DE2325447B2

DE2325447B2 - Spannungswandler fuer eine mehrere leiter fuehrende gas- oder fluessigkeitsisolierte hochspannungsschaltanlage

Info

Publication number: DE2325447B2
Application number: DE19732325447
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr.-lng.; Schiemann Heinz; 1000 Berlin Hermstein
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-05-17
Filing date: 1973-05-17
Publication date: 1977-03-31
Also published as: US3942106A; GB1459624A; JPS5018928A; CH570690A5; DE2325447A1; NL7406411A; ATA359174A; AT342709B; JPS563655B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Spannungswandler für eine gas- oder flüssigkeitsisolierte Hochspannungsschaltanlage mit einer Metallkapsel, bei dem der Hochspannungsleiter von einem mindestens auf seiner Innenfläche tötenden Rohr umgeben ist wobei das Rohr mit dem in ihm verlaufenden Leiter einen Oberspannuugskondensator eines kapazitiven Spannungsteilers mit einem an den Oberspannungskondensator angeschlossenen Unterspannungskondensator bildet

Aus der US-PS 37 01 944 ist ein Spannungswandler bekannt mit dem eine Spannungsmessung in einer einphasigen Hochspannungsschaltanlage durchführbar ist Der bekannte Spannungswandler enthält zu diesem Zweck innerhalb der Metallkapsel der Hochspannungsschaltanlage einen zylindrischen Metallschirm, der eine flächenhafte Elektrode bildet; diese stellt im Zusammenwirken mit dem von ihr umgebenen Hochspannungsleiter einen Oberspannungskondensator eines kapazitiven Spannungswandlers dar. Der Unterspannungskondensator mit nachgeordnetem Verstärker ist außerhalb der Metallkapsel untergebracht Der Metallschirm ist mittels einer Durchführung an der Metallkapsel angebracht

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spannungswandler zu schaffen, der in konstruktiv einfacher Weise und daher auch kostengünstig in einer Metallkapsel mit mehreren Hochspannungsleitern angebracht werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Spannungswandler der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß bei einer Spannungsmeßanordnung für mehrere Leiter innerhalb der Metallkapbel jedem Leiter solch ein mindestens auf der Innenfläche leitendes Rohr zugeordnet, und die Rohre sind mittels mindestens einer Tragscheibe miteinander verbunden und isoliert an der Metallkapsel.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Spannungswandlers besteht vor allem darin, daß er konstruktiv einfach ist und daher leicht montiert werden kann. Außerdem weist er einen Aufbau auf, der seine Unterbringung in der Metallkapsel ermöglicht ohne daß diese für den Einbau besonders ausgestaltet oder hergerichtet werden muß.

Es ist eine Mehrphasen-Meßwandleranordnung bekannt (DT-OS 21 16 608), die einen einzigen Gießharzkörper enthält In dem Gießharzkörper sind nicht nur Stromwandler, sondern auch Einrichtungen zur Spannungserfassung eingebettet Bei einem Gießharzkörper mit in jeweils einem Ansatz eingebettetem Primärleiter jeweils eines Stromwandlers können die Einrichtungen zur Spannungserfassung jeweils einen Leitbelag enthalten, der außen auf die Ansätze aufgebracht ist. Die bekannte Anordnung enthält also keine leitenden Rohre und weist auch keine Tragscheiben zur Verbindung von Rohren auf, weil sie einen ihre Bauteile zusammenhaltenden Gießharzkörper enthält

Eine andere bekannte Anordnung zur Messung hoher Spannungen (DT-PS 425 628) enthält zwar bereits «inen Metallzylinder, der mit dem einzigen Hochspannungsleiter einen Kondensator bildet, jedoch ist diese bekannte Anordnung nur einphasig aufgeführt und laßt nicht erkennen, wie im Falle eicer mehrere Leiter führenden Hochspannungsschaltanlage mit einer Metallkapsel mehrere Rohre zur Bildung jeweils eines Oberspannungskondensators angeordnet und gehalten sein können. Im übrigen ist die bekannte Anordnung ganz speziell für die Unterbringung im Bereich einer geteilten Durchführung ausgelegt, wobei durch einen geerdeten äußeren Metallzyiinder die Teile der Durchführung in einer bestimmten Lage zueinander gehalten werdea

Bei dem erfindungsgemäßen Spannungswandler können die Rohre unterschiedlich ausgeführt sein. Als vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Rohre Kunststoffrohre sind, die mindesten» an ihrer dem jeweiligen Leiter zugewendeten Fläche leitende Beläge als Steuerelektroden tragen. Die Verwendung von Kunststoffrohren erleichtert die Herstellung eines kombinierten Strom- und Spannungswandlers.

Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn die Rohre in an sich bekannter Weise (US-PS 37 01 944) Metallrohre sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Spannungswandler können die Rohre durch eine unterschiedliche Anzahl von Tragscheiben in der Metallkapsel gehalten sein. Handelt es sich bei den Rohren um verhältnismäßig kurze Rohre, dann kann es ausreichend sein, etwa in der Mitte der Rohre eine einzige Tragscheibe anzuordnen. An der Tragscheibe können die relativ kurzen Rohre mittels Befestigungsansätzen gehalten sein.

Weisen die Rohre eine verhältnismäßig große Länge auf, dann wird es als vorteilhaft angesehen, wenn jedes Rohr an seinen beiden Enden Befestigungsansätze trägt, und die Befestigungsansätze an beiden Enden der Rohre mit jeweils einer Tragscheibe verbunden sind. Um eine Ausdehnung der Rohre bei Temperaturänderungen in Richtung der Längsachse der Metallkapsel ungehindert zu ermöglichen, ist bei einer Ausführung mit zwei Tragscheiben zweckmäßigerweise nur eine einzige Tragscheibe fest mit der Metallkapsel verbunden; die andere Tragscheibe stützt sich an der Metallkapsel ab und ist dauer in Richtung der Längsachse der Hochspannungsschaltanlage entsprechend den Wärmedehnungen der Rohre verschiebbar. Eine Verwölbung der Rohre bei Temperaturänderungen ist damit ausgeschlossen.

An beiden Enden der Rohre sind bei dem erfindungsgemäßen Spannungswandler vorzugsweise Schutzringelektroden bildende Rohrteile isoliert von den Rohren angebracht Die isolierte Anbringung der Rohrteile an den Rohren kann bei dem Spannungswandler nach der Erfindung unterschiedlich vorgenommen werden. Als vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Rohrteile jeweils Befestigungslappen tragen; zwischen den Befestigungslappen an dem jeweils ein Rohrteil und den Befestigungsansätzen an dem jeweils Lo einen Ende der Rohre ist jeweils eine Tragscheibe aus Isoliermaterial und zwischen den Befestigungslappen an dem jeweils anderen Rohrteil und den Befestigungsansätzen an dem jeweils anderen Ende der Rohre ist eine weitere Tragscheibe aus Isoliermaterial angeordnet. Die Befestigungslappen sind mit den Befestigungsansätzen verspannende Schrauben durch ringförmige Abstandsstücke jeweils gegenüber den Befestigungslappen oder den Befestigungsansätzen isoliert Die Befestigungslappen können dabei zweckmäßigerweise von abgebogenen Rändern der Rohrteile gebildet seia

Als besonders vorteilhaft wird es aus konstruktiven und fertigungstechnischen Gründen angesehen, wenn die Schutzringelektroden bildenden Rohrteile mit den Rohren verklebt sind; dabei tragen die Rohrteüe und die Rohre auf ihren miteinander zu verklebenden Flächen jeweils Schichten aus Isoliermaterial. Diese Schichten können beispielsweise durch eins Pulverbeschichtung oder durch Wirbelsintern aufgebracht sein.

Als Isoliermaterial innerhalb der Rohre kann — wie an sich bekannt (US-PS 37 01 944) — mit Vorteil das Isoliermittel der Hochspannungsschaltanlage verwendet werden, da sich dies günstig im Hinblick auf niedrige Herstellungskosten für den Spannungswandler auswirkt

Ferner ist es als vorteilhaft angesehen, wenn zwischen den Leitern und dem jeweils zugeordneten Rohr eine Isolierscheibe als Zentrier- und Abstandsstück angeordnet ist, die vorzugsweise so ausgebildet ist, daß sich z. B. durch rippenähnliche Ausbildung ihrer Oberfläche ein verlängerter Kxiechweg und eine große Durchschlagsfestigkeit ergibt

Zur Erläuterung der Erfindung ist in F i g. 1 teilweise ein Schnitt, teilweise eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Spannungswandlers gezeigt; die Fig.2 gibt eine Seitenansicht desselben Ausführungsbeispieles wieder, und in F i g. 3 ist ein Ausschnitt aus der F i g. 1 zur Darstellung einer Verbindungsmöglichkeit der Rohre mit den jeweils Schutzringelektroden bildenden Rohrteilen wiedergegeben.

Bei dem in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind in einer Metallkapsel 1 einer Hochspannungsschaltanlage 2 drei Leiter 3, 4 und 5 geführt. Jeder der Leiter 3 bis 5 ist von jeweils einem als Metallrohr ausgebildeten Rohr 6 umgeben. Die Rohre 6 sind an ihrem einen Ende jeweils mit Befestigungsansätzen 7 und an ihrem jeweils anderen Ende mit weiteren Befestigungsansätzen 8 versehen. Außerdem ist an jedem Ende der Rohre 6 jeweils ein Rohrteil 9 bzw. ein weiteres Rohrteil 10 angeklebt; die Rohrteile 9 und 10 sind nach außen hin abgebogen und bilden Schutzringelektroden, da sie — wie insbesondere F i g. 3 erkennen läßt — an ihrer mit dem Rohr 6 verklebten Fläche eine Isolierschicht U tragen und somit gegenüber den Rohren 6 jeweils isoliert angeordnet sind.

Die Befestigungsansätze 7 und 8 der Rohre 6 sind mittels Schrauben 12 bzw. 13 mit Tragscheiben 14 und 15 verbunden. Die Tragscheiben 14 und 15, von denen eine in nicht dargestellter Weise fest mit der Metallkapsel 1 verbunden ist, während die andere als Stützelement sich an der Metallkapsel 1 abstützt, sind aus Isoliermaterial hergestellt, um eine galvanische Verbindung zwischen den Rohren 6 und der geerdeten Metallkapsel 1 zu vermeiden. Um eine Zentrierung der einzelnen Rohre 6 bezüglich des jeweils in ihnen geführten Leiters 3 bis 5 zu ermöglichen, sind die Tragscheiben 14 und 15 mit gegenüber dem Schaft der Schraube 13 größeren Durchmesser versehen. Dadurch ist es möglich, bei der Zentrierung vor dem Anziehen der Schrauben 12 und 13 die einzelnen Rohre 6 in radialer Richtung in die zentrische Lage zu verschieben. Wie insbesondere die F i g. 2 erkennen läßt, ist jedes Rohr 6 mit drei Befestigungsansätzen 7 bzw. 8 versehen, die gleichmäßig über den Umfang des jeweiligen Rohres 6 verteilt angebracht sind.

Das Rohr 6 bildet mit dem jeweils in ihm geführten Leiter 3 bis 5 jeweils einen Oberspannungskondensator jeweils eines kapazitiven Spannungsteilers, dessen Unterspannungskondensator außerhalb der Metallkapsel 1 untergebracht sein kann. An den Unterspannungskondensator ist in der Regel ein Verstärker angeschlossen.

In Abweichung davon ist es aber auch möglich, den Unterspannungskondensator als Rundwickelkondensator auszubilden und ihn in dem Bereich anzuordnen, der von jeweils dem Rohr und den Rohrteilen gebildet ist. Vorteil dieser Lösung ist, daß für die Unterbringung der

Unterspannungskondensatoren kein zusätzlicher Raumbedarf außerhalb der Metallkapsel entsteht. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Unterspannungskondensator den gleichen Temperaturänderungen wie der Oberspannungskondensator ausgesetzt ist, was sich vorteilhaft auf die Konstanz des Teilerverhältnisses des kapazitiven Spannungsteilers auswirkt

Mit der Erfindung ist ein Spannungswandler für eine mehrere Leiter führende, gas- oder flüssigkeitsisolierte Hochspannungsschaltanlage vorgeschlagen, der unter Erzielung günstiger meßtechnischer Eigenschaften konstruktiv vorteilhaft einfach hergestellt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

L Spannungswandler für eine gas- oder flüssigkeitsisolierte Hochspannungsschaltanlage mit einer Metallkapsel, bei dem der Hochspannungsleiter von S einem mindestens auf seiner Innenfläche leitenden Rohr umgeben ist wobei das Rohr nut dem in ihm verlaufenden Leiter einen Oberspannungskondensator eines kapazitiven Spannungsteilers mit einem an den Oberspannungskondensator abgeschlossenen Unterspannungskondensator bildet dadurch gekennzeichnet, daß bei einer SpannungsmeSanordnung für mehrere Leiter (3,4,5) innerhalb der Metallkapsel (1) jedem Leiter (3,4, S) solch ein mindestens auf der Innenfläche leitendes Rohr (6) is zugeordnet ist und die Rohre (6) mittels mindestens einer Tragscheibe (14, 15) miteinander verbunden und isoliert an der Metalikapsel (1) befestigt sind.
2. Spannungswandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Rohre Kunststoff rohre sind, die mindestens an ihrer dem jeweiligen Leiter zugewendeten Räche leitende Beläge tragen.
3. Spannungswandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Rohre (6) Metallrohre sind.
4. Spannungswandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die Tragscheibe (14,15) aus Isolierstoff besteht
5. Spannungswandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rohr (6) an seinen beiden Enden Befestigungsansätze (7, 8) trägt und daß die Befestigungsansätze (7, 8) an beiden Enden der Rohre (6) mit jeweils einer Tragscheibe (14,15) aus Isolierstoff verbunden sind.
6. Spannungswandler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß an beiden Enden der Rohre (6) Schutzringelektroden bildende Rohrteile (9, IG) isoliert angebracht sind.
7. Spannungswandler nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Rohrteile jeweils Befestigungslappen tragen, daß zwischen den Befestigungslappen an dem jeweils einen Rohrteil und den Befestigungsansätzen an dem jeweils einen Ende der Rohre jeweils eine Tragscheibe aus Isoliermaterial und zwischen den Befestigungslappen an dem jeweils anderen Rohrteil und den Befestigungsansätzen an dem jeweils anderen Ende der Rohre eine weitere Tragscheibe aus Isoliermaterial angeordnet ist und daß die Befestigutigslappen mit den Befestigungsansätzen verspannende Schrauben durch ringförmige Abstandsstücke jeweils gegenüber den Befestigungslappen oder den Befestigungsansätzen isoliert sind.
8. Spannungswandler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß die Befestigungslappen der Rohrteile von abgebogenen Rändern der Rohrteile gebildet sind.
9. Spannungswandler nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzringelektroden bildenden Rohrteile (9,10) mit den Rohren (6) verklebt sind.
10. Spannungswandler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß als Isoliermaterial innerhalb der Rohre (6) das Isoliermittel der Hochspannungsschaltanlage (2) dient.
11. Spannungswandler nach einem der Ansprüehe 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet daß zwischen den Leitern und dem jeweils zugeordneten Rohr eine Isolierscheibe als Zentrier- und Abstandsstück angeordnet ist.

IZ Spannungswandler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierscheibe so ausgebildet ist, daß sich durch rippenähnliche Ausbildung ihrer Oberfläche oddgL konstruktive Maßnahmen ein verlängerter Kriechweg und eine große Durchschlagfestigkeit ergibt