DE1936601U

DE1936601U - Hochspannungskondensator.

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Publication number: DE1936601U
Application number: DE1963E0018510
Authority: DE
Original assignee: ELOFLOCK OBERFLAECHENVEREDELUN
Current assignee: ELOFLOCK OBERFLAECHENVEREDELUN
Priority date: 1963-07-24
Filing date: 1963-07-24
Publication date: 1966-04-14

Description

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EIOi¹LOCK Oberflächenveredelung G.m.b.H. Köln - Braunsfeld, Stolberger Str. 391

" Hochspannungskondensator "

Den Gegenstand der Neuerung bildet ein Hochspannungskondensator, der dazu dient, die Netzspannung eines WechselStromnetzes im Zusammenwirken mit einem an sich bekannten Transformator auf eine gewünschte Höhe zu bringen.

Der neuerungsgemässe Hochspannungskondensator besteht aus einer Anzahl sehaltungsmässig miteinander verbundener Kondensatoreinheiten.

Das Gerät wird über einen Transformator an die Wechselspannung angeschlossen. Über Gleichrichter werden die Kondensatoren auf die gewünschte Hochspannung aufgeladen.

Der neuerungsgemässe Kondensator ist in an sich bekannter Weise in Kaskadenschaltung seiner Elemente ausgebildet.

Wesentlich für die Neuerung ist die besondere Art des Zusammenbaues dieser Elemente. Der Zusammenbau erfolgt mit Hilfe von Isolationsschichten, die aus einer Mischung von Polyäthylen und Polyisobutylen ( entsprechend dem unter dem eingetragenen Warenzeichen Trolen bekannten Kunststoff ) in Folien- oder Plattenform bestehen. Diese Isolationschichten werden in üblicher Weise unter Zwischenfügung metallischer Schichten, z.B. Messingfolien, in Elementen von ge zwei Platten ausgebildet, die in Kaskadenschaltung zu einem Kondensatorpaket vereinigt werden. Kunststoffe aus Polyäthylen,also Platten oder Folien aus Trolen ( eingetragenes Warenzeichen ), hat^man bisher als Dielektrika für Hochspannungskondensatoren noch nicht verwandt. Es lag auch nicht nahe, diese Materialien als Dielektrika für den vorliegenden Zweck zu verwenden, weil bisher kein Klebemittel oder sonstiges geeignetes Verbiß-dungsverfahren zur

Vereinigung derartiger aneinanderliegender Platten oder Folien bekannt war. Auf die Herstellung einer gleichmässigen und spannungsfesten Naht zwischen den "benachbarten Platten kommt es aber beim Aufbau eines Hochspannungskondensators ausschlaggebend an.

Die hier vorliegende Schwierigkeit wurde dadurch behoben, dass die Vereinigung benachbarter Platten des Kondensators durch eine in neuartiger Weise durchgeführte Verschweissung vorgenommen wurde.

Erfindungsgemäss werden die aus Polyäthylen und Polyisobutylen bestehenden Kunststoffplatten auf das gewünschte Maß geschnitten und zusammen mit zwischengelegten Messingfolien zu dem Kondensatorpaket geschichtet..Zur Vermeidung von Überschlagen bei einer Höchstspannung von 100.000 Volt müssen die isolierenden Platten einen Überstand von 20 mm aufweisen. Auch die zum Einspannen des Pakets dienenden, aussen aufgelegten Eisenplatten werden zweckmässig mit demselben Bandabstand von mindestens 20 mm von der Außenkante der dielektrischen Zwischenplatten angeordnet.

Die Einspannung des Pakets erfolgt z.B. mit Hilfe einer Schraubzwinge oder einer ähnlichen Einspannvorrichtung. Das eingespannte Paket wird alsdann auf einen Rahmen gelegt und mittels Infrarotheizung, z.B. stabförmigen Heizelementen, erhitzt. Bei der Erwärmung werden die den Infra£otheizstäben zugewandten unteren Randzone der Dielektrika derart erwärmt, dass eine Verschweissung der Platten erfolgt. Es hat sich gezeigt, dass die Tiefe der Verschweissung bei Verwendung von Kunststoffplatten der erwähnten Art für die verlangte Spannung von 100.000 Volt mindestens 12 mm betragen muss. Nach Durchführung dieser Verschweissung auf einer Seite werden die anderen Seiten des Pakets ebenfalls verschweisst. Die Schweiss-

nähte werden nach der Herstellung zwecks Verfestigung jeweils zwischen gut wärmeleitenden Backen, z.B. Aluminiumbacken₅ gekühlt.

Die Inschlussfahnen der Messingbeläge werden in der gewünschten Stellung angeordnet und dicht in die Sehweissnähte eingebettet.

Es hat sich gezeigt, dass die Inschlussfahnen zweckmässig nur um ein geringes Maß, etwa 3 mm, über die Aussenflache der Dielektrika vorstehen dürfen, da andernfalls die Messingfolie durch Wärmeleitung zu stark erwärmt wird und sich verwirft, wodurch die Spannungsfestigkeit des Kondensators leidet.

Bei der neuerungsgemäss vorausgesetzten Kaskadenschaltung der Elemente des Kondensatorpakets werden die zwischen den einzelnen Schichten aufeinanderfolgenden Isolationsplatten oder -folien in ihrer Stärke zweckmässig nach der aufzunehmenden Spannung bemessen, so dass z.B. für eine vierstufige Kaskade folgende Plattenstärken vorzusehen sinds Mir die Aussenwände werden Platten von mindestens 4 mm Stärke verwendetj für die Isolierung der 30 'bis 60 KY Spannung aufnehmenden Metallbeläge werden Platten von mindestens 2 mm, bei 90 KT Platten von 4 mm und bei 120 KY von mindestens 6 mm verwendet.

In der beiliegenden Zeichnung ist ein Hochspannungskondensator der neuerungsgemässen Ausbildung beispielsweise und schematisch dargestellt.

I¹Ig. 1 stellt ein Schaltbild eines neuerungsgemässen Kondensators dar.

Fig. 2 zeigt schematisch ein Kondensatorpaket im Schnitt.

3 und 4 veranschaulichen in Draufsicht sowie in Seitenansicht den Arbeitsgang bei der Verschweissung der Isolationsplatten»

Fig. 5 veranschaulicht schematisch die Anordnung der Kondensatorpakete in Verbindung mit Gleichrichterelementen.

Fig. 6, 7 und 8 zeigen das Kondensatorgehäuse mit eingebauten Kondensatorpaketen sowie einer auf der Wandung des G-ehäuse angebrachten neuartigen Hochspannungsschaltvorrichtung.

Figur 1 veranschaulicht eine an sich bekannte Schaltung zur Vervielfachung der Spannung, bestehend aus einem Hetztransformator 1, der die Spannung der Primärseite 2 auf die Spannung der Sekundärseite 3 transformiert. Die Sekundärspannung 3 wird mit Hilfe einer an sieh bekannten G-leichrichterkondensatorsehaltung 4 auf 112KV vervielfacht. Diese Hochspannung wird über einen Hochspannungsschalter 5 dem Verbraucher zugeführt.

Gemäss Figur 2 bezeichnet das Bezugszeichen 6 die aus Trolen ( eingetragenes Warenzeichen ) bestehenden Isolationszwischenplatten. Die z.B. als Messingfolien ausgebildeten Metallbeläge sind bei 7 gezeigt.Die Aussenseiten des Kondensatorpakets sind ebenfalls aus mit den Zwischenplatten 6 verschweissbaren Kunststoff platten 8 und 9j insbesondere aus Trolen ( eingetragenes Warenzeichen ) gebildet. Den Hochspannung führenden Metallbelägen 7a, 7b, 7c, und 7d stehen jeweils auf beiden Seiten geerdete Metallbeläge gegenüber.

G-emäss Figuren 3 und 4 ist das Kondensatorpaket mit 8 bezeichnet. Dasselbe ist zwischen Bisenplatten 9 und 10 durch Kräfte, die in der Richtung der Pfeile A, B, wirken, eingespannt und auf einen Rahmen aufgesetzt, der durch die Winkeleisen 11, 12 angedeutet ist. Unterhalb des Kondensatorpakets sind Infrarotheizstäbe 13 angeordnet, unter deren Einwirkung eine Verschweissung der Isonationsplatten in der Zone 14 stattfindet.

G-emäss Figur 5 "bezeichnen die Bezugszeichen 15 und 16 die Kondensatorpakete, die über G-leichrichterelemente 17 miteinander verbunden sind.

G-emäss figuren 6, 7 und 8 wird zur Aufnahme der gesamten zusammengeschalteten Kaskade ein aus isolierendem Kunststoff, z.B. Hartpolyvinylchlorid, bestehendes Gehäuse vorgesehen, das zwei Seitenwände 18, 19 sowie Zwischenwände 20, 21, 22 aufweist. Zwischen die Zwischenwände 20 und 21 wird die Kaskadenschaltung, bestehend aus zwei Kondensatorpaketen 23, 24 und einer dazwischen angeordneten Grleichrichterplatte 25, eingesetzt und nach Herausführen der Stromfahnen und Verbindungen mit einem isolierenden Stoff, z.B. einer Hartwachsmischung, vergossen.

Eine besondere Schwierigkeit bei der Ausbildung des neuarungsgemässen Kondensators in Kaskadenschaltung bereitet die Schaltung der Hochspannung. Hochspannungsschalter für Spannungen von 100.000 YoIt sind zwar für verhältnismässig hohe Leistungen bekannt. Sie haben aber ausserordentlich grosse Abmessungen, so dass sie für den vorliegenden Zweck zu viel Raum erfordern und zu kostspielig sind.

Neuerungsgemägs wird eine neue Form eines Hochspannungsschalters vorgeschlagen, unmittelbar auf eine Aussenwand des Kaskadengehäuses aufgesetzt werden kann.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Hochspannungsschalter auf einer Schalterplatte 21 montiert. Er besteht aus einer Erdplatte 26, einer Kaskadenausgangsplatte 27 und der mit der Platte 27 im eingeschalteten Zustand verbundenen Kaskadenausgangsplatte 28. Die Schaltung wird mittels einer Schaltstange 29 ausgeführt, die sich um die lagerstelle 30 dreht und z.B. mittels eines Hübmagneten über eine Schaltstange 31 betätigt wird. Die Kaskadenausgangsplatten, die E_rdplatte und die Schalterplatte werden zweckmässig aus Hartpolyvinylchlorid ausgebildet.

Claims

RA.13706M2.3.66 Schutzansprüche s

1. Hochspannungskondensator in Kaskadenschaltung, bestehend aus isolierenden Platten und zwischen diesen angeordneten Metallbelägen _s dadurch gekennzeichnet, dass als Isolationsplatten aus Polyäthylen und Polyisobutylen bestehendem Kunststoff ( Trolen, eingetragenes Warenzeichen ), zweckmässig eines Molekulargewichts von ca. 25*000, benutzt werden.

2. Hochspannungskondensator nach .Anspruch 1, dadurch gekennzeichne t,.dass bei einer Auslegung des Kondensators für mindestens 100.000 ToIt der Randabstand der Metallbeläge, z.B. Messingfolien, mindestens etwa 20 mm beträgt.

3. Hochspannungskondensator nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Dicke der dielektrischen Platten mit steigender Spannung der spannungsführenden Beläge etwa wie folgt bemessen wirds

Bei 30 - 60 KY gegen E_rde mit 2 mm, bei 90 KV gegen Erde mit 4 mm, bei 120 KV gegen Erde mit β mm.

ο Hochspannungskondensator nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichne t, dass zwei Kondensatorpakete mit einer zwischen ihnen angeordneten Gleichridshterplatte vereinigt in einem aus elektrische isolierendem Kunststoff, insbesondere Hartpolyvinylchlorid, bestehenden Gehäuse mit einem Hartwachs oder dergleichen vergossen sind.

ο Hochspannungskondensator nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , dass eine Aussenplatte des Kaskadengehäuses zur Anbringung eines Hochspannungsschalters dient,

der als wesentliche !eile eine Erdplatte ( 26 ), eine

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