DE1807278A1 - Condenser bushing for high voltage devices - Google Patents
Condenser bushing for high voltage devicesInfo
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Description
Kondensatordurchführung für Hochspannungsgeräte Die Erfindung betrifft eine Kondensatordurchiührung für Hochspannungsgeräte mit einem Gießharzkörper und in Richtung seiner Achse koaxial aufeinanderfolgenden Kondensatorbelägen, deren Durchmesser einsinnig abnehmen und von denen sich benachbarte, gegeneinander isoliert, mit konzentrischen Bereichen teilweise überdecken. Unter "einsinnig abnehmen" ist zu verstehen, daß Kondensatorbeläge in einer Richtung aufeinanderfolgen, deren Durchmesser von Belag zu Belag abnehmen, Derartige Durchführungen, bei denen ein kapazi-tiv gesteuerter Potentialabbau durch Anordnung von elektrisch leitenden oder halbleitenden Kondensatorbelägen in dem Isolationsmaterial erzwungen wird, sind an sich bekannt, Sie finden beispielsweise Verwendung zur isolierenden und potentialsteuernden Aufnahme der Wicklungsenden von Meßwandlern, und zwar sowohl zur Aufnahme der Zuleitungen zu Primärwicklungen als auch zur Aufnahme der Ausleitungen der Sekundärwicklungen. Condenser bushing for high voltage devices The invention relates to a capacitor feedthrough for high-voltage devices with a cast resin body and in the direction of its axis coaxially successive capacitor plates, whose Decrease in diameter in one direction and from which neighboring ones isolate one another, partially cover with concentric areas. Under "lose weight unanimously" is to understand that capacitor plates follow one another in one direction, their diameter decrease from surface to surface, Such implementations where a capacitively controlled potential reduction through the arrangement of electrically conductive ones or semiconducting capacitor layers in the insulation material is enforced, are known per se, they are used, for example, for insulating and potential-controlling inclusion of the winding ends of transducers, both to accommodate the leads to the primary windings as well as to accommodate the leads of the secondary windings.
Die Herstellung derartiger Kondensatordurchführungen ist bei Verwendung einer Isolationsbandage verhältnismäßig einfach.The manufacture of such capacitor bushings is in use an isolation bandage relatively easy.
Itan braucht dann lediglich die Kondensatorbeläge während der Bandagierung mit einzuwickeln. In dieser Weise lassen sich sehr fein abgestufte Kondensatordurchführungen mit einer Vielzahl eine genau definierte tage einnehmender Kondensatorbeläge herstellen.Itan then only needs the capacitor linings during the bandaging to wrap with. In this way, very finely graded condenser bushings can be created produce a number of precisely defined days of capacitor coverings.
Erhebliche Schwierigkeiten macht aber nach wie vor die Fertigung von Kondensatordurchführungen für Hochspannung, die mit einer Gießharzisolation ausgerüstet sind. Die für diese Technik bekanntgewordenen Herstellungsverfahren und Kondensatordurchführungen lassen sich im wesentlichen in zwei Gruppen zusammenfassen: Die erste Gruppe umfaßt "unterteilte" Herstellungsverfahren, bei denen beispielsweise nach dem Schleudergußverfahren (DAS 1 105 491) nacheinander einzelne Isoliortschichten in der Gießform hergestellt und mit einem leitfähigen Belag vcsehen werden. Eine andere, dieser Gruppe zuzurechnende und in der DAS 1 089 828 beschriebene Durchführung mit Gießharzisolation enthalt als Träger für die Kondensatorbeläge , zylindrische Wellpapierrohre, die ineinandergeschachtelt sind und bei denen die Kanäle in den Weilpapierrohren parallel zur Achse der Miordnung verlaufen, so daß bei der. Herstellung des Isolierkörpers in der Gießform das Gießharz auch sämtliche Kanäle hindurchfließen und diese ausfällen kann.However, the production of Capacitor bushings for high voltage equipped with cast resin insulation are. The manufacturing processes and condenser bushings known for this technology can essentially be summarized in two groups: The first group comprises "Subdivided" manufacturing processes, in which, for example, after the centrifugal casting process (DAS 1 105 491) individual insulating layers are produced one after the other in the casting mold and covered with a conductive coating. Another one that can be assigned to this group and the bushing described in DAS 1 089 828 with cast resin insulation as a carrier for the capacitor linings, cylindrical corrugated paper tubes nested inside one another and in which the channels in the Weil paper tubes are parallel to the axis of the disorder run so that at the. Production of the insulating body in the casting mold, the casting resin also all Channels flow through and these can fail.
Diese bekannten Kondensatordurchführunge erfordern also bei ihrer Herstellung einen großen Zeitaufwand und gegebenenfalls auch komplizierte zusätzliche Einrichtungen.These known condenser leadthroughs therefore require in their Production takes a lot of time and possibly also complicated additional ones Facilities.
Die zweite Gruppe bekannter gießharzisolierter Kondensatordurchführungen erfordert generell die Verwendung von selbsttragenden und standfesten Metallzylindern als Kondensatorbeläge. Bei diesen Durchführungen erfolgt die Herstellung des Gießharzkörpers, der die Kondensatorbeläge, in sich aufnimmt, in einem einzigen Arbeitsgang, während die die Kondensaterbeläge bildenden standfesten Zylinder in der Gießform gehalten sind. So beschreiben das deutsche Gebrauchsmuster 1 793 348 und die schweizerische Patentanschrift t33 473 Verfahren zur Herstellung von Kondensatordurchführungen aus Gießharz, bei denen die Zylinder mit ihren inden während des Gießens in Ausnehmungen in der Gießform gehalten und gegebenenfalls verspannt werden. Abgesehen davon, daß es schwierig ist, allein durch Halterung der die Kondensatorbeläge bildenden Zylinder im Bereich eincs ihrer Enden insbexonderc bei einer größeren Zahl von Kondensatorbelägen die Abstände zwischen diesen uiit dc erforderlichen Genauigkeit zu wahren, erfordert diese Herstellungsweise häufig nach dem Gießprozeß ein Entfernen der über den Umfang des Gießlings hervorstehenden Enden der Zylinder.The second group of known cast resin-insulated capacitor bushings generally requires the use of self-supporting and stable metal cylinders as capacitor pads. In these bushings, the cast resin body is manufactured, which absorbs the capacitor deposits in a single operation while the stable cylinder that forms the condensate deposits is held in the casting mold are. This is how the German utility model describes 1 793 348 and the Swiss one Patent specification t33 473 Process for the production of condenser bushings made of cast resin, in which the cylinder with its inden during casting in recesses be held in the mold and, if necessary, clamped. Besides that it is difficult to do just by holding the cylinder forming the capacitor plates in the area of one of their ends, especially with a larger number of capacitor plates Maintaining the spacing between these with the accuracy required is required This production method often involves removing the over the circumference after the casting process of the casting protruding ends of the cylinders.
Aus der schweizerischen Patentanschrift 433 695 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Gießharzkörpers mit eingebetteten metallischen Belegungen in Form von Zylindern bekannt, die über Anschlußkontakte mit einem Steuerpotential verbindbar sind. Während des Gießvorganges werden die Zylinder in der Gießform mittels Bolzen festgelegt, die in Gewindeeinsätze der Anschlußkontakte eingeschraubt sind. Auch diese Anordnung eignet sich nur für 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.From the Swiss patent address 433 695 is a method for the production of a cast resin body with embedded metallic coverings known in the form of cylinders, which have connection contacts with a control potential are connectable. During the casting process, the cylinders are in the mold by means of Bolts set, which are screwed into threaded inserts of the connection contacts. This arrangement is also only suitable for defining a small number of Tax deposits, because the position of the connection contacts and thus also their thread inserts are understandable according to electrical aspects and accordingly relatively long bolts to Bracket may be required. This not only affects space problems off, but also reduces the accuracy of the arrangement of the tax deposits.
Auch die gießharzisolierte Durchführung nach der DAS 1 200 909, bei der die Steuereinlagen während des Gießvorganges unter Verwendung von ihrer Stufung entsprechend in der Gießform.The cast resin-insulated bushing according to DAS 1 200 909 is also included the control deposits during the casting process using their gradation accordingly in the mold.
angebrachten Streben auf diesen stehend im gewünschten Abstand gehalten sind, erfordert standfeste Steuereinlagen.Attached struts held on this standing at the desired distance requires stable tax deposits.
Alle Einschränkungen, Schwierigkeiten und Nachteile der bekannten Kondensatordurchführungen mit Gießharzisolation werden bei einer erfindungsgemäß dadurch gekennzeichneten Kondensatordurchführung vermieden, daß der Gießharzkörper als Tragkörper für die Kondensatorbeläge in Richtung seiner Achse stufenartig aufeinanderfolgende Umfangsbereiche mit einsinnig entsprechend den Durchmessern der Kondensatorbeläge abnehmenden Durchmessern besitzt, daß die Kondensatorbelagc einzeln von jeweils einem der Umfangsbereiche getragen sind und daß die Zwischenräume zwischen den sich überdeckenden Bereichen der Kendensatorbeläge mit Isoliermaterial ausgefüllt sind; Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Gießharzkörpers als Tragkörper für die Kondensatorbeläge stehen für diese relativ brcitc Auflageflächen zur Verfügung, so-daß die insbesondere bei einer feinstufigen Kondensatordurchführung mit einer Vielzahl von Kondensatorbelägen erforderliche genaue Ausrichtung der einzelnen Beläge gewährleistet ist. Ferner ist man weitgehend frei in der Wahl der für die Herstellung der Kondensatorbeläge verwendeten Materialien. Man kann die Kondensatorbeläge als selbsttragende Hohlzylinder auf die Umfangsbereiche des Tragkörpers aufschieben, wenn man beispielsweise Drahtgewebe für die Kondensatorbelägc verwendet. Man ist aber nicht nn das Vorsehen selbsttragender Hohlzylinder als Kondensatorbeläge gebunden; vielmehr ist es auch möglich, die Kondensatorbelage aus fest auf die Durchmesserbereiche aufgewickeltem leitendem oder halblcitendem Material herzustellen, beispielsweise aus Karbonpapier.All the limitations, difficulties and disadvantages of the known Capacitor bushings with cast resin insulation are according to the invention in one characterized capacitor bushing avoided that the cast resin body as a support body for the capacitor linings in the direction of its axis in stages Circumferential areas with unidirectional corresponding to the diameters of the capacitor linings has decreasing diameters that the capacitor lining c individually of each one of the circumferential areas are carried and that the spaces between them Covering areas of the Kendensatorbeläge are filled with insulating material; The inventive design of the cast resin body as a support body for the Capacitor linings are available for these relatively brittle contact surfaces, so-that the especially with a finely stepped condenser bushing with a Large number of capacitor plates required precise alignment of the individual plates is guaranteed. Furthermore, one is largely free in the choice of the one for the production the materials used for the capacitor linings. You can use the capacitor plates as self-supporting hollow cylinder on the peripheral areas of the support body if you use wire mesh for the capacitor coverings, for example. But one is not nn the provision of self-supporting hollow cylinders as capacitor linings bound; Rather, it is also possible to fix the capacitor lining on the diameter areas to produce wound conductive or semi-conductive material, for example made of carbon paper.
Da die Kondensatorbeläge auf dem Tragkörper durch die entsprechende Ausbildung seiner Umfangsbereiche gehalten sind und nicht, wie bei bekannten, oben beschricbenen Vcrfahrcn, mit einem Ende in entsprechenden Ausnehmungen der Gießform stehen, ist es möglich, das Isoliermaterial auch die freien Kanten er Kondensatorbeläge Überdecken zu lassen, die gegebenenfalls abgerundet sein können.Since the capacitor deposits on the support body by the corresponding Formation of its peripheral areas are kept and not, as with known, above Described Vcrfahrcn, with one end in corresponding recesses in the mold stand, it is possible to use the insulating material and the free edges of the capacitor pads To be covered, which can be rounded if necessary.
Wie bereits ausgeführt, sind die Zwischenräume zwischen den sich überdeckenden Bereichen der Kondensatorbeläge mit Isoliermaterial ausgefüllt. Diese Isoliermaterialausfüllungen aller Zwischenräume können gemeinsam durch cinen Gießharzumguß gebildet sein. Zwar ist es, wie oben ausgeführt, an sich bekannt, eine kondensatorgesteuerte Durchführung unter Verwendung von Gießharz in mehreren Schritten herzustellen, aber bei den bekannten Verfahren war für jedes einzelne Kondensatordielektrikum ein besonderer Herstellungsschritt erforderlich.As already stated, the spaces between the overlapping Areas of the capacitor linings filled with insulating material. These insulation fillings all spaces can be formed together by a cast resin encapsulation. Though it is, as stated above, known per se, a capacitor-controlled implementation using casting resin in several steps, but with the known ones Process was a special manufacturing step for each individual capacitor dielectric necessary.
Bei der Erfindung ist die Zahl der Schritte auf einen reduziert, da allc Zwischenräume zwischen den sich überdeckenden Bereichen der Kondensatorbeläge in einem Arbeitsgang mit Isoliermaterial gemeinsam ausgefüllt erden können.In the invention, the number of steps is reduced to one because allc spaces between the overlapping areas of the capacitor plates can be filled in together with insulating material in one operation.
Außer einem Gießharzumguß kommt hierfür auch ein flüssiges Isoliermittel, also ein Isolieröl, in Frage, so daß man eine aus zwei Isoliermaterialien zusammengesetzte Durchführung mit Kondensatorsteuerung erhält. Dasselbe gilt für eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der die Isoliermaterialausfüllungen aller Zwischenräume gemeinsam durch ein Isoliergas gebildet sinde Hierfür kommen bekanntlich beispielsweise plektronegative Gase oder auch Luft in Fragc.In addition to a cast resin encapsulation, there is also a liquid insulating agent, So an insulating oil, in question, so that one is composed of two insulating materials Implementation with capacitor control received. The same applies to a further embodiment of the invention, in which the insulating material fillings of all spaces are common by an insulating gas It is well known that this is done, for example plectronegative gases or air in fragc.
Möglich ist aber auch, die Ausfüllungen der einzelnen Zwischenräume durch Isolierbandagen zu bilden, die nacheinander auf die einzelnen Umfangsbereiche aufgewickelt und mit den Kondensatorbelägen versehen werden. Diese Unabhängigkeit der erfindungsgemäßen Kondensatordurchführung von den für dio Zwischenräume verwendeten Isoliermaterialien ist als Vorteil der Konstruktion anzusehen. Man wird zweckmäßigerweise solche Isoliermaterialien verwenden, deren Dielektrizitätskonstante der des Gießharzes angepaßt ist.But it is also possible to fill in the individual spaces by forming insulating bandages, one after the other on the individual circumferential areas wound up and provided with the capacitor plates. This independence of the condenser bushing according to the invention from those used for the interstices Isolation materials are to be seen as an advantage of the construction. One becomes expedient Use insulation materials whose dielectric constant is that of the cast resin is adapted.
Es ist auch möglich, die Isoliermittelausfüllungen der Zwischcnräume durch mehrere Isoliermaterialien, beispielsweise durch eine Gewebe- oder Papierbandage mit Öl- oder Gießharztränkung, zu bilden.It is also possible to fill the intermediate spaces with insulating material by several insulating materials, for example by a fabric or paper bandage with oil or cast resin impregnation.
Damit sich längs der Stoßstelle zwischen dem Tragkörper und den Isoliermaterialausfüllungen in den Zwischenräumen keine Glimmstrecken ausbilden können, ist es zweckmäßig, die Durchmesseränderungen zwischen benachbarten Umfangsbereichen sich über axiale Übergangsbereiche erstrecken zu lassen0 Man hat dann also keine sich senkrecht zu den Kondensatorbelägen und damit in Richtung des elektrischen Feldes er.strokkenden Übergangszonen, sondern diese liegen vielmehr schräg und sind beispielsweise trichterförmig ausgebildetS so daß eine Verlängerung des Weges zwischen benachbarten Kondensatorbelägen erzielt ist. Aus demselben Grunde wird man häufig.So that along the joint between the support body and the insulating material fillings in the interstices, no glow paths can form, it is expedient to use the Changes in diameter between adjacent circumferential areas spread over axial transition areas So one then has no perpendicular to the capacitor plates and thus in the direction of the electric field er.strokkenden transition zones, but Rather, they are inclined and are, for example, funnel-shaped so that an extension of the path between adjacent capacitor plates is achieved is. One becomes frequent for the same reason.
zwischen jeder Durchmesserverringerung des Tragkörpers (zwischen benahbarten Umfangsbereichen) und dem jeweiligen Kondensatorbelag einen Abstand in axialer Richtung wahren.between each reduction in diameter of the support body (between adjacent Circumferential areas) and the respective capacitor coating a distance in the axial direction true.
Die Figur zeigt als Ausführungsbeispiel die kapazitiv gesteuerte Isolation des Sekundärsystems eines Hochspannungs- Kopfstromwandlers. Die geerdete Ringschale 1 enthält in üblicher Weise die Ringbandkerne mit den Sekundärwicklungen, deren Enden durch das die Verlängerung der Ringschale 1 bildende Metallrohr 2 herausgeführt sind. Der Primärleiter durchsetzt das Loch 3.The figure shows the capacitively controlled insulation as an exemplary embodiment of the secondary system of a high-voltage Top current transformer. the grounded ring shell 1 contains in the usual way the toroidal tape cores with the secondary windings, the ends of which are led out through the metal tube 2 forming the extension of the annular shell 1 are. The primary conductor penetrates hole 3.
Ringschale 1 und Rohr 2 sind mit dem gemeinsamen Gießharzkörper 4 umgossen, der auf scillem Schaft Umfangsbereiche 5 bis 8 trägt, deren Durchmesser sich stufenartig einsinnig verringern. Mit diesen Bereichen trägt der Gießharzkörper die Kondensatorbeläge 9 bis 12, die demgemäß während der Herstellung des Zweitvorgusses 13 sicher in ihrer Lage gehalten sind. Dieser Gießharzumguß 13 füllt die Zwischenräume zwischen den einander konzentrisch umgebenden Bereichen der Kondensatorbeläge 9 bis 12 mit Isoliermaterial aus, so daß die Dielektrika aller dieser Zylinderkondensatoren in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt sind. Ferner ist ein Nacharbeiten, beispielsweise ein Abdrellen Überstehender Kanten von Kondensatorbelägen, dadurch vermieden, daß der Gicßharzumguß 13 zugleich die freistehenden Kanten der Kondensatorbeläge, die, wie bei 14 angedeutet, zwecks Vermeidung von Feldstärkespitzen abgerundet oder umgebördelt sein können, bedeckt.The ring shell 1 and tube 2 are connected to the common cast resin body 4 encapsulated, which carries circumferential areas 5 to 8 on scillem shaft, the diameter of which gradually decrease in one direction. The cast resin body carries with these areas the capacitor plates 9 to 12, which accordingly during the production of the second pre-cast 13 are held securely in their position. This Gießharzumguß 13 fills the spaces between the concentrically surrounding areas of the capacitor plates 9 to 12 with insulating material, so that the dielectrics of all these cylinder capacitors are made in a single operation. Furthermore, reworking is, for example Drilling off protruding edges of capacitor coatings is avoided in that the Gicßharzumguß 13 at the same time the free-standing edges of the capacitor linings, as indicated at 14, rounded or beaded in order to avoid field strength peaks can be covered.
Nach der Herstellung des Gießharzumgusses 13 ist der Gicßharzkörper 4 ferner mit dem Leitbelag 15 versehen. Er ist erforderlich, um eine gleichmäßige Verteilung des Hochspannungspotentials im Bereich des Kopfes dse Gießharzkörpers zu erzwingen, der dort für den Abbau der vollen Hochspannung dimensioniert sein muß, während der Gießharzkörper 4 im Bereich seines Schaftes nur jeweils für die durch das Fetential der einzelnen Kondensatorbeläge bestimmte Spannung gegen das Rohr 2 bemessen ist; die restliche Isolations-@irkung wird durch den Gießharzumguß 13 erzielt.After the production of the cast resin encapsulation 13, the cast resin body is 4 also provided with the guide lining 15. He is required to be even Distribution of the high voltage potential in the area of the head of the cast resin body to force the there to be dimensioned for the reduction of the full high voltage must, while the cast resin body 4 in the region of its shaft only for each voltage against the determined by the potential of the individual capacitor layers Tube 2 is sized; the rest of the insulation effect is achieved by the cast resin encapsulation 13 scored.
Wie bereits oben ausgeführt, können anstelle des Gießharzumgusses 13 auch andere Isoliermaterialien Verwendung finden.As already stated above, instead of the cast resin encapsulation 13 other insulating materials can also be used.
@ie aus der Figur ersichtlich, erstrecken sich die Durchmesseränderungen zwischen den einzelnen Durchmesserbereichen 5 bis 8 des Tragkörpers 4 ebenfalls über Bereiche in axialer Richtung. Diese Übergangszonen 16 bis 19 sind etwa trichterförmig, wodurch eine Verlängerung der Grenzzonen zwischen dem Tragkörper 4 und dem Gießharzumguß 13 zwischen sind jeweils benachbarten Kondensatorbelägen erzielt ist. Eine weitere Verlängerung dieser Zonen wird durch den bei 20 angedeuteten Abstand zwischen dem Bereich der Durchmesserverringerung einerseits und dem Beginn des Kondensatorbelage andererseits erzielt.As can be seen from the figure, the changes in diameter extend between the individual diameter ranges 5 to 8 of the support body 4 as well over areas in the axial direction. These transition zones 16 to 19 are roughly funnel-shaped, whereby an extension of the boundary zones between the support body 4 and the cast resin encapsulation 13 between each adjacent capacitor plates is achieved. Another Extension of these zones is indicated by the distance between the Area of diameter reduction on the one hand and the beginning of the capacitor coating on the other hand achieved.
lurch die Erfindung wird eine auch bei feinstufiger Ausführung einfach herstellbare, gießharzisolierte Kondensatordurchführung für Hochspannungsgeräte geschaffen, deren Verwendbarkeit sich nicht nur auf den figürlich dargestellten Ball erstreckt.The invention makes it easy even with a finely graduated design manufacturable, cast resin insulated condenser bushing for high voltage devices created, the usability of which is not limited to the figurative ones Ball stretches.
Beispielsweise ist es möglich, die Durchführung symmetrisch als normale Leitungsdurchführung auszubilden. Die Erfindung erstreckt sich auch nur Kombinationen von in verschiedenen Ansprüchen enthaltenen Merkmalen. For example, it is possible to perform symmetrically than normal To train line bushing. The invention also extends only to combinations of features contained in various claims.
1 Figur 13 Ansprüche 1 Figure 13 claims
Claims (13)
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