DE1638626C3 - Gießharzisolierter Meßwandler, Transformator o.dgl. induktives Gerät mit kapazitiver Spannungssteuerung - Google Patents

Description

sätze der Anschlußkontakte eingeschraubt sind Diese Anordnung eignet sich nur fur die Festlegung einer kleinen Anzahl von Steuereinlagen, da sich die Lage der Anschlußkontakte und damit auch ihrer Gewindeeinsätze verständlicherweise nach elektrischen Gesichtspunkten richtet und demgemäß relativ lange Bolzen zur Halterung erforderlich sein können. Dies wirkt sich nicht nur hinsichtlich Platzschwierigkeiten aus, sondern verringert auch die Genauigkeit der Anordnung der Steuereinlagen.

Auch die Nachteile dieses bekannten Verfahrens vermeidet der erfindungsgemäße Wandler, da bei ihm die mit jeweils zumindest einer Kante eines Steuerzylinders in leitender Verbindung stehenden Ringe an der Oberfläche des Gießlings, d.h. in unmittelbarer Nach- π barschaft der Wand der Gießform, liegen. Irgendwelche längeren Verbindungselemente erübrigen sich daher.

Wie bereits bemerkt, müssen entsprechende Verdikkungen an den Kanten der Steuerzylinder ohnehin vorgesehen sein, um gefährliche Feldkonzentrationen >o an diesen Stellen zu vermeiden. Insofern stellen die Merkmale der Erfindung also praktisch keinen zusätzlichen Aufwand dar. Zusätzliche Arbeitsgänge sind nicht erforderlich. Weiterhin bietet das Vorhandensein einer Ringelektrode die vorteilhafte Möglichkeit, beispielsweise zu Meßzwecken Spannungen abzugreifen. Man könnte auch daran denken, durch zusätzliche Kondensatoren gebildete weitere Kapazitäten anzuschließen, die gegebenenfalls Bestandteil eines kapazitiven Spannungsteilers sind.

Diese Bemerkungen lassen bereits erkennen, daß das Anwendungsgebiet der Erfindung sehr groß ist So sollen als Wandler im Sinne der Erfindung nicht nur echte Meßwandler, d. h. Strom- und Spannungswandler, verstanden sein, sondern auch üblicherweise als Transformatoren bezeichnete induktive Geräte.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Ring einen halbkreisförmigen Querschnitt auf, dessen gewölbte Fläche in der Gießharzisolation liegt Die äußeren Oberflächen von Gießharzkörper und Ring gehen dann praktisch stufenlos ineinander über. Die Ringelektrode mann einen derart liegenden halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen, daß sie den Ring zu einer Elektrodenanordnung mit kreisförmigem Querschnittergänzt

Ist der Gießharzkörper konusförmig ausgebildet, so kann man dann die Ringelektroden in einfacher Weise auf ihn aufschieben. Verständlicherweise haben dann die Ringelektroden verschiedene Durchmesser. Es kann zweckmäßig sein, die Berührungsflächen der Ringe und der Ringelektroden senkrecht zum Durchmesser liegend anzuordnen, sodaö die Außenfläche des jeweiligen Ringes kleine Winkel gegen die Oberfläche des konischen Gießharzkörpers aufweist

Für die Ausbildung der Ringelektrode gibt es eine ganze Reihe Von Möglichkeiten, Man kann daran denken, sie aus einem zumindest an der Elektrodenoberfläche elektrisch leitenden Kunststoff herzustellen; diesen Kunststoff kann man aber auch vor der Formung zuf Ringelektrode leitend machen. Eine andere μ Möglichkeit besteht darin, die Ringelektrode durch eine wendeiförmige Feder zu bilden.

Auch für die Befestigungsmittel, mit denen die Außenfläche des Ringes versehen ist, gibt es eine ganze Reihe von Möglichkeiten. Man könnte über die Außenfläche vorstehende Befestigungsmittel, z. B. Stifte, vorsehen, jedoch wird es im Hinblick auf die nach dem Gießen vorzunehmende Anordnung der verschiedenen Ringelektroden und zwecks Vermeidung von Beschädigungen der Befestigungsmittel zweckmäßiger sein, in der Außenfläche der Ringe Gewindebohrungen oder Ausnehmungen for Befestigungsstifts an der Gießform und an der Ringelektrode vorzusehen. Wird die Ringelektrode durch eine wendelförmige Feder gebildet, so können die Befestigungsstifte durch Drahtenden der Feder dargestellt sein.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erweitert sich das dem Ring benachbarte Ende des jeweiligen Steuerzylinders, und seine Kante ist mit dem Ring im Bereich seiner Innenfläche elektrisch leitend verbunden.

An dieser Stelle sei eingefü]jt, daß unter einem Steuerzylinder im Sinne der Erfindung auch eine solche flächenhafte, beispielsweise eine Hochspannungszuleitung konzentrisch umschließende Elektrode zu verstehen ist, deren Durchmesser nicht über ihre gesamte Länge konstant bleibt Beispielsweise kann unter einem Steuerzylinder im Sinne der Erfindung auch eine konische Flächenelektrode verstanden sein. Sie kann aus Metallgewebe, gelochtem Blech, leitend geroachten Folien oder Faserstoffen oder anderes Materialien bestehea

Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele für den erfindungsgemäßen Wandler, wobei ein gießharzisolterter Kopfstromwandler angenommen ist Dabei zeigt Fig. 1 den Wandler in seiner Gesamtheit in einem senkrechten Schnitt während die Fig.2 und 3 im Rahmen der Erfindung wichtige Einzelheiten darstellen.

Als Primärleiter ist in dem Ausführungsheispiel nach F i g. 1 ein Stableiter 1 angenommen, der den Kern 2 mit einer in üblicher Weise darauf angeordneten Sekundärwicklung durchsetzt Die aktiven Wandlerteile befinden sich in dem metallenen Kopfgehäuse 3, das zwecks Vermeidung einer Kurzschlußwindung bei 4 einen Spalt besitzt

Zwischen dem Gehäuse 3 und der Kernschale 5 befindet sich die Gießharzisolation 6, die sich innerhalb des Porzellanisolators 7 den Schlagweitenteil 8 bildend fortsetzt Der Schlagweitenteil 8 besitzt eine sich konisch verjüngende Oberfläche; er umgibt die Auslegungen des Wandlers, die in den Klemmenkasten 9 geführt sind.

Wie ersichtlich, ist in dem Gießharzkörpe- 8 eine größere Anzahl von einander teilweise koaxial umgebenden Steuerzylindern 10 vorgesehen, deren Durchmesser sich in Richtung der Verjüngung des Schlagweitenteiles 8 ebenfalls verringern. Während die oberen Stirnkanten der Steuerzylinder 10 in der angedeuteten Weise beispielsweise durch Umbiegen verdickt sind und innerhalb des Gießharzes liegen, sind die unteren Enden aller Steuerzylinder 10 aufgebogen und laufen in Ringe 11 aus, die jeweils einen halbkreisförmigen Querschnitt soldier Anordnung besitzen, daß ihre gewölbten Flächen im Gießharz liegen. Auf diese Ringe U sind nach dem Verguß Steusreleklroden 12 aufgesetzt, die in den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen ebenfalls einen halbkreisförmigen Querschnitt besitzen, und zwar in solcher Anordnung, daß die Querschnitte der Teile 11 und 12 einander jeweils zu einem Krelsqusrschflitt ergänzen.

Fig.2 zeigt ein Paar von Teilen 11 und 12 in größerem Maßstab. Man erkennt, daß die Außenfläche 13 des Ringes 11 senkrecht verläuft, also einen spitzen Winkel mit der Oberfläche (Mantellinie) des Gießharzkörpers 8 einschließt. Als Befestigungsmittel sind an dem Ring 11 mehrere Gewindebohrungen 14 vorgese-

hen, die bei dem dargestellten fertig montierten Wandler zur Befestigung der Ringelektroden 12 mittels Schrauben 15 dienen. Während der Herstellung der Gießharzisolation 6 dagegen dienen die Gewindebohrungen 14 zur Befestigung des jeweiligen Steuerzylinders 10 an der Gießform.

F i g. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel für die Befestigungselemente an dem Ring und für die Ringelektrode. Mit 8 ist wiederum der GieBharzkörper des Schlagweitenteiles und mit 10 ein Steuerzylinder bezeichnet. Wiederum besitzt der jetzt mit 20 bezeichnete, zumindest an seiner Oberfläche elektrisch leitende Ring, in den die untere Stirnkante des Steuerzylinders 10 einläuft, einen halbkreisförmigen Querschnitt. Die Steuerelektrode 21 ist aber jetzt durch eine Wendelfeder gebildet, die sich federnd an die Außenfläche 23 des Ringes 20 anlegt. Die Festlegung der Feder erfolgt dadurch, daß ihre Drahtenden 24 in die Befestigungsmittel des Ringes 20 darstellenden Ausnehmungen 23 eingeführt und dort festgelötet sind.
> Verständlicherweise lassen sich viele weitere Ausführungsformen und Anwendungsbeispiele der Erfindung angeben. Beispielsweise ist es grundsätzlich möglich, bei einer doppelt konischen Kondensatordurchführung beide Stirnkanten der Steuerzylinder in der beschriebe-

Ki nen Weise im Bereich von Oberflächen des Gießharzkörpers enden zu lassen. Weiterhin brauchen die Steuerzylinder keine sireng zylindrische Form zu besitzen; sie können vielmehr auch Durchmessersprünge oder kontinuierliche Durchmesseränderungen auf-

i^r> weisen. Die Ringelektroden können jeweils aus mehreren Segmenten zusammengesetzt sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

1. Patentansprüche;

   t, Meßwandler, Transformatoren oder dergU induktive Geräte, mit einer Gießharzisolation, in die ΐ zur kapazitiven Spannungssteuerung elektrisch leitende, standfeste Steuerzylinder mit jeweils zumindest einer ihrer Stirnkanten im Bereich der Oberfläche der Gießharzisolation liegend eingegossen sind, wobei diese Stirnkanten in jeweils einen in zumindest an seiner Oberfläche elektrisch leitenden sowie mit dem zugeordneten Steuerzylinder elektrisch leitend verbundenen Ring auslaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (11) eine im Zuge der Oberfläche der Gießharzisolation (6) liegende Außenfläche (13) mit Befestigungsmitteln sowohl für den zugeordneten Steuerzylinder (10) an einerGießform während der Herstellung der Gießharzisolation (6) als auch für eine nach Herstellung der Gießharzisolation (6) aufgebrachte Ringelektrode(12) besitzen.
2. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (11) einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist, dessen gewölbte Fläche in der Gießharzisolation (8) liegt
3. 3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringelektrode (12) einen derart liegenden halbkreisförmigen Querschnitt aufweist, daß sie den Ring (11) zu einer Elektrodenanordnung mit kreisförmigem Querschnitt ergänzt ω
4. 4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringelektrode (12) aus einem zumindest an der Oberfläche elektrisch leitenden Kunststoff besteht
5. 5. Gerät nach Anspruch \ oder 2, dadurch » gekennzeichnet, daß die Ringelekf ade (12) durch eine wendeiförmige Feder (F i g. 3:21) gebildet ist
6. 6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß die Außenfläche (13) des Ringes (11) als Befestigungsmittel Gewindebohrangen (14) aufweist
7. 7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (Fig.3: 23) des Ringes (20) als Befestigungsmittel Ausnehmungen (2S) für Befestigungsstifte an der Gießform und an der Ringelektrode aufweist
8. 8. Gerät nach den Ansprüchen 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsstifte durch Drahtenden (24) der Feder (21) gebildet sind.
9. 9. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, so dadurch gekennzeichnet, daß sich das dem Ring (F i g. 1,2:11) benachbarte Ende des Steuerzylinders (10) erweitert und seine Stirnkante mit dem Ring (11) im Bereich seiner Innenfläche elektrisch leitend verbunden ist
10. 10. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Wandler mit sich konisch verjüngendem Gießharzkörper («) mehrere Steuerzylinder (10) in Richtung der Verjüngung einander koaxial in der Weise umgeben ω und daß sie derart gewählte Durchmesser besitzen, daß ihre die Ringe (11) tragenden Stirnkante« unabgedeckt im Bereich der Oberfläche des Gießharzkörpers liegen.

    Die Erfindung betrifft einen Meßwandler, Transformator oder dergl, induktives Gerät mit einer'Gießharzisolation, in die zur kapazitiven Spannungssteuerung elektrisch leitende, standfeste Steuerzylinder mit jeweils zumindest einer ihrer Stirnkanten im Bereich der Oberflache der Gießharzisolation liegend eingegossen sind, wobei diese Stirnkanten in jeweils einen zumindest an seiner Oberfläche elektrisch leitenden sowie mit dem zugeordneten Steuerzylinder elektrisch leitend verbundenen Ring auslaufen.

    Ein solcher Meßwandler ist in dler CH-PS 2 99 413 beschrieben, in der jedoch keine Angaben darüber enthalten sind, auf weiche Weise die Steuerzylinder in die Gießharzisolation eingebracht sind. Sofern nämlich an den Steuerzylindern des bekannten Wandlers Befestigungsmittel angebracht sind, dienen sie nur zu galvanischen Verbindung mit Steuerzylindern eines benachbarten Spannungswandlers.

    Bekanntlich bereitet es nämlich Schwierigkeiten, in der von ölwandlern her bekannten Weise auch bei Gießharzwandlern einen kapazitiv gesteuerten Potentialabbau durch Anordnung von elektrisch leitenden Steuerzylindern in der Isolation vorzunehmen. Während man bei ölisolierten Wandlern in der Isolationsbandage derartige Steuerzylinder relativ genau auch in kleinen Abständen voneinander anordnen kann, ist es schwierig, bei gießharzisolierten Wandlern die Steuerzylinder beispielsweise durch miteingegossene Halterungen in kleinen, genau definierten Abständen zu halten.

    Aus dem DE-GM 17 93348 ist eine Kondensatordurchführung aus Gießharz bekannt, bei der Steuerzylinder mit ihren Enden vor dem Gießprozeß in Ausnehmungen der Gießform gehallten und gegebenenfalls verspannt werden. Der Nachteil dieser Kondensatordurchführung besteht darin, daß "die über den Umfang des Gießlings hervorstehenden Enden der Steuerzylinder in einem zusätzlichen Arbeitsgang entfernt werden und die Oberfläche der Anordnung abgedreht wird.

    Ein solcher zusätzlicher Arbeitsaufwand wird bei einem Wandler der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß die Ringe eine im Zuge der Oberfläche der Gießharzisolation liegende Außenfläche mit Befestigungsmitteln sowohl für den zugeordneten Steuerzylinder an einer Gießform während der Herstellung der Gießharzisolation als auch für eine nach Herstellung der Gießharzisolation aufgebrachte Ringelektrode besitzen.

    Während also bei de? bekannten Kondensatordurchführung die zur Festlegung der Steuerzylinder in der Gießform dienenden Bereiche der Zylinder nachträglich entfernt werden, ragen bei der Erfindung die stirnseitigen Enden der Steuerzylinder nicht über die Oberfläche des Gießharzkörpers heraus; sie tragen vielmehr zwecks Vermeidung eines nachteiligen Kanteneinflusses auf die elektrischen Felder ohnehin erforderliche Ringe, die mit Befestigungsmittel sowohl für die Halterung des jeweiligen Steuerzylinders in der Form während des Gießvorganges als auch für die Ringelektroden versehen sind.

    Aus der AT^PS A 5301/66 der Krone KO, Berlin, vom 3.6.66 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Gießharzkörpers mit eingebetteten metallischen Steuereinlagen bekannt, die über Anschlußkontakte mit einem Steuerpotential verbindbar sind. Dabei werden die Steuereinlagen während des Gießvorganges in der Gießform mittels Bolzen festgelegt, die in Gewindeein-