DE1166864B

DE1166864B - Ionisationsfreie Hochspannungsdurchfuehrung

Info

Publication number: DE1166864B
Application number: DEL29556A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Willy Rabus; Werner Widmann
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1958-01-27
Filing date: 1958-01-27
Publication date: 1964-04-02

Description

Ionisationsfreie Hochspannungsdurchführung Für Hochspannungsanlagen, insbesondere Hochspannungsgeräte, die bekanntlich häufig in ölgefüllten Behältern untergebracht sind, etwa Transformatoren, Meßwandler oder Ölschalter, werden gewöhnlich Durchführungen benützt, die aus einem Isolierstoffüberwurf bestehen, in dessen Mitte der Durchführungsbolzen vorgesehen ist.
Solche Isolierstoffüberwürfe bestehen meist aus keramischem Material, etwa Porzellan, und sind mit einer mehr oder weniger großen Zahl von Isolierschirmen versehen. Im Betrieb, d. h. wenn das Gerät an Spannung liegt, gehen von der oberen und unteren, im allgemeinen metallischen Fassung die elektrischen Feldlinien aus. Für eine höhere Spannungsfestigkeit und Betriebssicherheit des Gerätes ist man betrebt, die elektrischen Feldstärken an den Fußpunkten der Feldlinien möglichst klein zu machen und/oder im dielektrischen Material beginnen zu lassen.
Hierfür sind verschiedene Maßnahmen bekannt: Es können den Fassungen vorgesetzte Sprühringe angebracht werden, die im allgemeinen zerklüfteten und scharfkantigen, aus Bratzen, Bolzen und Schrauben bestehenden Fassungsmittel durch eine glattflächige Abschirmelektrode abgedeckt werden, oder ist es auch schon bekanntgeworden, hauptsächlich mit der Verbreitung der Gießharztechnik, die Fassungen und Befestigungsmittel vollständig im dielektrischen Material einzubetten. Eine andere Möglichkeit, die Fassungsmittel elektrisch zu entlasten, besteht darin, die Fassungsstelle des Isolierstoffüberwurfs mit einer leitenden Schicht zu versehen, d. h. zu metallisieren oder mittels eines Leitlackes elektrisch leitend zu machen, wobei diese leitende Schicht aus der Fassung herausragt und etwa im ersten Schirm in einer Ausrundung endet. Zweck aller dieser Maßnahmen ist es, an der Fassungsstelle, der bekanntlich höchstbeanspruchten Stelle der Durchführung, definierte elektrische Verhältnisse zu schaffen. In F i g. 1 ist eine derartige bekannte Durchführung mit einer leitenden Schicht nach dem letzten Vorschlag dargestellt.
1 ist dabei der erwähnte Isolierstoffüberwurf, der hier als Porzellanüberwurf mit einer größeren Zahl von Schirmen ausgeführt ist. Mit 2 ist die Einrichtung zur Befestigung des Porzellanüberwurfs auf einem Gehäusedeckel 3, mit 4 der Durchführungsbolzen und mit 5 eine diesen umgebende Isolierhülle bezeichnet. An der Fassung des überwurfs ist die leitende Schicht 6 angebracht, um, wie schon erwähnt, möglichst eindeutige elektrische Bedingungen zu schaffen. Die durch die dargestellte Art der leitenden Schicht gegebene elektrische Beanspruchung an der Fassungsstelle ist bei den handelsüblichen Durchführungen so, daß Schwierigkeiten bei der Prüfung und beim Betrieb der entsprechenden Hochspannungseinrichtungen und -apparate bisher kaum aufgetreten sind. Werden jedoch solche Hochspannungseinrichtungen, vor allem ölgefüllte Meßwandler, Transformatoren und Schalter, mit empfindlichen Methoden auf Ionisationsfreiheit geprüft, so haben sich bei dieser Art Durchführungen dadurch Schwierigkeiten ergeben, daß schon bei relativ niedrigen Spannungen an der leitenden Schicht der Fassungsstelle Ionisationsvorgänge auftraten, die wohl an und für sich unschädlich sind, aber eine weitere Untersuchung des betreffenden Gerätes unmöglich machen.
Um diesen Schwierigkeiten abzuhelfen, wenn an den freien Kanten der leitenden Schicht im Bereich der metallischen Fassung und aus dieser herausragend unter dem Einfluß der von Durchführungsbolzen oder von anderen Teilen des Hochspannungsgerätes ausgehenden elektrischen Feldlinien Ionisation einsetzen kann, die Störungen bei der Untersuchung mit empfindlichen Meßgeräten verursacht, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die frei liegenden Ränder der auf dem Isolierkörper aufgebrachten leitenden Schicht mit einem Isolierstoffwulst abzudecken. Die Abdeckung dieser freien Kanten mit einem beispielsweise nachträglich aufgebrachten wulstförmigen Isolierstoffbelag erfolgt dabei so, daß die dielektrische Beanspruchung an dieser sonst freien Kante in einem Isoliermaterial hoher dielektrischer Festigkeit verläuft.
Die Erfindung sei nachstehend an Hand der F i g. 2 bis 4, die jeweils geeignete Ausführungsbeispiele darstellen, noch näher erläutert.
In F i g. 2 ist mit 1 wieder der Isolierüberwurf der Durchführung gekennzeichnet, und zwar hier nur als Ausschnitt, weiter ist die leitende Schicht an der Fassung wieder mit 6 bezeichnet. Als leitende Kante, die in dem obengenannten Sinn zu einer frühzeitigen Ionisation führen könnte, ist hier die im ersten Isoliersc@hirm liegende leitende Kante anzusehen, da die ,_in unte_en Ende des Porzellanisolators liegende tende Kante durch den im allgemeinen als metallisch anzunehmenden, hier nicht näher dargestellten Gehäusedeckel elektrostatisch abgedeckt ist. Die Abdeckung dieser kritischen leitenden Kante ist durch einen Wulst 7 vorgenommen, der im vorliegenden Fall etwa aus einem selbst aushärtenden Kunstharz hoher dielektrischer Festigkeit bestehen kann. Dieser Wulst oder Belag 7 ist erfahrungsgemäß in der Stärk von einigen Millimetern aufzubringen, um die sonst sehr störende Ionisation zu unterbinden.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in F i g. 3 wiedergegeben. Hierbei ist die eben bezeichnete leitende Kante in der vertieften Rille des ersten Schirmes nicht bis zu deren äußeren Kante geführt, sondern sie hört einige Millimeter zuvor auf. Die Abdeckung erfolgt nun auf einfache Weise dadurch, daß bei zunächst auf dem Kopf stehenden Isolatorüberwurf die ganze Rille mit einem geeigneten Isoliermaterial oder auch einem geeigneten Lack oder einer sonstigen Vergußmasse ausgefüllt wird. Dieser Isolierstoff ist mit 8 bezeichnet.
Eine weitere Möglichkeit, den Erfindungsgedanken zu realisieren, zeigt F i g. 4. Der Verlauf der leitenden Schicht an der Fassung ist hier gegenüber der ursprünglichen Konstruktion des Isolierüberwurfes nicht geändert. Die Möglichkeit, die kritische leitende Kante durch Vergießen abzudecken, wird in diesem Fall dadurch geschaffen, daß auf der Unterseite des ersten Schirmringes eine kleine, vielleicht 5 oder 10 mm hohe, zusätzliche, etwa senkrecht nach unten weisende Rippe 9 vorgesehen ist und der durch diese Rippe gebildete Ringkanal bei auf den Kopf gestelltem Isolatorüberwurf durch eine Isoliervergußmasse 10 ausgefüllt wird.
Es kann natürlich mitunter auch zweckmäßig sein, den Wulst, mit dem die kritische leitende Kante abgedeckt wird, nicht mit einem Material abzudecken, das als reines Isoliermaterial anzusehen ist, sondern diesem Material, also vorzugsweise einem Kunstharz, derartige Zusätze beizumengen, daß das Abdeckmaterial ein verhältnismäßig sehr schwacher Leiter wird. Auch dann wird das eigentliche Ziel der Erfindung, freie leitende Kanten, die sehr scharf sind und an denen elektrische Feldlinien angreifen können, zu vermeiden, erreicht. Der etwa halbleitende abdeckende Wulst ergibt dann eine Umbildung des elekt_ ostatischen Feldes.

Claims

Patentansprüche: 1. Hochspannungsdurchführung mit einem als überwurf ausgebildeten Isolierkörper für Meßwandler, Transformatoren oder Schalter, der in der Nähe des Bereichs der metallischen Fassung und aus dieser herausragend mit einer leitenden Oberflächenschicht versehen ist und bei dem Störungen durch Ionisationsvorgänge am Rande dieser Schicht bei der Untersuchung mit empfindlichen Meßgeräten verhindert werden sollen, dadurch gekennzeichnet, daß die frei liegenden Ränder der auf dem Isolierkörper aufgebrachten leitenden Schicht mit einem Isolierstoffwulst abgedeckt sind.
2. Hochspannungsdurchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoffwulst aus einem selbst aushärtenden Kunstharz hoher dielektrischer Festigkeit hergestellt ist.
3. Hochspannungsdurchführung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer etwa halbkreisförmigen Nut endigende, abzudeckende leitende Kante nicht bis zur freien Kante der Nut geführt wird, die Nut selbst aber nachträglich vollständig mit Isolierstoff ausgefüllt wird.
4. Hochspannungsdurchführung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß, um eine etwa halbkreisförmige, vollständig leitend ausgekleidete Nut mit Isolierstoff abdecken zu können, eine zusätzliche Rippe im Isoliermaterial vorgesehen wird, so daß bei der Ausfüllung des gesamten Kanalquerschnitts die freie leitende Kante abgedeckt wird.
5. Hochspannungsdurchführung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der nachträglich zur Abdeckung einer scharfen leitenden Kante aufgebrachte Wulst aus einem schwach leitenden Material besteht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 337 289, 368 030, 431206, 310 463; deutsche Auslegeschrift Nr. 1007 846; USA.-Patentschriften Nr. 1716123, 1513 292, 2 239 809; britische Patentschrift Nr. 706 887.