DE2111923B2

DE2111923B2 - Removable seal for HV lines and cable junctions - has elastic conical sealing collar held by conical metal ring

Info

Publication number: DE2111923B2
Application number: DE19712111923
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dr.-Ing. E.H.; Mitrach Werner; 8600 Bamberg Raupach
Original assignee: Individual
Current assignee: Raupach Geb Decker Berta Elisabeth Sabine 8600
Priority date: 1971-03-12
Filing date: 1971-03-12
Publication date: 1976-10-28
Also published as: ATA154872A; NL166821C; NL7202751A; NL166821B; CH534946A; DE2111923C3; AT325698B; DE2111923A1

Abstract

A removable seal, for high voltage lines and cable junctions etc., consists of an elastic sealing collar around the outside of the line insulation. The elastic sealing collar (5) is conical and is fixed to the seal region (6) of the line assembly by a conical metal pressure piece (9) enclosing it, and arranged so that at no point is it nearer the seal region than the flashover distance (S) of the insulation. The current transfer point in the region of the seal is constructed as a plug connection that allows the measuring converter primary winding (3) to be switched over.

Description

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Der Aufbau von elektrischen Schaltungen kann entweder mit ein/einen und in sich abgeschlossenen Elementen erfolgen oder in integrierter Bauweise. Bei Hochspannuiigsschaliungcn verwendet man bisher vorwiegend einzelne Elemente mit in atmosphärischer Luft herausgeführten Hochspannungsanschlüssen. Hierdurch ergeben sich ein großer Platzbedarl. eine starke Abhängigkeit von Umgebungseinflüssen und eine oft störende Induktivität der Vcrbindungsleitungen. Diese Nachteile können vermieden werden, wenn die einzelnen Elemente ohne Hcrausführung des Hochspannungspotentials in atmosphärische Luft miteinander lösbar verbunden werden.The construction of electrical circuits can either be a / a and self-contained Elements or in an integrated design. Up to now, one has used in high-voltage formwork predominantly individual elements with high-voltage connections brought out in atmospheric air. Through this there is a large need for space. a strong dependence on environmental influences and one often disturbing inductance of the connecting lines. These disadvantages can be avoided if the individual elements without execution of the high-voltage potential in atmospheric air with one another be releasably connected.

Solche Verbindungen stellen bei festen Isolierstoffen ein besonderes Problem dar wegen der an den Stoßstcllen in den Isolierungen entstehenden Fugen. Imhof hai in seinem in der »Schweizerischen Technischen Zeitschrift« Nr. 6 - 1958 - S. 93 bis 120 veröffentlichten Aufsatz »Über neue Konzeptionen und Werkstoffe der Hochspahnungstechnik« vorgeschlagen, solche Fugen mit Isolierflüssigkeiten oder Druckgasen auszufüllen; dies bedingt jedoch einen ziemlich großen konstruktiven Aufwand.Such connections represent a particular problem with solid insulating materials because of the Butt joints in the insulation. Imhof hai in his in the »Swiss Technical Journal «No. 6 - 1958 - pp. 93 to 120 published article» About new conceptions and Hochspahnungstechnik materials «suggested such joints with insulating liquids or compressed gases to fill in; however, this requires a fairly large construction effort.

Es ist auch schon bekannt, daß man diese Schwierigkeiten dadurch vermeiden kann, indem man in die Fugen hochwertige elastische Isolierstoffe einbringt. Bei einer derartigen bekannten Anordnung ist die Hochspannungsdichtungsstelle auch schon lösbar ausgebildet (vgl. Benken: »Über die elektrische Festigkeit ven Fugen zwischen festen Isolierstoffen« ETZ-A, Bd. 89 - 1968 Heft 15, S. 356 bis 361). In dieser Arbeit sind unter anderem Untersuchungen an Fugen in koaxialen Isolierungen unter Verwendung von Silikonkautschuk als elastische Zwischenscheibe beschrieben. Bei einer genügend hohen Flächenpressung der Silikonscheibe wurden keine Vorentladungen in den Fugen festgestellt und man erhielt eine hohe Durchschlagsfestigkeit der Fuge. Dies ist darauf zurückzuführen, daß durch die hohe Flächenpressung der elastischen Silikonscheibe die stets vorhandenen Unebenheiten der Oberflächen zwischen den festen Isolierstoffen ausgefüllt werden. Nachteilig an dieser bekannten sogenannten Radialrichlung — die Richtung des von außen aufzubringenden Preßdrucks liegt senkrecht z.ur elektrischen Beanspruchung der Fuge - ist jedoch, daß für die Flächenpressung erforderliche Kraft in den festen Isolierstoff eingeleitet werden muß.It is also known that these difficulties can be avoided by getting into the joints brings in high-quality elastic insulating materials. In one such known arrangement, the high voltage sealing point is already designed to be detachable (see Benken: »About the electrical strength of joints between solid insulating materials "ETZ-A, Vol. 89 - 1968 Issue 15, pp. 356 to 361). In this work are under other investigations on joints in coaxial insulation using silicone rubber described as an elastic washer. With a sufficiently high surface pressure of the silicone disc no previous discharges were found in the joints and a high dielectric strength of the was obtained Gap. This is due to the fact that due to the high surface pressure of the elastic silicone disc the unevenness of the surface that is always present between the solid insulating materials is filled. The disadvantage of this known so-called radial direction - the direction to be applied from the outside The pressing pressure is perpendicular to the electrical stress on the joint - but that is for the surface pressure required force must be introduced into the solid insulating material.

Dieser Nachteil kann dadurch vermieden werden, daß man die Dichtungssielie als sogenannte Axialdichtung — de·· Preßdruck wirkt parallel zur elektrischen Feldstärke — ausbildet, bei der der Kraftschluß im wesentlichen über das Hochspannungsdichtungselement erfolgt. Der prinzipielle Aufbau einer Axialdichtung ist beispielsweise in der Offenlegungsschrift 19 16 502 angegeben.This disadvantage can be avoided by using the sealing tape as a so-called axial seal - de ·· pressure acts parallel to the electric field strength - forms at which the frictional connection in the essentially takes place via the high-voltage sealing element. The basic structure of an axial seal is specified in the laid-open specification 19 16 502, for example.

Die Erfindung geht von dem vorstehend beschriebenen Prinzip einer als Axialdichtung ausgebildeten Hoehspannungsdichlung aus.The invention is based on the above-described principle of an axial seal High voltage seal off.

Die Erfindung betrifft eine lösbare, hochspannungsfeste Dichtungsstelle für Leiteranordnungen, wie Hochspannungsausleitungen, Kabelabzweige od. dgl., mit einem unter Druck stehenden elastischen, gegen Wegfließen allseitig gesicherten, über die Isolierung der Leiteranordnung gesteckten, als Axialdichtung ausgebildeten Dichtungselement. Sie isl dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement konisch ist und an der Dichtungsstelle der Leiteranordnung mittels eines das Dichtungselement umfassenden konischen metallischen Druckstücks derart befestigt ist, daß das Dichtungselement die Dichtungsstelle mit ausreichend bemessener Schlagweite überbrückt. Die Hochspannungsdichtungsstelle gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß man bei Leiteranordnungen, wie Hochspannungsausleitungen von Meßwandlern oder Kabelabzweigen, bei denen der für die hochspannungsfesle Dichtung erforderliche Preßdruck nur von einer Seite aus auf das Dichtungsclement eingeleitet werden kann, einen gleichmäßigen Dichtungsdruck am Gesamlumfang des Dichtungselements innerhalb des Klemmbereichs erhält. The invention relates to a detachable, high-voltage-resistant Sealing point for conductor arrangements, such as high-voltage leads, cable branches or the like. With a pressurized elastic, secured against flowing away on all sides, over the insulation of the Head arrangement plugged in, designed as an axial seal sealing element. It is characterized by that the sealing element is conical and at the sealing point of the conductor arrangement by means of a das Sealing element comprehensive conical metallic pressure piece is attached such that the sealing element the sealing point bridged with a sufficiently dimensioned gap. The high voltage sealing point according to the invention is characterized in that one with conductor arrangements, such as high-voltage exit lines of transducers or cable branches, where the one for the high-voltage-resistant seal required pressure can only be introduced from one side on the sealing element, a receives uniform sealing pressure on the entire circumference of the sealing element within the clamping area.

Sofern es sich bei der elektrisch abzudichtenden Leiteranordnung um die Dichtungsstelle zwischen den Hochspannnngszuleitungen (Schlagweitente'il) und der Hochspannungswicklung eines Meßwandlers, insbesondere Stromwandlers, handeil, ist es vorteilhaft, wenn die im Bereich der Dichlungsstelle liegende Stromübergangsstelle als Steckverbindung ausgebildet ist, die durch Umstecken eine Umschaltung der Primärwicklung des Meßwandlers ermöglicht. Ein besonderer Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß für die Umschalteinrichtung des Meßwandlers kein zusätzli-If the conductor arrangement to be electrically sealed is the sealing point between the High-voltage supply lines (Schlagweitente'il) and the High-voltage winding of a transducer, especially a current transformer, handeil, it is advantageous if the Current transfer point located in the area of the sealing point is designed as a plug-in connection which enables the primary winding of the transducer to be switched over by repositioning. A special The advantage of this arrangement is that no additional

eher Raum erforderlich ist, so daß die durch die Schlagweite bestimmte Länge des Dichtungselements nicht verlängert werden muß.rather space is required, so that the length of the sealing element determined by the throw width does not need to be extended.

Mit Vorteil kann das Schlagweitenteil des Meßwandlers an der Stromübergangsstelle Steckerkontaktstifte aufweisen, die in entsprechende Steckkontaktbuchsen im Meßwandlerteil derart steckbar sind, daß die Primärumschaltung durch Drehung des Schlagweitenteils um 180° erfolgt.Advantageously, the pitch section of the transducer can have plug contact pins at the current transition point have, which can be plugged into corresponding plug contact sockets in the transducer part in such a way that the Primary switching takes place by turning the stroke width part by 180 °.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung näher erläutert.Further details and advantages of the invention are illustrated in exemplary embodiments with reference to the drawing explained in more detail.

Fig. 1 zeigt im Schnitt ein hochspannungsfestes, abnehmbares Sch'agweitenteil eines Gießharz-Stromwandlers gemäß der Erfindung, das durch Umstecken die Primärumschaltung des Stromwandlers ermöglicht;1 shows, in section, a high-voltage-resistant, removable cross-section part of a cast resin current transformer according to the invention, which enables the primary switching of the current transformer by repositioning;

F i g. 2 zeigt das Schlagweitenteil des Stromwandlers nach Fig. 1 in der Ansicht A^gemäß Fig. 1);F i g. 2 shows the pitch width part of the current transformer according to FIG. 1 in the view A ^ according to FIG. 1);

F i g. 3 zeigt das Wandlerunterteil de_ Stromwandlers in der Ansicht Y(gemäß Fig. 1) in der Parailelschalistellung; F i g. 3 shows the converter lower part of the current converter in view Y (according to FIG. 1) in the parallel shell position;

F i g. 4 zeigt das Wandlerunterteil des Stromvvandlers in der Ansicht Y(gemäß Fi g. 1) in der Serienschaltstellung; F i g. 4 shows the converter lower part of the current converter in view Y (according to FIG. 1) in the series switching position;

Fig. 5 zeigt im Schnitt einen hochspannungsfesten, lösbaren Kabelabzweig.Fig. 5 shows in section a high-voltage-resistant, detachable cable branch.

Das in Fig. 1 dargestellte Schlagweitenteil 1 eines Gießharz-Stromwandlers 2, dessen Primärwicklung 3 in einen Gießharzkörper 4 eingegossen ist, ist wie folgt ausgebildet:The pitch width part 1 shown in Fig. 1 of a cast resin current transformer 2, the primary winding 3 in a cast resin body 4 is cast in as follows:

Ein konisches, elastisches Dichtungselement 5 überbrückt die Dichtungsstelle 6 zwischen den Hochspannungszuleitungen 7. 8 und der Primärwicklung 3 des Stromvvandlers 2. Die Innenfläche des Dichtungselements 5 ist zylindrisch ausgebildet und in ihrer lichten Weite so bemessen, daß es sich über das Schlagweitcnteil 1 und da^ anschließende Wandlerteil schieben läßt. Die Außenfläche des Dichtungselements 5 verjüngt sich nach oben in Richtung auf die Primäranschlüsse K. I. /u. Das Dichtungselement 5 ist von einem konischen metallischen Druckstück 9 mit einem umlaufenden Flansch 10 umgeben. Mittels Schrauben 11 kann das Druckstück 9 an einem Metallmantel 12 des Slromwandlers 2 befestigt werden. Durch die konische Ausbildung des Dichtungselements 5 und des Druckstücks 9 erhält man einen gleichmäßigen Anpreßdruck P längs der gesamten, der zweifachen Schlagweite s entsprechenden Klemmlänge 1 des Druckstücks 9. Dem Druckstück 9 und dem Schlagweitenteil 1 kann eine Schaltstellungsanzeige 9a zugeordnet sein, vorzugsweise um 90° versetzt zu den Klemmenbezeichnungen. Die Klemmenbezeichnungen K, L können mit Vorteil am festen Teil des Wandlers angeordnet sein, damit die gleiche Stromrichiung unabhängig von der Schaltstellung des Schlagweitenteils 1 gegeben ist. Das elastische Dichtungselement 5 besteht vorzugsweise aus Silikonkautschuk, insbesondere in gegossener Form. Seine Abmessungen sind so festgelegt, daß es den von dem Schlagweitenteil 1 bzw. dem Stromwandler 2 und dem Druckstück 9 gebildeten freien Raum vollständig ausfüllt. Damit wird eine Zwickelbildung vermieden. Der von den Schrauben 11 erzeugte Druck liegt günstigerweise in der Größenordnung zwischen 10 bis 100 kp/cm². Das Dichtungselement 5 überdeckt die Dichtungsstelle 6 beidseitig mit einer ausreichenden Schlagweite 5, deren Größe insbesondere von der anzulegenden Spannung und dem auf das Dichtungselement 5 einwirkenden Druck abhängig ist.A conical, elastic sealing element 5 bridges the sealing point 6 between the high-voltage supply lines 7, 8 and the primary winding 3 of the current converter 2. The inner surface of the sealing element 5 is cylindrical and its clear width is dimensioned so that it extends over the Schlagweitcnteil 1 and da ^ subsequent converter part can slide. The outer surface of the sealing element 5 tapers upwards in the direction of the primary connections KI / u. The sealing element 5 is surrounded by a conical metallic pressure piece 9 with a circumferential flange 10. The pressure piece 9 can be fastened to a metal jacket 12 of the current converter 2 by means of screws 11. Due to the conical design of the sealing element 5 and the pressure piece 9, a uniform contact pressure P is obtained along the entire clamping length 1 of the pressure piece 9, which corresponds to twice the pitch s. The pressure piece 9 and the pitch part 1 can be assigned a switch position indicator 9a, preferably at 90 ° offset to the terminal designations. The terminal designations K, L can advantageously be arranged on the fixed part of the converter so that the same current direction is given regardless of the switching position of the pitch range part 1. The elastic sealing element 5 is preferably made of silicone rubber, in particular in a cast form. Its dimensions are set so that it completely fills the free space formed by the pitch range part 1 or the current transformer 2 and the pressure piece 9. This avoids gusset formation. The pressure generated by the screws 11 is advantageously of the order of magnitude between 10 and 100 kp / cm ² . The sealing element 5 covers the sealing point 6 on both sides with a sufficient throw 5, the size of which depends in particular on the voltage to be applied and the pressure acting on the sealing element 5.

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45 Die Einzelheiten der im Bereich der Dichtungsstelle 6 an der Stromübergangsstelle vorgesehenen Umschalteinrichtung sind aus den F i g. 2 bis 4 ersichtlich.45 The details of the in the area of the sealing point 6 Switching device provided at the current transfer point are shown in FIGS. 2 to 4 can be seen.

In Fig.2 ist das Schlagwehenteil 1 in Ansicht X gemäß Fig. 1 schematisch dargestellt. Am unteren Ende des Schlagweitenteils 1 sind die für die Primärumschaltung im Verhältnis 1 :2 notwendigen Hochstrom-Steckkontaktstifte 13 in Gestalt von Büschelsteckern, die den notwendigen Kontaktdruck gewänrleisten, angeordnet Eine für die Primärumschaltung notwendige Schaltbrükke 14 verbindet zwei der Steckkontaktstifte leitend miteinander.In FIG. 2, the flare part 1 is shown schematically in view X according to FIG. 1. At the lower end of the pitch section 1, the high-current plug-in contact pins 13 required for the primary switchover in a ratio of 1: 2 are arranged in the form of tufted plugs that guarantee the necessary contact pressure.

Im Wandlerunterteil befinden sich, wie aus den F i g. 3 und 4 hervorgeht, entsprechende Steckkontaklbuchsen 15, an die die beiden Primärwicklungsteile 16, 17 angeschlossen sind. Blindlöcher 18 ermöglichen das Einstecken des Schlagweitenteils 1 in zwei um 180' gegeneinander versetzten Stellungen. F i g. 3 zeigt die Parallelschaltung der beiden Primärwicklungsteile 16, 17, während in Fig. 4 die Serienschaltung dargestellt ist.As shown in FIGS. 3 and FIG. 4 shows corresponding plug-in contact sockets 15 to which the two primary winding parts 16, 17 are connected. Blind holes 18 enable the throwing distance part 1 to be inserted in two by 180 ' staggered positions. F i g. 3 shows the parallel connection of the two primary winding parts 16, 17, while in Fig. 4 the series circuit is shown.

Die besonderen Vorteile des in den F1 g. 1 bis 4 dargestellten Schiagwehenteils eines Stromwandler·) liegen darin, daß das Schlagweitenteil ohne großen Montageaufwand abnehmbar ist. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn es sich um Stromwandler für hohe Spannungen handelt, weil in diesem Fall chis Schlagweitenteil im Vergleich zu den aktiven Teilen des Wandlers verhältnismäßig groß ist. Die Anordnung der Umschalteinrichtung für die Primärumschaltung des Stromwandlers im Bereich der Stromübergangssielle bringt den Vorteil mit skh. daß bei einer Primärumschaltung die Wicklungsenden der Primärwicklung nicht sämtlich bis zur Ebene der Primäranschlüsse K. L hochgeführt werden müssen. Es genügt vielmehr, diese bis in die Höhe der Stromübergangsstelle und der dort vorhandenen Unischalteinrichtung zu führen. Die Umschaltung selbst erfolgt durch einfaches Drehen des Schlagweitenteils um 180° und Einstecken in den Stromwandler-Untertcil. Fehlschaltungen sind ausgeschlossen, weil die .Steckkontaktbuchsen und Blindlöcher so angeordnet sind, daß das Schlagweitenteil nur in den beiden vorgesehenen Schaltstellungen eingesteckt werden kann.The special advantages of the F1 g. 1 to 4 of a current transformer) are that the throwing distance part can be removed without great assembly effort. This is particularly important when it comes to current transformers for high voltages, because in this case the pitch range part is relatively large compared to the active parts of the converter. The arrangement of the switching device for the primary switching of the current transformer in the area of the current transfer line has the advantage with skh. that in the case of a primary switchover, the winding ends of the primary winding do not all have to be brought up to the level of the primary connections K.L. Rather, it is sufficient to lead this up to the level of the current transfer point and the switching device present there. The switchover itself takes place by simply turning the pitch range part by 180 ° and inserting it into the current transformer sub-part. Incorrect switching is ruled out because the plug-in contact sockets and blind holes are arranged in such a way that the pitch section can only be inserted in the two switching positions provided.

Die erfindungsgemäße Ausbildung des Schlagweitenteils kann auch bei Spannungswandlern, Transformatoren od. dgl. Verwendung finden. Es ist auch möglich, die Stromübergangsstelle und damit die vorstehend beschriebene Umschalteinrichtung in das obere Ende des Schlagweilenteils zu verlegen. Diese Ausführungsform ist dann von Vorteil, wenn die Abnehmbarkeit des Schlagweitenteils nicht erforderlich ist.The inventive design of the pitch part can also be used in voltage converters, transformers or the like. Use. It is also possible to use the current transfer point and thus the one described above To move switching device in the upper end of the breaker part. This embodiment is advantageous when the distance part does not need to be removed.

F i g. 5 zeigt die Ausbildung eines hochspannungsfesten, lösbaren Kabelabzweigs. Der durchgehende Leiter ist mit 19 und der Abzweigleiter mit 20 bezeichnet. Beide Leiter sind von einer Isolierschicht 21. vorzugsweise aus Kunststoff, und gegebenenfalls einem zeichnerisch nicht dargestellten Metallmantel umgeben. Die Trenn- bzw. Dichtungsstelle ist mit 22 bezeichnet. Ein konisches, elastisches Dichtungselement 23 überbrückt die Trennstelle 22 mit ausreichender Schlagweite s. Form und Material des Dichtungselements 23 können die gleichen sein wie in Fig. 1 beschrieben. Dies gilt auch für das metallische Druckstück 24, das mittels Schrauben 25 an dem Kabelabzweig befestigt ist.. Bezüglich des auf das Dichtungselement 23 ausgeübten spezifischen Drucks und der Bemessung der Schlagweite s gelten die Ausführungen zum Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 sinngemäß.F i g. 5 shows the construction of a high-voltage-resistant, detachable cable branch. The continuous conductor is designated with 19 and the branch conductor with 20. Both conductors are surrounded by an insulating layer 21, preferably made of plastic, and optionally a metal jacket (not shown in the drawing). The separation or sealing point is denoted by 22. A conical, elastic sealing element 23 bridges the separating point 22 with a sufficient throw, see the shape and material of the sealing element 23 can be the same as described in FIG. This also applies to the metallic pressure piece 24, which is fastened to the cable junction by means of screws 25. With regard to the specific pressure exerted on the sealing element 23 and the dimensioning of the throw distance s , the explanations relating to the exemplary embodiment according to FIG. 1 analogously.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Detachable, high-voltage-resistant sealing point for conductor arrangements, such as high-voltage leads, cable branches or the like, with a pressurized elastic, secured against flowing away on all sides, plugged over the insulation of the conductor arrangement, formed as an axial direction sealing element, characterized in that the sealing element (5 , 23) is conical and can be attached to the sealing point (6, 22) of the conductor arrangement by means of a conical, metallic pressure piece (9, 24) comprising the sealing element (5, 23) in such a way that the sealing element (5, 23) meets the directional point ( 6, 22) bridged with a sufficiently dimensioned striking distance (s).

2. Sealing point according to claim 1, characterized in that the sealing element (5) on the Dichtungssielie (6) is arranged between a transducer and its Schlagwciienteil (1) (Fig.l).

3. Dichtungsstclle according to claim 2, daduich characterized in that the Siromübergangssielle lying in the area of the sealing sielie (6) as a plug-in connection is designed, the switching of the primary winding (3) of the Transducer enables (Fig. 1).

4. Dichuingsstelle according to claim 3, characterized in that the stroke width part (1) of the Transducer at the current transition point Sleckerkontakistifie (13) which in corresponding plug contact sockets (15) in the transducer part in such a way can be plugged in so that the primary switchover takes place by rotating the breaker part (I) by 180 ' (fig. I to 4).

5. Sealing point according to claim 1, characterized in that the sealing element (23) on the Dichliingssiellc (22) of a Kabelab / weiges is disordered (Fig. 5).

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