DE2115113B2 - Induktiver spannungswandler - Google Patents

Description

weise Druckluft oder ein elcktroncgatives Gas. vorzugsweise Schwefelhexafluorid, verwendet werden. Bei dem crfindiingsgcmäßcn Spannungswandler ergibt sich dann zwischen den einzelnen Teilspuien eine Reihenschaltung von verschiedenen Isolationsmcdien, und /war von Isoliergas oder Isolierflüssigkeit und von festem Isolierstoff, der beispielsweise Gießharz sein kann. Dadurch wird auch der Anteil an festem Isoliermaterial im Vergleich zu bekannten Wandlerausführungcn vermindert, wodurch das Gewicht des Meßwandlers insgesamt und damit auch die Herstellungskosten niedriger werden.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil eines als Spannungswandler ausgebildeten Meßwandlers gemäß der Erfindung mit in Teilspuien aufgeteilter Primärwicklung ist in der Kombination des festen Isoliermaterials als Barriere für elektrische Entladungen mit einem gasförmigen Isoliermitlcl zu sehen, vorrjgsweise einem efcktroncgativcn Gas mit einer hohen Elektronen-Affinität und mit einer hohen Glimmbeständigkeit. Dadurch wird die hohe Stoßdurchschlagfestigkeit fester Isoliermatcrialien mit der hohen Glimmbeständigkeit von Gasen kombiniert. Ferner wird bei dem erfindungsgemäßen Spannungswandler durch Verwendung eines elektroncgativen Gases als gasförmiges Isoliermittel eine Erhöhung der elektrischen Sicherheit erreicht.

Auch bei der Herstellung der einzelnen Teilspuien im Hinblick auf die Fertigung der Barrieren bietet der erfindungsgemäße Mcßwandler insofern einen wcsentlichcn Vorteil, als sich im Falle der Verwendung von Gießharz zur Herstellung von die Barrieren bildenden Umhüllungen der Teilspuien die bei einem großen Isolierkörper auftretenden Probleme, wie Exothermic und Schrumpfung, nicht bemerkbar machen.

Bei dem erfindungsgemäßen Spannungswandler können die Barrieren aus dem festen Isoliermaterial in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. Vorteilhaft ist es, wenn die Barrieren von Umhüllungen der Teilspuien gebildet sind, wobei die Umhüllungen entweder gegossscn oder gewickelt sein können.

Es · besteht jedoch bei dem erfindungsgemäßen Wandler auch die Möglichkeit, die Barrieren aus schottartig angeordneten Isolierstoffplatten aufzubauen.

Als vorteilhaft erscheint es ferner, wenn bei dem als Spannungswandler ausgebildeten Wandler gemäß der Erfindung die die Barrieren bildenden Umhüllungen der Teilspuien mit Belägen aus leitendem oder halblcitcndem Material versehen sind. Diese Beläge können entweder mit jeweils einem Ende der Teilspule galvanisch verbunden sein oder rein kapazitiv angekoppelt sein. Durch diese Beläge ergibt sich insbesondere bei rasch veränderlichen Vorgängen, also insbesondere bei Stoßspannung, eine Verbesserung der Polentialstcucrung. Das Gcsamt-Potcntial teilt sich rasch der Spule mil, und die Sloßspannungsvertcilung im Innern der Tcilspule wird günstiger. Zur Potentialsteucrung sind die Umhüllungen der Tcilspuicn im Bereich der herausgeführten Enden beispielsweise pilzartig aufgeweitet.

Es ist ferner vorteilhaft, wenn die hochspannungsseitipc Anschlußlciuing in Reihe geschalteter Teilspuien und/oder die Vcrbindungslcitung zwischen den Tcilspu· lon jeweils ein Rohr zur Zuleitung des gasförmigen oder flüssigen Isolicrmiltcls in die Lagenisolation der Teilspuien aufweisen. Dadurch werden die Ränder der Teilspuien von dem gasförmigen oder flüssigen Isoliermittcl umspült, was sich günstig auf die Erhöhung der Teilentladungsspannung auswirkt.

Die Teilspuien können bei dem erfindungsgemäßen Wandler als Spannungswandler unterschiedlich ausgeführt sein; sie können sowohl Scheiben- und Lagenspuien als auch Rönrenspulen sein.

Im Hinblick darauf, daß bei dem erfindungsgemäßen Spannungswandler infolge der Aufteilung der Primärwicklung in einzelne Teilspuien ein gemeinsamer Isolierkörper nicht vorhanden ist und damit auch nicht mehr die Möglichkeit besteht, auf den Isolierkörper einen leitenden Belag aufzubringen, müssen für andere Potential führende Teile Abschirmmaßnahmen vorgesehen werden. Diese Maßnahmen können beispielsweise darin bestehen, daß auf den Eisenkern des Spannungswandlers auf seinen den Teilspuien benachbarten Teilen abschirmende, abgerundete Rohre aufgebracht werden.

Zur Erläuterung der Erfindung isi in der Figur teilweise im Schnitt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Wandlers in einer Ausführung als Spannungswandler mit seinen wesentlichen Teilen dargestellt.

Der in der Figur dargestellte Spannungswandler besteht beispielsweise aus einer Gießharz-Durchführung t als selbständiges Bauteil und aus einem in einem Topfgehäuse 2 untergebrachten a'*ivcn .^c^..tem 3 als weiterem selbständigem Bauteil. In der Gießharz-Durchführung 1, die an ihrem oberen Ende mit einer Kappe 4 versehen sein kann, ist ein elektrischer Leiter 5 als Zuleitung zur Primärwicklung 6 des aktiven Systems .1 eingebettet; außerdem befinden sich in der Gießharz-Durchführung 1 leitende Einlagen 7, 8 und 9, die eine kapazitive Steuerung bewirken. Die Gießharz-Duichführung 1 ist an ihrem unteren Ende mit einem umlaufenden Flansch 10 versehen, der zur Befestigung der Gießharz-Durchführung I auf dem Topfgehäuse 2 dient. Im Topfgehäuse 2 läuft die Gießharz-Durchführung 1 kegelspitzförmig aus. Aus der Kegelspitze der Gießharz-Durchführung 1 tritt im Topfgehäuse 2 der elektrische Leiter 5 wieder aus.

Mittels einer Verbindungsleitung 11 ist der elektrische Leiter 5 der Gießharz-Durchführung 1 mit der Primärwicklung 6 verbunden, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in Teilspuien 12, 13 und 14 sowie 15,16 und 17 unterteilt ist; die Teilspuien 12 bis 14 sind auf einem Schenkel 18 eines Eisenkernes 19 und die Teilspuien !5 bis 17 auf einem weiteren Schenkel 20 des Eisenkernes 19 untergebracht. Die Teilspuien 12 bis 14 sowie 15 bis 17 sind in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene hintereinander um den Eisenkern 19 herum angeordnet; die einzelnen Teilspulen weisen einen unterschiedlich großen Durchmesser auf. Die Sekundärwicklung des dargestellten Spannungswandlers ist der besseren Übersichtlichkeit halber in der Figur nicht gezeigt.

Die einzelnen Teilspuien 12 bis 17 der Primärwicklung 6 können zumindest teilweise mit einem leitenden oder halbleitenden Belag versehen sein, um die kapazitive Steuerung ?m verbessern, Dies ist insbesondere beim Einziehen von Wanderwellen von Bedeutung, die im allgemeinen bei Stoßspannungen auftreten. Außerdem wirkt sich das Vorsehen von Belägen.auch günstig auf den äußeren Feldvcrlauf aus, wodurch sich bei vorteilhafter Formgebung geringere Isolicrbesliindc zu benachbarten Bauteilen, wie beispielsweise zum Eisenkern 19 oder zum umschließen Jen Topfgchäiise 2, ergeben. Der Eisenkern 19 kann auf halbem Potential liegen. In dem Topfgehäuse 2 kann sich als Isoliermittel

Isolieröl oder ein Isoliergas, beispielsweise Schwefelhexafluorid, befinden.

Mil der Erfindung ist ein induktiver Spannungswandler geschaffen, der aus einzelnen selbständigen Baueinheiten zusammengesetzt ist, wodurch bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Mcßwandlers eine Parallclfcrtigung der einzelnen selbständigen Bauteile ermöglicht wird, was sich vorteilhaft auf die Fertigungszeiten und auf die Herstellungskosten auswirkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Induktiver Spannungswandler in Topfbauweise für Hochspannung mit in einem mit einem flüssigen oder gasformigen Isoliermittel gefüllten Gehäuse untergebrachtem aktivem System und mit einer eine elektrische Leitung enthaltenden Hochspannungs-Durchführung, wobei die Durchführung als selbständiges Bauteil mit dem Gehäuse verbunden ist und innerhalb des Gehäuses die elektrische Leitung an das als weiteres selbständiges Bauteil ausgebildete aktive System angeschlossen ist, d a durch gekennzeichnet, daß die Durchführung eine Feststoff-Durchführung mit eingebetteter elektrischer Leitung ist, daß die Primärwicklung des Spannungswandlers im mehrere in Reihe geschaltete Teilspulen aufgeteilt ist und daß jede Teilspule für sich mittels einer Barriere aus festem Isoliermaterial und mittels des gasförmigen oder flüssigen Isoliermitlcls isoliert ist.

2. Spannungswandler nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoff-Durchführung eine kapazitive Steuerung bewirkende elektrisch leitende Einlagen enthält.

Die Erfindung bezieht sich auf einen induktiven Spannungswandler in Topfbauweise für Hochspannung mit in einem mit einem llüssigen oder gasförmigen Isoliermittel gefüllten Gehäuse untergebrachtem aktivem System und mit einer eine elektrische Leitung enthaltenden Hochspannungs-Durchführung, wobei die Durchführung als selbständiges Bauteil mit dem Gehäuse verbunden ist und innerhalb des Gehäuses die elektrische Leitung an das als weiteres selbständiges Bauteil ausgebildete aktive System angeschlossen ist.

Bei einem bekannten Spannungswandler dieser Art (CH-PS 1 61 604i ist die Durchführung aus mehreren, offenbar aus Papier hergestellten Isolationszylindern aufgebaut und mit öl gefüllt. Dies hat den Nachteil verhältnismäßig langer Trockenzeiten bei der Herstellung der Durchführung und führt zu einer Erhöhung der Herstellungskosten. Außerdem ist die Durchführung des bekannten Wandlers nicht für sich prüfbar. Schließlich besteht die Primärwicklung des bekannten Wandlers aus einer einzigen Wicklung, was die Prüfung erschwert und im Fehlerfalle den Austausch der gesamten Wicklung erfordert.

Ferner ist ein Mcßwandler bekannt (CH-PS 2 79 344), bei dem die Durchführung zusammen mit dem das aktive System emhaltendcn Isolierkörper einen zusammenhängenden, einteiligen Feststoff-Körper bildet. Bei einem Fehler im Bereich der Durchführung oder des aktiven Systems muß daher der gesamte Wandler ausgesondert werden, was schon bei der Fertigung zu einer Steigerung des Aufwandes führt. Da auch bei diesem Wandler wie bei dem oben behandelten bekannten Spannungswandler die Primärwicklung aus einer einzigen Wicklung besieht, treten hier dieselben Nachteile und Schwierigkeiten auf.

DcT Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen induktiven Spannungswandler vorzuschlagen, der sich mit verhältnismäßig kurzen Durchlaufzeiten und daher mit relativ geringem Aufwand herstellen läßt und der hinsichtlich Fehlcrfindung und -behebung günstig

gestaltet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem induktiven Spannungswandler der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß die Durchführung eine Feststoff-Durchführung mit eingebetteter elektrischer Leitung und ferner ist die Primärwicklung des Spannungswandlers in mehrere in Reihe geschaltete Teilspulen aufgeteilt; jede Teilspule ist für sich mittels einer Barriere aus festem Isoliermaterial und mittels des gasförmigen oder flüssigen Isoliermittels isoliert.

Diese Ausbildung eines induktiven Spannungswandler bringt den Vorteil mit sich, daß die Fertigung im Vergleich zu bekannten Wandlerausführungen erheblich rationeller durchgeführt werden kann.' da durch die Zerlegung des erfindungsgemäßen Wandlers in mehrere selbständige Bauteile die Herstellung dieser Bauteile für sich und daher gleichzeitig vorgenommen werden kann, was zu kurzen Durchlaufzeilcn in der Fertigung führt; dadurch erniedrigen sich die Fertigungskosten.

und bei Prüfausfällen ist eine raschere Fehlerfindung und -behebung möglich, als dies bei Meßwandlern der bisher üblichen Bauweise der Fall ist. Außerdem ist der erfindungsgemäße Wandler auch insofern vorteilhaft, als auf eine Öl-Papier-Isolierung verzichtet ist, wodurch

»5 die langen Trockenzeiten entfallen.

Bei einer Ausführung des erfindungsgemäßen Wandlers als Spannungswandler in Topfbauweise ist die einen eingebetteten elektrischen Leiter aufweisende Feststoff-Durchführung auf das Topfgehäuse aufgesetzt und läuft im Innern des Topfgehäuses kegelspitzförmig aus; der aus der Kegclspitze austretende elektrische Leiter ist mit der Primärwicklung verbunden.

Die Feststoff-Durchführung des erfindungsgemäßen Wandlers enthält vorteilhafterweise eine kapazitive Steuerung bewirkende metallische Einlagen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung erscheint es vorteilhaft, wenn die Primärwicklung des als Spannungswandler ausgebildeten induktiven Wandlers in mehrere in Reihe geschaltete Teilspulen aufgeteilt ist, und wenn jede Teilspule für sich mittels einer Barriere aus festem Isoliermaterial und mittels des gasförmigen oder flüssigen Isoliei mittels isoliert ist. Eine solche Ausführung des erfindungsgemäßen Meßwandlers bietet den Vorteil, daß eine Massenfertigung der Primärwicklungsteile ermöglicht wird, mit dem weiteren Vorteil, daß sich die Einzelspulen getrennt vorprüfen und hinsichtlich ihrer Qualität beurteilen lassen. ⁿei ungenügender Qualität braucht dann nui eine Teilspule verworfen zu werden und nicht etwa die gesamte Hochspannungswicklung. Es vereinfacht sich ferner die Teilentladungsmessung und die Beurteilung der Ergebnisse. Durch eine in Tcilspulen aufgeteilte Primärwicklung wird die Fertigung des erfindungsgemäßen Wandlers also noch weiter rationalisiert, da die Montage des erfindungsgemäßen Meßwandlers nicht mehr von der Funktionstüchtigkeit dtr Primärwicklung in ihrer Gesamtheit abhängig ist, sondern an sich nur noch von der Verfügbarkeit einer ausreichenden Zahl von Teilspulen abhängig ist, wobei jede Teilspule für sich erheblich koto stengünstlger hergestellt werden kann als die gdsamie Primärwicklung, so daß jederzeit eine ausreichende Anzahl von Teilspulen in Reserve gehalten werden kann.
Ein weiterer Vorteil einer in Tcilspulen aufgeteilten

Primärwicklung ist dann zu sehen, daß jede Tcilspule für sich durch eine Barriere aus dem festen Isoliermaterial und durch das gasförmige oder flüssige Isoliermittel isoliert ist. Als gasförmiges Isoliermittel kann beispicls-