanntlich eine Ausdehnungsmöglichkeit besitzen, durch die das infolge von Temperaturänderungen während des Betriebs schwankende Isoliermittelvolumen ausgeglichen werden kann. Eine solche Möglichkeit ist beispielsweise durch einen Ausdehnungskörper, meistens in der Form eines Metallbalges oder durch ein Gaspolster im Wandlerkopf gegeben. Der Vorzug solcher völlig geschlossener Wandler ist insbesondere in der Wartungsfreiheit und in der geringen Störanfälligkeit infolge Verunreinigung des Isoliermittels durch atmosphärische Einflüsse zu sehen. Will man nun einen solchen Wandler für verschiedene Meßbereiche umschaltbar einrichten, so stößt dies infolge des im Wandlerkopf angebrachten Ausdehnungsgefäßes für das Isoliermittel, in den meisten Fällen Öl, auf erhebliche Schwierigkeiten. Da diese Umschalteinrichtung Hochspannungspotential besitzt, wird sie zweckmäßigerweise ebenfalls im Kopf des Wandlers untergebracht und durch die Abdeckhaube des Wandlers verschlossen. Dadurch wird die Umschalteinrichtung atmosphärischen Einwirkungen, die erheblich genauigkeitsstörend sind, entzogen. Wird bei den völlig geschlossenen Wandlern der obere Abschluß des ölgefüllten Gefäßes durch einen Metallbalg gebildet. so ist die Herausführung der Ausleitungen aus dem Wandlerinnern nicht einfach, weil der Balg selbst, der im Betrieb bei schwankenden Temperaturen seine Lage stets verändert, aus Sicherheitsgründen natürlich nicht durchbrochen werden kann. Man ist deshalb gezwungen, die Ausleitungen seitlich am Metallbalg vorbeizuführen, was eine erhebliche Querschnittserweiterung im Kopfteil des Wandlers mit sich bringt und eine aufwendige und im Hinblick auf die Abschlußdichtung gegenüber der Außenluft unsichere Ausführung bedingt. Außerdem erfordert die Vorbeiführung der Hochspannungsausleitungen am Metallbalg, infolge der engen räumlichen Verhältnisse, einen möglichst kleinen Balgdurchmesser. Da aber das auszugleichende Volumen feststeht, so wird dadurch der Balg länger und durch die höhere Lamellenzahl teurer. Der sich bei dieser Balgkonstruktion einstellende große Hub vermindert die Betriebssicherheit infolge der großen auszuführenden Bewegungen und vergrößert die Bauhöhe des Wandlers.Completely closed off from the outside air on various measuring ranges switchable current transformer Current transformer that is completely closed off from the outside air and are filled with an insulating agent, as is well known, must be able to expand have, through which the fluctuating as a result of temperature changes during operation Isolating agent volume can be compensated. One such possibility is, for example by an expansion body, usually in the form of a metal bellows or by given a gas cushion in the transducer head. The merit of such completely closed transducers is in particular in the freedom from maintenance and in the low susceptibility to failure as a result To see contamination of the isolating agent by atmospheric influences. Want you can now set up such a converter for different measuring ranges switchable, so this happens as a result of the expansion tank for the in the transducer head Isolating agents, in most cases oil, present considerable difficulties. This one Switching device has high-voltage potential, it is also expediently housed in the head of the converter and closed by the cover of the converter. As a result, the switching device is exposed to the effects of the atmosphere, which is considerable are detrimental to accuracy, withdrawn. With the completely closed converters, the The upper end of the oil-filled vessel is formed by a metal bellows. that's how she is Leading out of the leads from the inside of the transducer is not easy because the bellows himself, who always changes his position during operation with fluctuating temperatures, for security reasons, of course, cannot be breached. One is therefore forced to lead the diversions laterally past the metal bellows, which is a considerable Cross-section expansion in the head part of the converter brings with it and a complex and unsafe design with regard to the sealing against the outside air conditional. In addition, the routing of the high-voltage leads past the metal bellows, Due to the tight spatial conditions, the smallest possible bellows diameter. But since the volume to be compensated is fixed, the bellows becomes longer and more expensive due to the higher number of lamellas. The one that occurs with this bellows construction large stroke reduces operational reliability due to the large movements to be performed and increases the height of the transducer.

Wegen des hohen Stromes werden die Anschlußbolzen des Wandlers häufig in doppelter Ausführung vorgesehen, so daß zwei galvanisch parallelliegende Bolzen einen Anschlußpol bilden. Durch die um den Ausdehnungsbalg herumliegende Umschalteinrichtung, bei der obengenannten Ausführungsart, ergeben sich aber für diesen Fall ungleich lange Zuführungswege zu den Doppelbolzen und damit verschieden große Strombelastungen der einzelnen Bolzen. Dadurch ist entweder eine erhöhte Erwärmung eines der beiden Bolzen gegeben oder ein erhöhter Materialaufwand für die Zuleitungen und die Bolzen erforderlich.Because of the high current, the transducer's terminal studs become frequent provided in duplicate, so that two galvanically parallel bolts form a connection pole. Due to the switching device around the expansion bellows, in the above-mentioned embodiment, but in this case they are not the same long feed paths to the double bolts and thus different current loads of the individual bolts. As a result, either increased warming is one of the two Given bolts or increased material costs for the supply lines and the bolts necessary.

Häufig werden auch vollständig geschlossene Wandler verwendet, die keinen Ausdehnungskörper besitzen, sondern bei denen über dem Ölspiegel im Kopfteil ein Gaspolster vorgesehen ist. Die auftretenden Volumenschwankungen des Isoliermittels werden infolge der Kompressibilität des Gases von diesem Polster aufgefangen. Bei dieser Wandlerbauart ist die Bedienung einer Umschalteinrichtung mit großen Schwierigkeiten verbunden, ebenso wie das Einbringen des Gases in den Kopfteil, da man meistens den Ölspiegel über die letzte Trennfuge des abnehmbaren Kopfteiles ansteigen läßt, weil eine Flüssigkeitsdichtung wesentlich einfacher und betriebssicherer ist wie eine Gasdichtung. Eine austretende Flüssigkeit kann wesentlich leichter an den hinterlassenen Spuren erkannt werden, im Gegensatz zu einer ausgetretenen Gasmenge. Es wurden daher für die Einbringung des Öles in den Wandlerkopf schon verschiedene umständliche Maßnahmen vorgeschlagen, beispielsweise die Anbringung eines Rohres, das innerhalb des Wandlers nach oben führt und das unterhalb der Trennfuge zwischen abnehmbarem Kopfteil und Wandlergehäuse nach außen geführt ist. Durch dieses Rohr kann nach erfolgter Fertigmontage die Ölfüllung oder auch die Gasfüllung für den Wandlerkopf nachträglich eingebracht werden. Es liegt auf der Hand, daß solche Kunstgriffe fertigungstechnisch schwierig auszuführen sind und eine ständige Gefahr für den Wandler selbst darstellen, zumal auch eine Bedienung der Umschalteinrichtung nach wie vor problematisch ist.Often, fully enclosed transducers are also used that do not have an expansion body, but rather those above the oil level in the head part a gas cushion is provided. The occurring volume fluctuations of the isolating agent are caught by this cushion due to the compressibility of the gas. at this type of converter is the operation of a switching device with great difficulty connected, as well as the introduction of the gas in the head part, since one mostly lets the oil level rise above the last parting line of the removable head part, because a liquid seal is much simpler and more reliable than a gas seal. A leaking liquid can be much easier on the ones left behind Traces are detected, in contrast to a leaked amount of gas. There were therefore for the introduction of the oil into the transducer head already various cumbersome Measures proposed, for example the attachment of a pipe that is inside of the converter leads upwards and the one below the parting line between removable Head part and converter housing is guided to the outside. This pipe can after After the final assembly, the oil filling or the gas filling for the transducer head be introduced subsequently. It is obvious, that such Techniques of manufacturing are difficult to carry out and a constant danger represent for the converter itself, especially as an operation of the switching device is still problematic.

Diese Nachteile werden bei einem von der Außenluft völlig abgeschlossenen, auf verschiedene Meßbereiche umschaltbaren Stromwandler nüt einer Isoliermittelfüllung und einem im mit Deckel versehenen Wandlerkopf untergebrachten Ausdehnungsraum für das Isoliermittel, dadurch vermieden, daß der Deckel des Wandlerkopfes als mit demWandlergehäuseinnern über einen Schlauch verbundener Ausdehnungsraum und in an sich bekannter Weise aufklappbar ausgebildet ist. In dem als Ausdehnungsraum ausgebildeten Deckel befindet sich entweder ein Gaspolster oder ein Ausdehnungskörper bekannter Art, beispielsweise ein Membrankörper, der mit einem Schlauch mit dem Wandlergehäuseinnern verbunden ist. Zwar ist es schon bekannt, Ausdehnungskörper dieser Art am Deckel eines Wandlers zu befestigen, jedoch ist dieser Deckel nicht aufklappbar. Die Befestigung des Ausdehnungskörpers am Deckel verfolgt auch einen ganz anderen Zweck als derjenige der Erfindung. Nach der bekannten Ausführung soll durch diese Befestigung ein überdruckschutz dadurch erreicht werden, daß der Deckel mit Hilfe 'von vorgespannten Federn am Wandlergehäuse festgeschraubt wird. Dadurch kann sich der Deckel bei auftretenden überdrücken vom Gehäuse abheben. Im Gegensatz dazu verfolgt die Erfindung den Zweck, die Umschalteinrichtung bei vollständig geschlossenen umschaltbaren Stromwandlern oder kombinierten Wandlern leicht zugänglich zu machen, sowie die Leitungsführung möglichst günstig zu gestalten.These disadvantages are completely closed off from the outside air, Current transformer switchable to different measuring ranges with an insulating medium filling and an expansion space for the insulating means, thereby avoided that the cover of the transducer head as with the transducer housing inside Expansion space connected via a hose and foldable in a manner known per se is trained. Either is located in the cover, which is designed as an expansion space a gas cushion or an expansion body of a known type, for example a membrane body, which is connected to the inside of the converter housing with a hose. It is true known to attach expansion body of this type to the cover of a transducer, however this cover cannot be opened. The attachment of the expansion body to the cover also pursues a completely different purpose than that of the invention. According to the well-known Execution should be achieved by this attachment overpressure protection, that the cover is screwed tight to the converter housing with the aid of pretensioned springs will. This allows the cover to lift off the housing if excess pressure occurs. In contrast, the invention pursues the purpose of the switching device at fully enclosed switchable current transformers or combined transformers to make easily accessible, as well as to make the wiring as cheap as possible.

Es ist ebenfalls schon bekannt, einen umschaltbaren Wandler mit einem aufklappbaren Deckel zu versehen. Jedoch ist dieser Wandler nicht von der Außenluft abgeschlossen, so daß die Schwierigkeiten bezüglich der Umschaltbarkeit gerade des vollständig abgeschlossenen Wandlers hierbei nicht auftreten. Selbstverständlich besitzt dieser bekannte Wandler nicht die Vorzüge des vollständig abgeschlossenen Wandlers. Die Erfindung vereinigt aber gerade alle diese Vorteile in sich, nämlich den vollständigen Luftabschluß des Wandlers zusammen mit der leichten Zugänglichkeit der Umschalteinrichtung.It is also already known to have a switchable converter with a to provide hinged lid. However, this converter is not from the outside air completed, so that the difficulties related to the switchability of the completely closed converter does not occur here. Of course this known converter does not have the advantages of the fully enclosed Converter. However, the invention combines all these advantages in itself, namely the complete air exclusion of the converter together with the easy accessibility the switching device.

Damit ist es nunmehr möglich, die Umschalteinrichtung unterhalb des Ausdehnungskörpers bzw. Ausdehnungsraumes anzubringen, wobei die letzteren in keiner Weise mehr hinderlich für die Anordnung und Bedienung der Umschalteinrichtung und für die Leitungsführung zu den verschiedenen Anschlüssen sind. Konstruktiv sind also keinerlei Schwierigkeiten mehr zu überwinden, da das Wandlergehäuse selbst durch eine Platte abgeschlossen wird, auf die die Umschalteinrichtung angebracht ist. Der obere Teil des Wandlerkopfes wird bei Betätigung der Umschalteinrichtung aufgeklappt, so daß die Umschalteinrichtung völlig freiliegt und ohne Schwierigkeit zugänglich ist. Die Montage der einzelnen Teile des Wandlerkopfes gestaltet sich ebenfalls leicht und unkompliziert. Die Anschlußstellen der Umschalteinrichtung selbst können nun ohne weiteres so ausgebildet werden, daß sie in jeder Schaltstellung bei einer Verbindung mit galvanisch parallelliegenden Doppelanschlußbolzen stets eine symmetrische Stromaufteilung auf die beiden Bolzen ergeben. In den Verbindungsschlauch kann ähnlich wie bei Leistungstransformatoren ein Gefahrmelder eingebaut werden, der bei aufsteigenden Gasblasen oder schneller Ölströmung ein Warnsignal oder eine Abschalteinrichtung betätigt. Um bei plötzlich auftretenden hohen überdrücken innerhalb des Wandlers die Gefahr eine Explodierens des Wandlers zu vermeiden, was im Hinblick auf den engen Durchtrittsquerschnitt zum Ölausdehnungskörper unter Umständen gegeben ist, wird zweckmäßig an der Unterseite des Wandlers eine Membrane angebracht, die in einem solchen Fall zerspringt und dadurch den überdruck abführt.It is now possible to switch the switching device below the To attach expansion body or expansion space, the latter in none Way more obstructive for the arrangement and operation of the switching device and for routing the cables to the various connections. Are constructive So there are no more difficulties to be overcome, as the converter housing itself is completed by a plate on which the switching device is attached is. The upper part of the transducer head is activated when the switching device unfolded so that the switching device is completely exposed and without difficulty is accessible. The assembly of the individual parts of the transducer head is designed also easy and uncomplicated. The connection points of the switching device themselves can now easily be designed so that they are in every switching position in the case of a connection with galvanically parallel double connection bolts result in a symmetrical current distribution on the two bolts. In the connecting hose Similar to power transformers, a hazard alarm can be installed, a warning signal or a Cut-off device actuated. To deal with sudden high overpressures within of the converter to avoid the risk of the converter exploding, which is in view on the narrow passage cross-section to the oil expansion body under certain circumstances is, a membrane is expediently attached to the underside of the transducer, the in such a case it bursts and thereby dissipates the excess pressure.

Zweckmäßigerweise wird bei Verwendung eines Ausdehnungskörpers dieser als Metallbalg ausgebildet. In diesem Fall erhält er nach einem weiteren Gedanken der Erfindung eine zentrale Führung, damit der Membrankörper beim Aufklappen stabil in dem klappbaren Kopfteil liegt. Diese zentrale Führung kann nach oben oder unten wirken und gleichzeitig zur Anzeige des Isoliermittelstandes dienen.When using an expansion body, this is expediently designed as a metal bellows. In this case he receives another thought the invention has a central guide so that the membrane body is stable when opened in the foldable headboard. This central guide can go up or down act and at the same time serve to display the insulation medium level.

Mit Hilfe dieser Maßnahme gelingt es, einen umschaltbaren Wandler mit einem Ausdehnungskörper oder Ausdehnungsraum für das Isoliermittel zu schaffen, der sowohl fertigungstechnisch, als auch betriebstechnisch einfach und sicher zu handhaben ist.With the help of this measure it is possible to create a switchable converter to create with an expansion body or expansion space for the insulating material, which is simple and safe both in terms of production technology and operational technology handle is.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt.Embodiments of the invention are shown schematically in the drawing shown.

In Fig. 1 ist ein Wandlerkopf nach der Erfindung im Schnitt dargestellt. In diesem Beispiel ist durch ein Gaspolster 1 die Ausdehnungsmöglichkeit für die Isolierflüssigkeit gegeben. Das flüssige Isoliermittel selbst füllt einen Teil des aufklappbaren Kopfteiles 2 des Wandlers. Dieser Kopfteil ist durch eine Platte 3 flüssigkeitsdicht abgeschlossen und mit einem flexiblen Metallschlauch 4 mit dem Wandlergehäuse 5 verbunden. Dieses Wandlergehäuse 5 ist seinerseits ebenfalls flüssigkeitsdicht abgeschlossen. Die Umschalteinrichtung 6 ist auf der Platte 7 angeordnet. Wie in Fig. 2 dargestellt, kann der Kopfteil 2 des Wandlers aufgeklappt werden, wodurch die Umschalteinrichtung 6 freiliegt und für den Bedienenden leicht zugänglich ist. Die Verbindung für die Flüssigkeit ist durch den flexiblen Schlauch 4 gewährleistet. In diesem aufgeklappten Zustand kann auch leicht das Isoliermittel und die Gasfüllung in den aufklappbaren Kopfteil eingebracht werden. Zu diesem Zweck sind im Boden 3 dieses Kopfteiles 2 verschließbare Löcher 8 vorgesehen, so daß ohne jede zusätzliche Hilfsmittel die Isolierflüssigkeit und das Gaspolster eingefüllt werden können.In Fig. 1, a transducer head according to the invention is shown in section. In this example, a gas cushion 1 allows the insulating liquid to expand. The liquid insulating medium itself fills part of the hinged head part 2 of the transducer. This head part is sealed off in a liquid-tight manner by a plate 3 and is connected to the converter housing 5 with a flexible metal hose 4. This converter housing 5 is also closed in a liquid-tight manner. The switching device 6 is arranged on the plate 7. As shown in Fig. 2, the head part 2 of the transducer can be opened, whereby the switching device 6 is exposed and is easily accessible for the operator. The connection for the liquid is ensured by the flexible hose 4. In this unfolded state, the insulating means and the gas filling can also easily be introduced into the foldable head part. For this purpose, closable holes 8 are provided in the bottom 3 of this head part 2 so that the insulating liquid and the gas cushion can be filled in without any additional aids.

Eine Draufsicht auf die Umschalteinrichtung 6 bei geöffnetem Kopf ist in Fig. 3 gezeigt. Die einfache Umschaltmöglichkeit, die außerdem eine einfache Leitungsführung im Wandlerinnern ermöglicht, wird dabei besonders deutlich. Die Stromführung selbst erfolgt durch die beiden Anschlußbolzen 9, bei denen infolge der günstigen Ausgestaltung der Umschalteinrichtung eine symmetrische Belastung gewährleistet ist.A top view of the switching device 6 with the head open is shown in FIG. 3. The simple switchover option, which also enables simple wiring inside the transducer, becomes particularly clear. The current conduction itself takes place through the two connecting bolts 9, in which a symmetrical load is ensured due to the favorable design of the switching device.

Eine weitere Ausführungsart ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Dabei wurden entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern wie in den Fig. 1 bis 3 versehen. In diesen Figuren ist die Ausdehnungsmöglichkeit durch einen Metallbalg 10 gegeben, der mit dem Wandlergehäuse wieder durch einen flexiblen Metallschlauch 4 in Verbindung steht, wie dies in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist. Der Metallbalg selbst ist vollständig mit dem flüssigen Isoliermittel gefüllt und nimmt die Volumenänderungen des Isoliermittels infolge von Temperaturschwankungen vollständig auf. Zur sicheren Führung des Balges, namentlich beim öffnen des klappbaren Kopfteiles 2, dient eine Führung 11, die in einem zumindest teilweise durchsichtigen Behälter 12 mündet und somit gleichzeitig zur Anzeige des Isoliermittelstandes dient. Der Balg selbst kann im aufklappbaren Zustand bequem und sicher vollständig gefüllt werden. Zu diesem Zweck sind an seiner Unterseite 2 verschließbare Öffnungen 13 vorgesehen. Die Umschalteinrichtung 6 selbst ist in derselben Weise wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 bis 3 angeordnet.Another embodiment is shown in FIGS. Corresponding parts have been given the same reference numerals as in FIGS. In these figures, the possibility of expansion is given by a metal bellows 10, which is again connected to the converter housing by a flexible metal hose 4 , as shown in FIGS. 4 and 5. The metal bellows itself is completely filled with the liquid insulating agent and completely absorbs the changes in volume of the insulating agent due to temperature fluctuations. A guide 11, which opens into an at least partially transparent container 12 and thus simultaneously serves to display the insulating medium level , is used for safe guidance of the bellows, namely when opening the foldable head part 2. The bellows itself can easily and safely be completely filled when it can be opened. For this purpose, closable openings 13 are provided on its underside 2. The switching device 6 itself is arranged in the same way as in the exemplary embodiment according to FIGS.

Mit Hilfe der Erfindung gelingt es also, einen völlig betriebssicheren, von der Außenluft abgeschlossenen umschaltbaren Wandler herzustellen, der sowohl herstellungstechnisch als auch elektrisch einfach und zweckmäßig ist. Die Bedienung der Umschalteinrichtung ist in keiner Weise mehr erschwert und auch das Einbringen des Isoliermittels bietet keinerlei Schwierigkeiten.With the help of the invention it is possible to create a completely reliable, to produce a switchable converter that is closed off from the outside air and that has both is simple and expedient in terms of production technology and also electrically. The operation the switching device is no longer made difficult in any way, and so is the introduction of the isolating agent presents no difficulties whatsoever.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Current transformer which is completely closed off from the outside air and can be switched to different measuring ranges with an insulating material filling and an expansion space for the insulating material, which is accommodated in the transformer head provided with a cover, characterized in that the cover of the transformer head as an expansion space connected to the inside of the transformer housing via a hose and in is designed to be hinged in a known manner.

2. Current transformer according to claim 1, characterized in that a known expansion body in the expansion space is housed, which is connected to the inside of the converter housing via the hose is.

3. Current transformer according to claim 1 and 2, characterized in that a known hazard alarm is switched on in the connecting hose. Publications considered: German Patent Nos. 748 174, 876 726, 885 886; German patent application R 242 VIII b / 21 d = (published on September 20, 1951); Swiss patents No. 164 947, 269213.