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Meßwandler in Isoliermantelbauweise mit einem Ringkern Die Erfindung
betrifft einen Meßwandler in Isoliermantelbauweise mit einem Ringkern, der die Sekundärwicklung
und darüber, durch eine Bandagenisolation getrennt, die Primärwicklung trägt, und
mit einer vorzugsweise potentialgesteuerten Ausleitung für die Enden der Sekundärwicklung.
Um zu erreichen, daß ein solcher Meßwandler sowohl einen geringen Isoliermanteldurchmesser
als auch eine geringe Bauhöhe aufweist und damit auch eine nur geringe Isoliermittelmenge
benötigt, wird er erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß sowohl die aktiven Teile
des Wandlers mit in an sich bekannter Weise horizontal liegendem Ringkern als auch
die parallel zur senkrechten Ringkernachse verlaufende Sekundärausleitung im Innern
des isoliermittelgefüllten Isoliermantels, z. B. Stützisolators, derart untergebracht
sind, daß die aktiven Wandlerteile mit zum Fundament hin gerichteter Sekundärausleitung
unterhalb des Hochspannung führenden Anschlußkopfes liegen und den kreisförmigen
Querschnitt des Isoliermantels, der nach Abzug des aus Gründen der Herstelltoleranz
sich ergebenden Mindestabstandes zwischen aktiven Teilen und Isoliermantelwand verbleibt,
praktisch voll ausfüllen, daß ferner die primären Anschlußleitungen an eine im Anschlußkopf
angeordnete Schaltplatte bzw. an die im Anschlußkopf vorgesehenen Primäranschlüsse
geführt sind und daß die aktiven Wandlerteile in dem Isoliermantel durch Halteorgane
vom Anschlußkopf her in der Weise gehalten werden, daß in die Primärwicklung ein
Montagering eingebunden ist, an dem aufwärts gerichtete Bolzen oder Leisten befestigt
sind, mittels deren die aktiven Teile des Wandlers an dem Boden des gegebenenfalls
einen ölkonservator enthaltenden Anschlußkopfes befestigt werden, so daß der Anschlußkopf
und die aktiven Wandlerteile eine ein- und ausbaufertige Einheit bilden, wobei die
Halteorgane durch an den aktiven Wandlerteilen bei sektorenweiser Aufbringung der
Primärwicklung entstehende Lücken hindurchgeführt sind.
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Bei der Mehrzahl der bisher bekanntgewordenen Meßwandler in Isoliermantelbauweise
liegen die Wandlerkerne mit ihren Ebenen senkrecht in dem Isoliermantel. Diese Wandler
haben den wesentlichen Nachteil, daß ihre Bauhöhe größer als bei einem Wandler gemäß
der Erfindung ist und, da der Durchmesser des Isoliermantels bei gleichem Durchmesser
der aktiven Teile ebenso groß sein muß wie bei dem Wandler gemäß der Erfindung,
die benötigte Isoliermittelmenge ebenfalls wesentlich größer ist. Wohl ist schon
ein Stromwandler mit einem horizontal liegenden Ringkern, der die Sekundärwicklung
und darüber, durch eine Bandagenisolation getrennt, die Primärwicklung trägt, und
mit einer parallel zur senkrechten Ringkernachse verlaufenden Sekundärausleitung
bekannt geworden. Bei diesem Stromwandler ist jedoch nur die Sekundärausleitung
in einem Stützisolator untergebracht; der Ringkern mit der Sekundärwicklung und
der Primärwicklung befindet sich jedoch in einem auf dem Stützisolator sitzenden
Gehäuse. Diese sogenannte Stützerkopfbauweise hat ebenso wie die ebenfalls vorbekannten
Topfwandlerkonstruktionen den wesentlichen Nachteil einer noch größeren Bauhöhe
als die vorerwähnten bekannten Isoliermantelkonstruktionen mit senkrecht liegender
Kernebene. Ferner ist es an sich bekannt gewesen, die aktiven Teile eines Meßwandlers
in seinem Gehäuse durch Halteorgane vom Anschlußkopf her oder vom Fundament aus
zu halten.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Erkenntnis, daß man durch die
an sich bekannte horizontale Anordnung des Ringkernes mit seinen Wicklungen und
durch Unterbringung sowohl der aktiven Wandlerteile als auch der Sekundärausleitung
im Innern des Isoliermantels die Bauhöhe des Wandlers wesentlich verringern kann
und daß man durch praktisch vollständige Ausfüllung des Isoliermantelquerschnittes
durch den horizontal liegenden bewickelten Ringkern den Durchmesser des Wandlers
so gering wie möglich machen kann, ist den obenerwähnten bekannten Wandlerkonstruktionen
nicht zu entnehmen. Durch die Erfindung wird ein wesentlicher Fortschritt insofern
erzielt, als ein Wandler geschaffen wird, der sowohl einen geringen Isohermanteldurchmesser
als
auch eine geringe Bauhöhe aufweist und damit auch nur eine geringe Isoliermittelmenge
benötigt. Durch die Einbeziehung der Halteorgane in den Raum der aktiven Teile wird
gleichfalls zur Begrenzung des Isoliermanteldurchmessers auf kleinste Abmessungen
beigetragen.
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Zweckmäßig werden die Enden der vorzugsweise umschaltbaren Primärwicklung
mit Anschlußbolzen versehen, die bei der Montage des Isoliermantels und des den
Ölkonservator enthaltenden Anschlußkopfes durch den Boden des Konservators isolierend
hindurchgefädelt werden. Zur Herstellung des Formschlusses- für die Abdichtung zwischen
Isoliermantel und Fundament bzw. Anschlußkopf im Innern des Isoliermantels können
Hartpapierleisten vorgesehen und auf Zug beansprucht am Fundament bzw. an der Unterseite
des Anschlußkopfes befestigt werden. Die Übernahme des Formschlusses zur Abdichtung
durch die Hartpapierleisten ermöglicht es, auf die bei den bekannten Isoliermantelkonstruktionen
üblichen Nocken am äußeren Rand des Isoliermantels zu verzichten, so daß sowohl
der Durchmesser des Wandlerfundamentes als auch des Anschlußkopfes kleiner gehalten
werden können. Die Hartpapierleisten werden zweckmäßig, wie dies oben schon für
die Halteorgane erwähnt ist, durch an den aktiven Wandlerteilen bei sektorenweiser
Aufbringung der Primärwicklung entstehende Lücken hindurchgeführt.
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Wenn der Meßwandler gemäß der Erfindung mit einem Spannungswandler
kombiniert werden soll, wird die Anordnung so getroffen, daß die aktiven Teile des
Spannungswandlers am oder im Fundament angeordnet sind und die primäre Ausleitung
des Spannungswandlers nach dem Anschlußkopf hin gerichtet in dem neben der Sekundärausleitung
des Stromwandlers verbleibenden freien Raum liegt. An sich ist es bekannt gewesen,
Strom- und Spannungswandler in einem gemeinsamen Isoliermantel unterzubringen. Der
Stromwandler gemäß der Erfindung ist jedoch besonders geeignet zu einer Kombination
mit einem Spannungswandler, weil er es ermöglicht, die Primärausleitung des untenliegenden
Spannungswandlers in dem neben der Sekundärausleitung des Stromwandlers verbleibenden
Raum unterzubringen; der Durchmesser des Isoliermantels braucht also nicht vergrößert
zu werden, wenn man den Stromwandler mit einem Spannungswandler kombinieren will.
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Der Isoliermantel eines Meßwandlers gemäß der Erfindung kann statt
mit Isolierflüssigkeit auch mit einer festen Isoliermasse, vorzugsweise mit einem
Gießharz, gefüllt sein, wie dies an sich bereits bei Transformatoren, Meßwandlern
u. dgl. bekannt ist. Bei einer solchen Gießharzfüllung können die Halteorgane für
die aktiven Wandlerteile bzw. die erwähnten Hartpapierleisten in Fortfall kommen,
da ihre Funktion durch das Gießharz erfüllt wird.
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In den Fig. 1 bis 3 sind einige Ausführungsbeispiele für einen Meßwandler
gemäß der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen
Stromwandler gemäß der Erfindung, Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen kombinierten
Strom- und Spannungswandler, wobei indessen nur der Stromwandler näher veranschaulicht
ist, Fig.3 einen Längsschnitt durch einen Ringkern mit isolierter Ableitung, bei
welcher die Isolation des Ableitungsrohres mit leitenden Belägen versehen ist. Gleiche
Teile sind durch gleiche Bezugsziffern gekennzeichnet.
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Auf dem Fundament 1 ist mittels der Schrauben 2,3
der rippenförmige
Isolierkörper 4, z. B. aus Porzellan, unter Zwischenlage eines nicht dargestellten
Dichtungsringes lösbar angebracht. Auf seinem oberen Rand 5 ist über einen Dichtungsring
6 der Ölkonservator 7 angeordnet, der mit einem Deckel 8 abgeschlossen ist und in
den Seitenwandungen die Durchführungen 9 und 10 trägt, an welche innen verschiedene
Umschaltklemmen, z. B. 11, 12, 13, angeschlossen werden können, die mit der Primärwicklung
des Wandlers verbunden sind. An dem Konservatorboden 14, der auf dem etwas nach
innen überstehenden Rand 15 des Ölkonservators 7 aufsitzt, sind Schenkel 16,17 eines
Winkels mittels der Schrauben 18,19 lösbar befestigt; die anderen Schenkel 20, 21
sind mit den Durchführungen 9 bzw. 10 lösbar fest verbunden, so daß der Boden
14 von den Durchführungen in vorbestimmter Lage gehalten wird.
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Unterhalb des Bodens und im Hohlraum 22 des Isoliermantels 4 sind
die aktiven Teile des Wandlers gemäß der Erfindung untergebracht. Der horizontal
angeordnete Eisenkern 23 trägt die Sekundärwicklung 24, deren Anschlüsse über die
isolierte Durchführung 25 nach außen geführt sind. über die Papierbandage 26 ist
die als Hohlring ausgebildete Primärwicklung 27 angeordnet und mit Anschlußleitungen,
z. B. 28, 29, mit den Anschlußklemmen 11 bzw.13 verbunden. Die Primärwicklung kann
daher in bekannter Weise umgeschaltet werden.
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Die Primärwicklung hält Bolzen 30, 31, 32 fest, mittels deren die
aktiven Teile des Wandlers am Konservatorboden 14 lösbar angehängt sind.
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Bei dem kombinierten Strom- und Spannungswandler nach der Fig. 2 ruht
der Rahmenkern 40 des Spannungswandlers auf dem fahrbaren Fundament 41. Die aktiven
Teile des Spannungswandlers sind auf dem oberen horizontalen Schenkel des Kernes
angeordnet. Die Hochspannungswicklung 42 ist an ihren Umrissen zu erkennen. Die
Durchführung 44 der Hochspannungswicklung ist ähnlich aufgebaut wie die an einem
Winkel 57 am Eisenkern 40 abgestützte Durchführung 45 des im Isoliermantel
43 oben angeordneten Stromwandlerteils. Dieser Stromwandlerteil besteht aus dem
Kern 46, auf welchem die Sekundärwicklung 47 mit sie umhüllender Isolierung
48 aufgebracht ist, auf welcher wiederum die Primärwicklung 49 sitzt, deren
einer Anschluß z. B. an die Klemme 50 geführt ist. Die Klemmen 51 und 52 sind mit
den. Durchführungen 53 bzw. 54 im Ölkonservator 55 verbunden, der mittels des Deckels
56 verschlossen ist.
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Die Abstützung der aktiven Teile des Stromwandlers, nämlich des Kernes
46 mit Sekundärwicklung 47 sowie Isolation 48, Primärwicklung 49 und Durchführung
45 werden von einer Konstruktion getragen, die in Fig. 2 nicht dargestellt ist.
Sie kann sich entweder mittels Isolierleisten auf dem Fundament 41 abstützen oder
mittels entsprechender Konstruktionsteile, die ebenfalls aus leitendem Material
bestehen, am Ölkonservator 55 befestigt sein.
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Die Durchführung 45 ist in die Länge gezogen, weil sie das Erdpotential
durch den vom Spannungswandlerteil eingenommenen Raum hindurchführen muß. Ihre Papierbandage
ist abgesetzt, damit das Hochspannungspotential möglichst gleichmäßig über die Länge
dieser Durchführung verteilt wird. Zweckmäßigerweise
werden an
die Papierwickel der Durchführung 45 entsprechend bemessene Kondensatorbeläge angewickelt.
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Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung ein Beispiel für die Anbringung
solcher Kondensatorbeläge in einer bandagierten Durchführung. Der Eisenkern 46 trägt
die Sekundärwicklung 47 und die isolierende Papierbandage 48.
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Die Zuführungen zur Sekundärwicklung 48 sind durch ein Metallrohr
oder ein mit einem leitenden Belag versehenes Isolierstoffrohr 58 hindurchgeführt.
Dieses Rohr bildet die Seele für die Bandagenisolation der Durchführung, welche
die leitenden Beläge 59 bis 64 enthält, die so abgesetzt sind, daß sich bei Berücksichtigung
ihrer gegenseitigen Kapazität und der Streukapazität längs der abgestuften Durchführung
eine möglichst lineare Spannungsverteilung ergibt.