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Starkstrom Kondensator für Selbstkühlung Die Erfindung bezieht sich
auf einen Starkstrom-Kondensator, bestehend aus mit einem flüssigen Imprägniermittel
imprägnierten Flachwinkeln, die in einem Gehäuse mit mindestens einem senkrechten,
kaminähnlichen, das Gehäuse in seiner ganzen Höhe durchziehenden Kühlschacht eingebaut
sind.
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Flüssigkeitsimprägnierte, statische Starkstrom Kondensatoren werden
wegen der abzuführenden Verlustwärme im allgemeinen derart ausgelegt, daß sich ein
Gleichgewicht zwischen erzeugter und abgegebener Wärme einstellt und die Innentemperatur
des Kondensators einen bestimmten Grenzwert nicht überschreitet. Dieses Gleichgewicht
hängt von der Formgebung des Gehäuses und der Höhe der Verluste ab.
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In ähnlicher Bauweise wie bei Transformatoren können Kondensatorengehäuse
mit Kühlrippen versehen werden, um eine Vergrößerung der Oberfläche und damit eine
Verbesserung der Wärmeabführung herbeizuführen. Die Herstellung derartiger Gehäuse
ist jedoch relativ umständlich und erfordert besondere Einrichtungen, weshalb im
Kondensatorenbau versucht wird, mit glatten, ungerippten Kästen auszukommen.
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Die Größe der pro Gehäuse installierten Blindleistung richtet sich
einerseits nach den Abmessungs-und sonstigen Forderungen der Praxis, andererseits
nach dem vom Hersteller ermittelten Maximum der pro Volumeinheit zulässigen Verlustleistung.
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Die Höhe der im Kondensator erzeugten Verluste ist abhängig von der
Strombelastung der Leitungen und Belegungen sowie von der Art des verwendeten Aktivmaterials
und dessen Behandlung beim Entzug von Feuchtigkeit und Gasresten unter Vakuum. Niedrige
Verluste erhält man z. B. bei Polystyrolfolien oder bei schwach satinierten Papieren,
wobei letztere nach weitgehender Vakuumtrocknung und -entgasung mit einem Mineralöl
imprägniert sind.
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Vorwiegend wirtschaftliche Gesichtspunkte haben dazu geführt, zur
Zeit in der Kondensatorenfertigung hauptsächlich synthetische Tränkmittel einzusetzen.
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Derartige Stoffe, wie z. B. chlorierte Diphenyle, besitzen gegenüber
Mineralölen eine Dielektrizitätskonstante, welche mehr als doppelt so hoch ist.
Die Misch-DK von damit imprägnierten Papieren steigt demzufolge gegenüber der des
Öl-Papier-Dielektrikums um etwa 40% an. Daraus resultiert ein kleinerer Aufwand
an Aktivmaterial und damit die Verminderung des pro Leistungseinheit notwendigen
Volumens.
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Unter Voraussetzung gleicher Verlusterzeugung in Dielektriken, die
mit Mineralöl bzw. einem synthetischen Tränkmittel und z. B. Papier aufgebaut sind,
würde somit die Verlustbelastung der Oberfläche etwa entsprechend der Erhöhung der
DK ansteigen, wenn das Gehäuse in seinen Abmessungen dem jeweils gegebenen Aktivvolumen
eng angepaßt wird.
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Synthetische Tränkmittel haben nun die Eigenschaft, gegenüber Öl höhere
dielektrische Verluste zu besitzen. Hierdurch tritt eine weitere Vergrößerung der
pro Flächeneinheit der Kastenoberfläche abzuführenden Verlustwärme ein, und es wird
infolgedessen schwierig, das Wärmegleichgewicht bei derartigen Kondensatoren im
freien Wärmeaustausch, also ohne alle zusätzlichen Abkühlungsmaßnahmen aufrecht
zu erhalten.
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Die Aufstellung von statischen Kondensatoren gestattet es vor allem
aus wirtschaftlichen Gründen in vielen Fällen nicht, eine zusätzliche Belüftung
für die Abführung der Verlustwärme vorzusehen.
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Es ist bekannt, durch die Zwischenräume zwischen den Teilkondensatoren
einer Kondensatorbatterie Druckluft zu blasen. In das Innere der Teilkondensatoren
tritt dabei die Druckluft nicht ein. Deswegen sind besondere Mittel vorzusehen,
die die Kühlluft auf die Gehäuseoberflächen der Teilkondensatoren blasen, um so
eine einigermaßen wirksame Kühlung zu erzielen. Eine einfache Konvektion der Kühlluft
reicht nicht aus, weil Konvektionsluftströme eine zu geringe Geschwindigkeit haben,
um gerichtet zu werden.
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Es ist ferner bekannt, Konvektionsluft durch hohle Wickelträger von
Rundwickelkondensatoren strömen zu lassen. Tatsächlich bieten sich wohl hohle Wickelträger
hierfür besonders an; aber die erzielbare Kühlwirkung bleibt oft mangelhaft, weil
die Stirnseiten der Wickel nicht in direktem Wärmekontakt mit dem Kühlschacht stehen.
Damit ist erkennbar, daß eine
Wickelrohrkühlung nicht ohne weiteres
auf Kühlung von Flachwickel-Starkstrom-Kondensatoren zu übertragen ist. Eine dem
technischen Sinn nach angenäherte übertragung würde allenfalls heißen, daß man die
Seiten des Flachwickels an einen Kühlschacht angrenzen läßt.
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Es ist nun zwar ferner bekannt, die Stirnseiten von Flachwickeln.
an die Wandung eines Wickelgehäuses über Kühlfolien angrenzen zu lassen, aber bei
diesen Kondensatoren ist keine Kühlung des Kondensatorinnenraumes durch Konvektionsluft
vorgesehen. Auch wenn man an die Wandung des Gehäuses außen Kühlschächte ansetzen
würde, erhielte man nicht den gewünschten Kühlungseffekt, weil nämlich dann nur
die Seitenwandungen des Gehäuses mit den Seitenwandungen der Kühlschächte in Kontaktstehen
würden, nicht aber die Kühlschächte mit dem Gehäuse eine bauliche Einheit bildeten.
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Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, mit einem sehr einfachen
Gehäuseaufbau zu einer wirksamen Luftkühlung eines aus Flachwickeln aufgebauten
Starkstrom Kondensators zu kommen.
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Ein Starkstrom Kondensator eingangs genannter Art ist zur Lösung dieser
Aufgabe nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlschacht rechteckigen
Querschnitt aufweist, an mindestens eine Innenwand des Gehäuses angrenzt und mit
dem Gehäuse eine bauliche Einheit bildet und daß die Kühlschachtwandung in direktem
Wärmekontakt mit den Strinseiten der Wickel oder mit zwischen den Wickeln eingelegten
Kühlfolien steht.
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Bevorzugt hat die Lufteintrittsöffnung des Kaminschachtes einen größeren
Querschnitt als der Kamin selbst.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn sich die elektrischen Anschlußelemente
der Wickel innerhalb des Kaminschachtes befinden.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen, unter Hinweis auf die Figuren. Es stellt
dar Fig. 1 eine Ausführungsform im Aufriß, Fig. 2 den Grundriß zu Fig. 1, Fig. 3
den Schnitt nach Linie A-A zu Fig. 1, Fig. 4 die Seitenansicht zu Fig. 1, Fig. 5
eine zweite Ausführungsform im Aufriß, Fig. 6 den Grundriß zu Fig. 5, Fig. 7 die
Seitenansicht zu Fig. 5.
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Gemäß den Fig. 1 bis 4 befinden sich in. einem Kondensatorgehäuse
1 die Wickelpakete 2, 2', welche mit Hilfe von Kühlfolien 3 und 3' von rechteckigen
Kaminschächten 4 bzw. 4' her gekühlt werden. Die Kaminschächte 4 und 4' befinden
sich, an eine Innenwand angrenzend, im. Innern des Gehäuses und bilden mit diesem
eine Einheit; die Kühlfolien 3 bzw. 3', welche je zwischen benachbarten Wickeln
eines Wickelpaketes liegen, sind an die Schächte 4 und 4' wärmeleitend angeschlossen.
An seinem unteren Ende ist jeder der Kaminschächte mit einer Eintrittsöffnung 5
versehen, deren Querschnitt größer ist als der Querschnitt der Kaminschächte selbst.
Durch diese Öffnungen 5 tritt Frischluft von unten ein und durchströmt dann kühlend
die Schächte 4 und 4'.
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Bei der Ausführungsform nach den Fig. 5 bis 7 befindet sich ein Kühlschacht
4 zwischen den Wickelpaketen 2 und 2'. In diesen. Schacht befinden sich die elektrischen
Anschlußelemente 6 der Wickel, so daß diese Anschlußelemente im aufsteigenden Kühlstrom
des Schachtes liegen und wirksam gekühlt werden.
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Die Anordnung nach der Erfindung zur Erzielung einer hochwirksamen
Selbstkühlung kann auch bei Anlagen Verwendung finden, die mit Zwangsbelüftung betrieben
werden.