DE2161427B2 - Stromwandler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stromwandler mit einein bo unteren ölbehälter, in welchem mindestens ein sekundärseitiges Glied des Stromwandlers vorgesehen ist, einem auf dem unteren ölbehälter aufgerichteten Porzellanrohr, einem an einem oberen Ende des Porzellanrohres befestigten oberen Ölbehälter mit mindestens ti5 zwei Primäranschlüssen, einer in den unteren ölbehälter, das Porzellanrohr und den oberen ölbehälter gefiilkrn isolierenden Flüssigkeit und mindestens einem mit einer Hauptisolation vorgegebener Form versehenen Primärleiter, der sich von dem einen der Primäranschlüsse im oberen Ölbehälter durch das Innere des Porzellanrohres zum unteren ölbehälter erstreckt, der mindestens einmal mit dem sekundärseitigen Glied des Stromwandlers verkettet ist und der zu dem anderen der PrirnäranschUisse im oberen Ölbehälter zurückgeführt ist.

Derartige Stromwandler sind bereits bekannt (vgl. Bulletin des Schweizerischen Elektrotechnischen Vereins, 1957, Nr. 26, S. 1154, Fig. 2).

Mit der gegenwärtigen Entwicklung der Stromüberiragungstechnik sind auch die Anforderungen an die Stromwandler gestiegen. So gibt es bereits Stromverteilungsnetze mit Spannungen von 500 kV und Strömen von über 1000 A. Die als Schutzeinrichtungen in derartigen Stromverteilungsnetzen für unter anderem Transformatoren verwendeten Stromwandler sind ziemlich groß und schwer.

Im allgemeinen ist die durch den elektrischen Widerstand des Primärleiters erzeugte Wärme bei einem in einer Hochspannungs- und Starkstromschaltung betriebenen Stromwandler beträchtlich. Demgemäß ist bei einem aufrecht stehenden Stromwandler, bei dem der Primärleiler vom Primäranschluß des oberen Ölbehälters durch ein Porzellanrohr in den unteren ölbehälter geführt ist, dieser verkettet mit der Sekundärseite des Stromwandlers, die im unteren ölbehälter angeordnet ist und aus einem Eisenkern und der Sekundärwicklung besteht, und in den oberen Teil zurückgeführt, wobei das Porzellanrohr 8 m oder langer ist, um den Isolationsabstand zu gewährleisten, und wobei daher die Länge des Primärleiters entsprechend vergrößert ist Daher ist die während der Leitung erzeugte Wärme durch den elektrischen Widerstand eines derartigen Primärleiters beträchtlich vergrößert. Darüber hinaus ist d»r größere Teil der Oberfläche des Primärleiters mit einem der Schaltungsspannung entsprechenden Hauptisolation versehen, so daß die Wärmeabstrahlung nur gering ist. Die Kühlung ist daher schwierig, und der Hauptisoljtor leidet unter der thermischen Zerstörung. Aus diesem Grund wird allgemein eine isolierende Flüssigkeit, wie Mineralöl, verwendet, und der über 10 m große Stromwandler weist offensichtliche Nachteile auf.

Um diese Nachteile bei einem aufrecht stehenden Stromwandler auszuschließen, wurde bereits schon der umgekehrte Typ eines derartigen Stromwandlers genannt, der so konstruiert ist, daß der obere ölbehälter auf dem oberen Ende des Porzellanrohrs vorgesehen ist, das auf dem unteren ölbehälter aufgerichtet ist, wobei die Sekundärseite des Stromwandlers, die aus dem Eisenkern und der Sekundärwicklung besteht, so ausgebildet ist, daß die Sekundärdrähte innerhalb des Porzellanrohres nach unten leiten, und der weiterhin so konstruiert ist, daß der Primärleiter, der den oberen Ölbehälter durchdringt, mit der Sekundärseite des Stromwandlers verkettet ist.

Da der Primärleiter beim umgekehrten Stromwandlertyp kurz ist, ist die durch den elektrischen Widerstand während der Leitung erzeugte Wärme viel kleiner als beim aufrecht stehenden Typ. Die Kühlung kann leicht durchgeführt werden, und isolierendes Material, wie Papier, wird nicht thermisch zerstört. Da aber die Sekundärseite des Stromwandlers, die ein schwerer Gegenstand ist, auf dem oberen Teil des langen Porzellanrohres vorgesehen ist, das bei der 500-kV-Klasse 8 m weit reicht, bricht das Porzellanrohr leicht bei

einem Erdbeben usw. Die mechanische Stabilität muß daher beträchtlich verstärkt werden, und der Durchmesser des Porzellanrohres sollte groß gemacht werten. Dies führt wiederum bei der Herstellung zu Schwierigkeiten und vergleichsweise hohen Kosten. <; tine andere Maßnahme besteht darin, den oberen Ölbehälter mit ein^.r Halterung zu versehen, die aus isolierenden Stützpfosten besteht, um die Widerstandsfähigkeit des langen Porzellanrohres gegen ein Erdbeben zu erhöhen. Dies macht einen solchen Stromwandler nicht ■ur vom wirtschaftlichen Gesichtspunkt aus nachteilhaft sondCi-n auch die lnstailationsfläche des Stromwandlers ist groß.

Deshalb wird der aufrecht stehende Stromwandiertvp vorgezogen, bei dem die Installationsfläche im Ver-•leich zum umgekehrten Typ viel kleiner ist und der wirtschaftlicher hergestellt werden kann. Es ist wünschenswert, daß der aufrecht stehende Typ so verbes-_Itl-t wird, daß er eine gute Kühlung des Primärleiters and eine leichte Herstellung erlaubt. Es wurden schon viele Maßnahmen angeregt, um die Kühlung bei einem aufrecht stehenden Stromwandler zu verbessern.

Wenn beispielsweise beim aufrecht stehenden Stromwandlertyp ein hohler Leiter für den Primärleiter verwendet wird, dann ist ein Isolierrohr für eine durch ein Kühlmittel gekühlte Flüssigkeit am unteren Teil des Stromwandlers oder an einem anderen Platz vorgesehen und zum Primärleiter hin geöffnet, und eine isolierende Kühlflüssigkeit wird umgewälzt. Bei einer anderen Ausführungsform ist ein isolierendes Rohr in den hohlen Primärleiter eingeführt, um die isolierende Flüssigkeit im unteren Teil im Stromwandler umzuwälzen. Dabei wird die Differenz in der Dichte der isolierenden Flüssigkeit ausgenutzt. Bei einer wieder anderen Ausführungsform besteht ein Teil des Primärleiters des Stromwandlers aus einem Doppelrohr, um dieses jeweils mit plattenförmigen Leitern zu verbinden, die mit den Primäranschlüssen und der Sekundärseite des Stromwandlers verkettet sind, wobei die inneren und die äußeren Rohre über Poren miteinander in Verbindung stehen, und die isolierende Flüssigkeit wird durch die thermische Wirkung des Doppelrohres umgewälzt. Obwohl die obenerwähnten Stromwandler alle vom aufrecht stehenden Typ sind, so sollten sie doch in speziellen Formen ausgebildet sein, welche für den Hochspannungs- und Starkstromgebrauch nicht geeignet sind, um den Primärleiter zu kühlen. Die Herstellung dieser Formen ist nicht leicht, und es sind besondere Hilfsmittel und Verfahren erforderlich.

Wie oben beschrieben wurde, sind bei Stromwandlern, insbesondere beim aufrecht stehenden Typ für Starkstrom und Hochspannung, der Primärleiter und die Sekundärseite des Stromwandlers, deren elektrisches Potential nahe bei der Masse liegt, durch eine Hauptisolation isoliert, die aus mehreren Schichten, wie Papier usw., besteht. Hierbei besteht die Gefahr, daß die Hauptisolation und andere isolierende Materialien thermisch zerstört werden durch die vom Primärleiter erzeugte Wärme. Um diese Gefahr auszuschließen und um die Betriebssicherheit aufrechtzuerhalten, wird eine unkomplizierte und einfache Kühlung des Primärleiters angestrebt. '

Es ist ferner ein Wicklungsaufbau für Stromwandler bekanntgeworden (vgl. DT-PS 1 222 582), der für eine hohe dynamische Beanspruchung geeignet sein soll und (\s für Stromwandler mit ölkühlung vorgesehen ist, bei denen der oder die Leiter der Primärwicklung den Kern U-förmig, haarnadelförmig, schleifenförmig oder in ähnlicher Weise umschlingen und mit einer festen Isolierung umgeben oder mit G'eßharz umgössen sind Dabei ist vorgesehen, daß der oder die Primärleiter radial um ein der Primärwicklungstührung angepaßtes, vom Öl durchflossenes Kupferrohr angeordnet sind, sowie der oder die Primärleiter an den einen Rohrschenkei eine höhere Verlustwärme als an den anderen Rohrschenke! abgeben, indem die höhere Verlustwärme einerseits durch Aufbringen einer größeren Leiterlänge der Primärwicklung (auf dem Schenkel des U-förmigen Rohres mit der größeren Verlustwärme ist der Leiter verdrillt, während er auf dem anderen Schenke! mit der geringeren Verlustwärme parallel zum Rohr angeordnet ist) oder andererseits durch Vergrößerung der Wirbelst! omverluste im Bereich des einen Rohrschenkels erreicht wird, wozu ein Schenkel des äußeren Rohres oder ein Teil dieses Schenkels aus Weicheisen besteht oder der Querschnitt der Schenke! dieses Rohres unterschiedlich gewählt ist.

Derartige bekannte Maßnahmen versagen jedoch, wenn sie bei bereits bekannien Stromwandlern (vgl. DL-PS 55 727) mit einem U-förmig ausgebildeten Primärwickel, wobei ein Rohr zur Wärmeabfuhr durch den Primärwickel selbst gebildet wird, angewendet werden sollen, außerdem ist keine ausreichende Wärmeabfuhr bei großen Belastungen gewährleistet. Bei derartigen Stromwandlern sind aufwendigerweise die beiden öffnungen der freien Enden des U-förmigen Rohres außerhalb des mit Isolieröl gefüllten Raums des Stromwandlers durch Radiatoren verbunden, die von der Aus- zur Einströmöffnung des Rohres geneigt nach unten angeordnet sind, wobei zusätzlich die Kühloberfläche der Radiatoren auf der tiefer liegenden Seite größer als auf der höher liegenden Seite gewählt ist.

Demgegenüber ist also Aufgabe der Erfindung, den Stromwandler der eingangs genannten Art mit einem hohlen Primärleiter zu versehen, um eine ausreichende Festigkeit zu erzielen, und gleichzeitig eine gesicherte Wärmeabfuhr auch bei größten Belastungen zu erreichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens zwei hohle Leitereinheiten die beiden Schenkel des von Isolierflüssigkeit durchflossenen U- oder ösenförmigen Primärleiters bilden, die zur Erzeugung wesentlich verschiedener Verlustwärmemengen je Schenkel für den Zwangsumlauf der Isolierkühlflüssigkeit mit unterschiedlichem Leiterquerschnitt oder unterschiedlichen Materialeigenschaften ausgeführt sind.

Erfindungsgemäß ist also ein guter Wärmekontakt zwischen dem Kühlmittel und dem Primärleiter seibsi gewährleistet, da das Kühlmittel unmittelbar durch der Primärleiter strömt; gleichzeitig wird durch die erfin dungsgemäße Ausbildung des Primärleiters — auf der einzelnen Hohlleiterabschnitten wird pro Längenein heit eine unterschiedliche Verlustwärmemenge erzeug — ein Zwangsumlauf der isolierten Flüssigkeit gesi chert. Schließlich zeichnet sich die Verwendung de hohlen Primärleiters durch erhöhte mechanische Fe stigkeit aus, ohne daß wie bei bekannten Stromwand lern (vgl. DT-AS 1 222 582) das gesondert zum Primär leiter vorgesehene, öldurchflossene Kupferrohr noc mit einer festen Isolierung umgeben oder mit Gießhar umgössen werden muß.

Für die Einfachheit des erfindungsgemäßen Strorr wandlers spricht auch, daß er grundsätzlich ohne g< sonderte Radiatoren auskommt, wie sie bei dem ober erwähnten bekannten Stromwandler (vgl. DL-P

55 727) nötig sind.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Stromwandler,

F i g. 2 eine Vorderansicht eines im erfindungsgemäßen Stromwandler benutzten hohlen Primärleitcrs, wobei gezeigt ist, daß der hohle Primärleiter aus mindestens zwei hohlen Leitereinheiten besteht, die sich in der pro Längeneinheit erzeugten Wärmeeinheil unterscheiden,

F i g. 3, 4 und 5 Querschnitte von jeweils verschiedenen, hohlen Primärleitern der F i g. 2 entsprechend der Linie A-A, wobei F i g. 3 einen hohlen Primärleiter darstellt, der rechts und links aus zwei verschieden dicken ' Leitern besteht, wobei F i g. 4 einen hohlen Doppelprimärleiter, der jeweils rechts und links aus zwei hohlen Loitereinheiten besteht, und wobei F i g. 5 einen hohlen Primärleiter darstellt, bei dem die rechte und die linke hohle Leitereinheit gleich dick und aus verschiedenen Materialien sind,

F i g. 6 und 7 Längsschnitte von zwei anderen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Stromwandlers.

F i g. 8 und 9 zeigen jeweils, teilweise längsgeschnitten, Vorderansichten der unteren Teile des erfindungsgemäßen Stromwandlers in Einzelheiten,

F i g. 10 eine Vorderansicht eines ösenförmigen Primärleiters, der im erfindungsgemäßen Stromwandler verwendet werden kann, und

F i g. 11 und 12 Querschnitte von jeweils verschiedenen ösenförmigen Primärleiiem der Fig. 10 entsprechend der Linie B-B, wobei Fig. 11 einen ösenförmigen Primärleiter darstellt, dessen kreisförmiger Teil im Schnitt aus zwei Einheiten besteht, wobei F i g. 12 einen solchen aus vier Einheiten zeigt.

F i g. 1 zeigt den erfindungsgemäßen aufrecht stehenden Stromwandler. Ein derartiger Stromwandlertyp ist wie unten beschrieben ausgebildet.

Im unteren Ölbehälter 2 ist die Sekundärseite 6 des Stromwandlers vorgesehen, die aus einem Eisenkern 7 und aus einer Sekundärwicklung 8 besteht und die mit Zuleitungsdrähten mit einem nicht dargestellten und beim unteren Ölbehälter 2 angebrachten Anschlußkasten verbunden ist. Ein Porzellanrohr 3 steht auf dem unteren Ölbehälter 2. Weiterhin ist ein oberer Ölbehälter 4, der mit mindestens zwei Primäranschlüssen 11 ausgestattet ist, auf dem oberen Ende des Porzellanrohres 3 vorgesehen. Das Innere des unteren Ölbehälters 2, das Porzellanrohr 3 und der obere Öltank 4 sind mit einer isolierenden Flüssigkeit 10, wie beispielsweise Mineralöl gefüllt, wobei ein kleines Volumen 16 frei gelassen wird.

Ein haamadelförmiger Primärleiter 5. der mit den je weiligen Primäranschlüssen 11 des oberen Ölbehälters durch Verbindungsstücke 12 verbunden ist, ist erfindungsgemäß hohl ausgebildet und wird weiter unten genauer beschrieben.

Der hohle Primärleiter 5, der mit dem einen der Pnmäranschlüsse 11 verbunden ist. ist durch das Innere des Porzellanrohres 3 zum unteren Ölbehälter 2 geführt. Er ist mindestens einmal mit der Sekundärseite des Stromwandlers verkettet, da dieser im unteren Ölbehälter 2 vorgesehen ist, so daß er mit dieser induktiv gekoppelt ist. Er ist zum anderen Primäranschluß 11 zurückgeführt. Da der Primärleiter 5 unter Hochspannung steht, ist er mit einer Hauptisolation 9 aus isolierendem Papier oder aus mehreren leitenden Schichten zur Isolation an seinem unteren Teil versehen, wo er mit der Sekundärseite 6 nahe beim Erdpotential verkettet ist. Die Hauptisolation 9 ist schon bekannt und wird deshalb nicht genauer beschrieben.

Die im unteren Ölbehälter 2 vorgesehene Sekundärseite 6 des Stromwandlers und der mit dieser verkettete Primärleiter 5, der mit der Hauptisolation versehen ist. sind mechanisch durch Stützisolatoren 14, 15, beispielsweise aus Holz, unterstützt. Wie aus der Fig. 12

\o klar hervorgehl, besteht der hohle Primärleiter 5 aus mindestens zwei hohlen Lcitercinheiten 5/4 und 5ß. die sich wesentlich in der pro Längeneinheit erzeugten Wärmemenge unterscheiden, was auf dem unterschiedlichen elektrischen Widerstand beruht. Durch den Unis terschied in der erzeugten Wärme zwischen den beiden Leitereinheiten wird die isolierende: Flüssigkeit 10 umgewälzt. Es sind daher Einrichtungen vorgesehen, daß beispielsweise die von der Längeneinheit einer hohlen Leitereinheil erzeugte Wärmemenge größer ist als die von der Längeneinheit der anderen Leitereinheit. Der unterteilende Bereich SCoder 5C zwischen den jeweiligen hohlen Leitereinheiten 5A und 5ß, die den hohlen Primärleiter 5 bilden, wird geeigneterweise so bestimmt, daß er innerhalb oder außerhalb der Hauptiso-

zs lation 9 liegt, wobei verschiedene Gesichtspunkte wie die Isolierung der Hauptisolation 9 und die im Primärleiter 5 auftretenden Temperaturdifferenzen zu beachten sind.

Die mindestens zwei hohlen Leitercinheiten 5A und 5ß. die den hohlen Primärleiter 5 bilden, weisen die Einrichtungen auf. damit die von eier Längeneinheit erzeugten Wärniemengen im wesentlichen verschieden sind. Beispielsweise können verschiedene Ausbildungen oder Dimensionierungen im Querschnitt oder verschiedene Materialien für die hohlen Leitereinheiten verwendet werden. Genauer ausgedrückt haben die jeweiligen Leitereir'-.?iten 5/4 und 5ß. wie in der F i g. 3 dargestellt, nahezu gleiche Außendurchmesser und verschiedene Dicken η und n. Wenn beispielsweise fi > r:

ist. dann ist die Stromdichte in der linken hohlen Leitereinheit 5-4 niedrig und die in der rechten hohlen Leitereinheit wird hoch, da der Leitungsstrom im hohlen Primärleiter 5 in den jeweiligen Teien der gleiche ist. Als Ergebnis ist die pro Längeneinheit erzeugte Wärme in der hohlen Leitereinheit 5ß höher als in der hohlen Leitereinheit 5,4.

Bei einem Versuch zeigte es sich, daß Temperaturdifferenzen von 2 bis 3°C mit einem hohlen Primärleiter 5 erzeugt wurden, bei dem die Außendurchmesser der aus Kupfer bestehenden hohlen Leitereinheiten 5A und 5ß ungefähr 12,7 cm die Dicke ft ungefähr 1.27 cm die Dicke D ungefähr 0.85 cm betrugen, und wobei die hohlen Leitereinheiten beim niederen unterteilender Bereich 5Cdurch Schweißen zusammengefügt wurden.

Der in der F i g. 4 dargestellte Querschnitt des höh len Primärleiters wird für Stromwandler mit höherei Leitungsströmen als der hohle Primärleiter der Fig.. verwendet. In diesem Fall sind jeweils zwei hohl Leitereinheiten 5/4 und 5ß vorgesehen, wobei die Dik ken der rechten und linken Leiter, wie oben beschrie ben, verschieden sind, und jedes Paar der Leitereinhe ten durch eine Kupferplatte 5D od. dgl. auf demselbe Potential gehalten wird. Diese Konstruktion kann fi einen Stromwandler des doppelten Verhältnisses durc

eine einfache Änderung abgewandelt werden. Wer der hohle Primärleiter 5 aus Leitereinheiten 5/4 und 5 besteht, die den gleichen Außendurchmesser haben ur aus verschiedenen Metallen bestehen, wie beispielswe

se aus Kupfer und einer Kupferlegierung, dann können die Dicken der Leitereinheiten, wie in der F i g. 4 dargestellt, gleich sein. Die Leitereinheiten werden durch Schweißen oder andere Verbindungsmaßnahmen zusammengefügt. Die von den hohlen Leitereinheiten 5A und 5ß auf der Längeneinheit erzeugten Wärmemengen können auch durch einen unterschiedlichen elektrischen Widerstand der verwendeten Materialien verschieden gemacht werden.

Der für den erfindungsgemäßen Stromwandler 1 vorgesehene hohle Primärleiter 5 kann auch so ausgebildet sein, daß ein einziges Kupferrohr vorgesehen ist, das gedehnt oder gestaucht wurde, wodurch die Dimensionierung oder Ausbildung des Querschnittes verändert wurde. Dieses Rohr ist dadurch an dem in einer geeigneten Lage sich befindlichen Bereich 5Cin die jeweiligen hohlen Leitereinheiten 5A und 5ß geteilt. Im anderen Fall werden mindestens zwei hohle Leitereinheiten 5A und 5ß, die zuerst aus denselben oder aus verschiedenen Materialien gebildet wurden, am geeigneten unterteilenden Bereich 5C, beispielsweise in der Nähe des unteren und mit der Sekundärseite 6 des Stromwandlers verketteten Teils oder an dem im wesentlichen rechtwinkligen Teil des Primärleiters, durch geeignete Verbindungsmaßnahmen, wie durch Schweißen oder Hartlöten, zusammengefügt, so daß ein einziger Körper entsteht. Zwischen diesen beiden Maßnahmen besteht für die Erfindung kein Unterschied.

Da bei dem erfindungsgemäßen Stromwandler 1 der hohle Primärleiter 5 wie oben beschrieben ausgebildet ist oder geeignet zusammengesetzt wurde, tritt in den pro Längeneinheit der rechten und linken Leitereinheiten 5.4 und 5Ö erzeugten Wärmemengen beträchtlicher Unterschied auf. Die beispielsweise in der einen hohlen Leitereinheit 5A erzeugte Wärmemenge während der Leitung ist offensichtlich größer als die in der anderen hohlen Leitereinheit erzeugte Wärmemenge, so daß die isolierende Flüssigkeit 10, beispielsweise Mineralöl, die sich in den hohlen Teilen befindet, umgewälzt wird und sich in der einen hohlen Leitereinheit aufwärts und in der anderen abwärts bewegt, was in der F i g. 1 durch Pfeile angedeutet wurde, und was auf dem Dichtenunterschied während der Erwärmung beruht. Dadurch wird die vom Primärleiter 5 erzeugte Wärme abgeführt. Wenn auch der Stromwandler 1 nicht ganz speziell ausgebildet ist, so liegt doch der Temperaturanstieg des Primärleiters 5 innerhalb einer geeigneten Grenze, und die Zerstörung der Hauptisolation 9 wird verhindert. Dadurch wird nicht nur der auf der thermischen Zerstörung beruhende dielektrische Durchschlag verstärkt verhindert, sondern auch die Herstellung des Stromwandlers 1 sehr vereinfacht.

Der größere Teil der vom Primärleiter 5 erzeugten Wärmemenge wird vom oberen ölbehälter 4 in die Atmosphäre abgestrahlt und dadurch ein Temperaturanstieg verhindert. Die Kühlwirkung kann deshalb noch dadurch verstärkt werden, daß im oberen ölbehälter Kühlmittel, wie beispielsweise Strahlungsrippen 13 geeigneter Form vorgesehen werden. Zusätzlich kann, um eine isoherende Flüssigkeit von vergleichsweise niederer Temperatur im Primärleiter 5 umzuwälzen und um dadurch verstärkt die Kühlung zu bewirken, eine geeignete Führungseinrichtung, wie beispielsweise die Führungsplatte 17. für die isolierende Flüssigkeit 10 vorgesehen werden, die vom Primärleiter 5 oder vom oberen ölbehälter 4 getragen wird. Auch können öffnungen oder Schlitze in den oberen Enden der hohlen Leitereinheit 54 vorgesehen werden.

Um die Kühlung des hohlen Primärleiters 5 durch eine gut wirksame Umwälzung der isolierenden Flüssigkeit 10 zu vervollständigen, wird es angestrebt, daß die pro Längeneinheit der einen Leitereinheit, beispielsweise 5ß, erzeugte Wärmemenge mindestens 15% größer ist als die der anderen Leitereinheit, um dadurch die Umwälzung der isolierenden Flüssigkeit 10 in den Leitereinheiten zu verstärken. Wenn selbst der Unterschied in den erzeugten Wärmemengen größer

ίο ist als erforderlich, dann wird die Umwälzung der isolierenden Flüssigkeit nicht sehr verstärkt, aber der Gesamtverlust des Stromwandlers 1 angehoben. Deshalb muß die erzeugte Wärmemenge im Hinblick auf die Kühlwirkung und den Gesamtverlust ausgewählt werden.

Um die Umwälzung der isolierenden Flüssigkeit anzuheben, um dadurch die Kühlung des Primärleiters 5 zu verbessern, ist, wie in der F i g. 6 dargestellt, am oberen Ende der einen Leitereinheit 58. in der pro Längeneinheit eine größere Wärmemenge erzeugt wird, ein hohles Ausdehnungsrohr 50 vorgesehen. Dadurch wird zwischen den jeweiligen Leitereinheiten ein geeigneter Höhenunterschied bewirkt, wodurch die Umwälzung der isolierenden Flüssigkeit, die im hohlen Primärleiter 5 strömt, durch den sogenannten Kamineffekt und damit die Kühlwirkung verbessert wird. Gemäß einem weiteren Merkmal ist zusätzlich zur erwähnten Führungseinrichtung 17 in der Nähe des oberen Endes der Leitereinheit 5Λ, bei der die pro Längeneinheit erzeugte Wärmemenge kleiner ist, eine Kühlrippe od. dgl. vorgesehen. Dadurch wird die Wärmestrahlung verstärkt, so daß die Dichte der isolierenden Flüssigkeit in der Leitereinheit 5Λ von der in der anderen Leitereinheit 5ß stark verschieden ist, wodurch die Abwärtsbewegung der isolierenden Flüssigkeit in der ersten Leitereinheit verstärkt wird. Dadurch wird zusammen mit der oben beschriebenen Anordnung die Kühlwirkung verstärkt. Eine noch andere Ausbildungsform ist in der F i g. 7 dargestellt. Für die isolierende Flüssigkeit 10 wird eine Flüssigkeit mit niederem Siedepunkt, wie Frigon, verwendet, während das hohle Ausdehnungsrohr 50 der F i g. 6 über dem Flüssigkeitsspiegel liegt. Dadurch wird die Verdampfung und Verflüssigung der isolierenden Flüssigkeit 10 wiederholt. Diese Ausbildungsform verbessert die Kühlwirkung.

Während bei den Stromwandlern 1 der F i g. 6 und 7 das hohle Ausdehnungsrohr 50 an der einen hohlen Leitereinheit 5ßdes hohlen Primärleiters 5 vorgesehen ist. bei der die pro Längeneinheit erzeugte Wärmemenge größer ist, und wodurch ein Höhenunterschied zwischen den beiden hohlen Leitereinheiten erzeugt wird, kann auch die Leitereinheit 5ßmit einem Verbindungsstück 12' (gestrichelt dargestellt) versehen sein. Daran kann auch das Ausdehnungsrohr 50 befestigt sein, das getrennt aus einem geeigneten, thermisch isolierenden Material besteht.

Wenn mehrere Sekundärglieder 6 des Stromwandlers mit mindestens einem hohlen Primärleiter 5 verkettet sind, um die Eigenschaften des Stromwandlers zu verbessern, dann können sie beispielsweise so wie in den F i g. 8 und 9 dargestellt angeordnet sein. Dadurch wird die Herstellung erleichtert, während die Menge an isolierender Flüssigkeit verringert wird.

Im einzelnen ist zusammen ein erster ölbehälter 20 vorgesehen, in dem der untere ölbehälter 2 so ausgebildet ist. daß in waagerechter Richtung mindestens zwei Sekundärglieder 6 des Stromwandlers angeordnet sind, und ein zweiter ölbehälter 21. der von einer HaI-

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ίο

terung 22 getragen wird, und der zusammen mit dem mit den Sekundärgliedern verketteten Primärleitcr 5 montiert wird. In diesem Fall können auch die Sekundärglieder 6 des Stromwandlers im zweiten Ölbehälter 21 vorgesehen sein.

Der im unteren Ölbehälter 2 geführte Primärleiter 5 wird von einem Isolator 23, wie einer Preßplatte, getragen, die im zweiten Ölbehälter 21 vorgesehen ist. Auf der anderen Seite werden die waagerecht im ersten Ölbehälter 20 angeordneten Sekundärglieder 6 des Stromwandlers durch einen am ringförmigen Teil des Primärleiters 5 vorgesehenen Isolator 24 und einen am Verbindungsteil der jeweiligen Ölbehälter angeordneten Isolator 25 gestützt.

Für den erfindungsgemäßen Stromwandler 1 kann auch der in der Fig. 10 dargestellte ösenförmige Primärleiter 30 verwendet werden.

Der ösenförmige Primärleiter 30 besteht aus zwei halbkreisförmigen Ausdehnungsteilen 31Λ und 31B, die jeweils mit den Primäranschlüssen verbunden sind, und einem hohlen Zwischenglied 32, das mit der Sekundärseite des Stromwandlers mindestens einmal verkettet und induktiv gekoppelt ist. und wird beispielsweise durch Schweißen zusammengesetzt. Eine vorgegebene Hauptisolation 9 wird verwendet. Die rechten und linken Ausdehnungsteile 31Λ und 31B, die einen Teil des Primärleiters 30 bilden, sind durch ein Isolierstück 34 isoliert, wodurch die pro Längeneinheit erzeugten Wärmemengen erfindungsgemäß wesentlich verschieden sind.

Wie in den F i g. 10 und 11 dargestellt, ist ein plattenförmiger Leiter 33 nur mit einem halbkreisförmigen Ausdehnungsteil 31B durch Schweißen od. dgl. verbun den. Dadurch wird die Stromdichte des Ausdehnungs teils 31B niedriger als die des anderen Teils 31/4, wes halb im ersteren die während der Leitung erzeugte Wärme pro Längeneinheit geringer ist. Die isolierende Flüssigkeit vird vom Ausdehnungsteil 31B durch das Zwischenglied 32 zum Ausdehnungsteil 31Λ umgewälzt. Dadurch wird die Kühlung bewerkstelligt.
Wenn der ösenförmige oben beschriebene Primärlei-

ίο ier 30 zweimal mit der Sekundärseite des Stromwandlers verkettet ist (beispielsweise in einem doppelter Verhältnis), um die elektrischen Eigenschaften zu verstärken, dann ist der Primärleiter mit Ausdehnungstei len 31Λ 31/1' und 31B, 31B' ausgestattet, die, wie ir der F i g. 12 dargestellt, jeweils auf der rechten und linken Seite in zwei Teile geteilt sind, wobei das Isolierstück 34 dazwischenliegt und wobei das verkettete (nicht dargestellte) Teil mit dem dazwischenliegenden Isolierstück in zwei Teile geteilt ist.

Bei einem ösenförmigen Primärleiter im Stromwandler ist der Schnitt des herausragenden Teils kreisförmig, und daher kann im selben Porzellanrohr ein größerer verwendet werden. Deshalb wächst die Stromkapazität, und die Herstellung einer Konstruktion mit zweifachem Verhältnis ist wesentlich erleichtert. Die Kühlung kann durch die Umwälzung der isolierenden Flüssigkeit bewerkstelligt werden. Es ist selbstverständlich, daß der Unterschied in der von den rechten und linken Leitereinheiten 31Λ und 31B erzeugten Wärme durch verschiedene Dicken usw., wie oben beschrieben, bewirkt wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

2i 61 Palentansprüche:

1. Stromwandler mit einem unteren Ölbehälter, in welchem mindestens ein sekundärseitiges Glied des Stromwandlers vorgesehen ist, einem auf dem unteren ölbehälter aufgerichteten Porzellanrohr, einem an einem oberen Ende des Porzellanrohres befestigten oberen ölbehälter mit mindestens zwei Pri-Biäranschlüssen, einer in den unteren ölbehälter, das Porzellanrohr und den oberen ölbehälter gefüllten isolierenden Flüssigkeit und mindestens einem mit einer Hauptisolation vorgegebener Form versehenen Primärleiter, der sich von dem einen der Primäranschlüsse im oberen ölbehälter durch das Innere des Porzellanrohres zum unteren Ölbehälter erstreckt, der mindestens einmal mit dem sekundärseitigen Glied des Stromwandlers verkettet ist und der zu dem anderen der Primäranschlüsse im oberen ölbehälter zurückgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei hohle Leitereinheiten (5Λ, 5ß; 31Λ, 31 B) die beiden Schenkel des von Isolierflüssigkeit (10) durchflossenen U- oder ösenförmigen Primärleiters (5) bilden, die zur Erzeugung wesentlich verschiedener Verlustwärmemengen je Schenkel für den Zwangsumlauf der lsolierkühlflüssigkeii mit unterschiedlichem Leiterquerschnitt oder unterschiedlichen Materialeigenschaften ausgeführt sind.

2. Stromwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hohlen Leitereinheiten (5Λ, 5B) verschiedene Wandstärke aufweisen.

3. Stromwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hohlen Leitereinheiten (5A 5B) aus Metall mit unterschiedlichem spezifischen Widerstand bestehen.

4. Stromwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hohlen Leitereinheiten (5A 5B) eine unterschiedliche Form haben.

5. Stromwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei ösenförmiger Ausbildung der. Primärleiters (5) mit den Primäranschlüssen jeweils verbundene Verlängerungsteile (31Λ, 31ß) durch die beiden hohlen Leitereinheiten gebildet sind.

6. Stromwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die größere Verlustwärmemenge erzeugende Schenkel (5B) an seinem oberen Ende mit einem Verlängerungsrohr (50) versehen ist.

7. Stromwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück (5C) der beiden hohlen Leitereinheiten (5A₄^ 5B) außerhalb oder innerhalb der Hauptisolation (9) liegt.