DE2327629A1 - FEED-THROUGH INSULATOR FOR HIGH VOLTAGE DEVICES AND METHODS FOR ITS MANUFACTURING - Google Patents

FEED-THROUGH INSULATOR FOR HIGH VOLTAGE DEVICES AND METHODS FOR ITS MANUFACTURING

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DE2327629A1
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capacitor
insulator
bushing insulator
insulation body
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Peter Massek
Guenther Matthaeus
Peter Dr Penczynski
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Siemens AG
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B17/00Insulators or insulating bodies characterised by their form
    • H01B17/26Lead-in insulators; Lead-through insulators
    • H01B17/28Capacitor type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/34Electrical apparatus, e.g. sparking plugs or parts thereof
    • B29L2031/3412Insulators

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Description

Durchführungsisolator für Hochspa~nnungseinrichtungen und Verfahren zu seiner HerstellungBushing insulator for high voltage facilities and its method of manufacture

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Durchführungsisolators für Hochspannungseinrichtungen mit einem Isolationskörper, der mit Kondensatoreinlagen versehen ist, deren ein Ende zumindest in einem flüssigen Medium angeordnet ist und eine Potentialübergangszone bildet.The invention relates to a method of manufacture a bushing insulator for high-voltage equipment with an insulation body with capacitor inserts is provided, one end of which is at least in a liquid Medium is arranged and forms a potential transition zone.

Elektrische Einrichtungen mit hohen Betriebsspannungen von beispielsweise 200 kV sind häufig von flüssigen oder gasförmigen Medien umgeben,- die eine Kühlung der Hochspannung führenden Teile oder eine Verbesserung der Hochspannungsfestigkeit der Einrichtungen bewirken sollen. Das Medium muß dabei von außen der elektrischen Einrichtung, beispielsweise einem Hochspannungskabel oder einem Transformator, zugeführt werden. Es muß somit in einer genügend langen,isolierten Strecke ein Potentialgefälle durchlaufen, bevor es an die Hochspannung führenden Teile gelangen kann. Überschläge in dem Medium lassen sich dann verhindern.Electrical devices with high operating voltages of, for example, 200 kV are often liquid or gaseous Surrounding media - cooling the high-voltage parts or improving the high-voltage resistance of the institutions are supposed to bring about. The medium must come from the outside of the electrical device, for example a high voltage cable or a transformer. It must therefore be isolated in a sufficiently long manner Route through a potential gradient before it can reach the high-voltage parts. Rollover in the medium can then be prevented.

Pur ölgekühlte Stromzuführungen sind deshalb entsprechende hohlzylindrische Hochspannungsdurchführungen mit Isolationskörpern entwickelt worden, die einen Spannungsabbau in dem Öl bewirken, ohne daß Durchschläge oder Sprühentladungen in dem Medium auftreten können. Ein aus der deutschen Patentschrift 853 027 bekannter Durchführungsisolator hat in seinem Innern einen zylindrischen Bolzen. Dieser rohrförmig ausgebildete Bolzen besteht aus einem elektrisch gut leitenden Material, beispielsweise Kupfer, und stellt den Höchspannungszuleiter dar. Ferner dient er als mechanischer Trägerkörper für den an seiner Außenwand konzentrisch ange-Pure oil-cooled power supplies are therefore appropriate Hollow cylindrical high-voltage bushings with insulation bodies have been developed to reduce stress in the Effect oil without breakdowns or spray discharges can occur in the medium. A bushing insulator known from German patent specification 853 027 has in inside a cylindrical bolt. This tubular bolt consists of a material with good electrical conductivity, for example copper, and represents the high-voltage lead It also serves as a mechanical support body for the concentrically attached to its outer wall.

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brachten Hochspannungsisolationskörper. Dieser Isolationskörper, der beispielsweise ein Hartpapierwickel sein kann, ist mit konzentrisch, angeordneten, steuernden Folieneinlagen, sogenannten Kondensatoreinlagen, versehen. Der zylindrische Wickel ist am unteren Teil des Isolationskörpers im Ölteil konisch so ausgedreht, daß die Kanten der Folieneinlagen auf einer Kegelmantelfläche, also unter Öl liegen. Die Kondensatoreinlagen bewirken so an der Mantelfläche der konischen Ausdrehung einen kontinuierlichen Spannungsübergang in dem Öl vom Erdpotential eines Flansches am Außenmantel des Isolationskörpers zu dem metallischen Bolzen auf Hochspannung.brought high-voltage insulation bodies. This insulation body, which can for example be a hard paper roll, is provided with concentrically arranged, controlling foil inserts, so-called capacitor inserts. The cylindrical one The winding is turned out conically on the lower part of the insulation body in the oil part so that the edges of the foil inlays open a conical surface, so lie under oil. The capacitor inserts thus effect the conical on the outer surface Turning out a continuous tension transition in the Oil from the earth potential of a flange on the outer jacket of the insulation body to the metallic bolt on high voltage.

Auch bei Hochspannungsdurchführungen in kryogenen Medien wie Stickstoff, Wasserstoff sowie in Helium treten Potentialgefälle von beispielsweise 40 kV und mehr auf. Zum Spannungsauf- bzw. -abbau 'bietet sich hierfür die von Öldurchführungen bekannte Maßnahme an, mittels Kondensatoreinlagen eine Potentialübergangszone an einem Durchführungsisolator in dem kryogenen Medium zu schaffen, zumal die Durchschlagsfestigkeiten für beispielsweise flüssiges Helium und Öl annähernd gleich sind.Potential gradients also occur in high-voltage bushings in cryogenic media such as nitrogen, hydrogen and helium of, for example, 40 kV and more. To build up or reduce tension, there is the option of oil feedthroughs known measure, by means of capacitor inserts a potential transition zone on a bushing insulator in the cryogenic medium, especially the dielectric strengths for liquid helium and oil, for example are approximately the same.

Durchführungsisolatoren sind beispielsweise für supraleitende Kabel, Spulen oder Maschinen erforderlich, bei deren Betrieb die Supraleiter auf einer Temperatur unterhalb der Sprung-. temperatur des supraleitenden Materials gehalten werden müssen. Das Kühlmittel in diesen elektrischen Einrichtungen muß sich dabei in engem Kontakt mit den stromführenden Leitern befinden, die unter Hochspannung stehen. Es muß hierzu an einer Stelle,. beispielsweise an einem Kabelendverschluß, vom Erdpotential der Kühleinrichtungen, beispielsweise einer Heliumverflüssigungsanlage, auf die Hochspannung des stromführenden Leiters ,gebracht werden.Bushing insulators are required, for example, for superconducting cables, coils or machines during their operation the superconductors at a temperature below the jump. temperature of the superconducting material can be maintained have to. The coolant in these electrical devices must be in close contact with the live ones There are ladders that are under high voltage. It must do this at one point. for example on a cable termination, from the earth potential of the cooling equipment, for example a helium liquefaction plant, to the high voltage of the live conductor.

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Es wurde jedoch erkannt, daß der bekannte Durchführungsisolator mit Epoxidharzisolationskörper für diesen Zweck nicht verwendet werden kann, da aufgrund des starken Temperaturgefälles zwischen Raum- und Supraleitungstemperatur in ihm mechanische Spannungen auftreten können, die zu Rißbildungen in seinem Isolationskörper führen. Diese mechanischen Spannungen treten auf, weil das als Trägerkörpef verwendete Metallinnenrohr, das auch als elektrischer Stromleiter dient, "bei Abkühlung auf beispielsweise 4,2 K eine gegenüber dem Epoxidharz 5 bis 10-fach geringere Kontraktion aufweist und somit zum Reißen des äußeren Epoxidharzkörpers führt.However, it has been recognized that the known bushing insulator with epoxy resin insulation body cannot be used for this purpose because of the strong Temperature gradient between room and superconducting temperature in it mechanical stresses can occur, which too Lead cracks in its insulation body. These mechanical stresses occur because the support body f used metal inner tube, which is also called electrical Conductor is used, "when cooling to 4.2 K, for example 5 to 10 times less than the epoxy resin Has contraction and thus tearing the outer Epoxy resin body leads.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, den bekannten Durchführungsisolator für elektrische Einrichtungen zu verbessern, insbesondere seine Verwendung bei kryogenen Temperaturen zu ermöglichen. Die Erfindung beruht nun auf der Überlegung, daß die wesentlichen G-estaltungsmerkmale des bekannten Durchführungsisolators auch für kryogene Medien geeignet sind, wenn der metallische Trägerkörpex nicht vorhanden ist.The object of the invention is therefore to provide the known bushing insulator for electrical equipment, especially its use at cryogenic temperatures to enable. The invention is based on the consideration that the essential design features of the known Bushing insulator are also suitable for cryogenic media if the metallic support body is not available.

Die genannte Aufgabe wird somit erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Trägerkörper mit einem selbsttragend ausgebildeten Isolationskörper versehen und anschließend wieder entfernt wird. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß mechanische Spannungen in dem Isolationskörper weitgehend vermieden werden können, insbesondere, wenn auch der Ausdehnungskoeffizient der Kondensatoreinlagen mit dem Ausdehnungskoeffizienten des Isolationsmaterials übereinstimmt. Es können somit bei der Abkühlung des Isolationskörpers keine Hohlräume entstehen, und Teilentladungen werden vermieden, die zu einer Zerstörung des G-esamtisolationskörpers führen können. Der Isolator ist deshalb auch für hohe Spannungen geeignet. ■The stated object is thus achieved according to the invention solved that the support body formed with a self-supporting Insulation body is provided and then removed again. The advantages achieved with the invention are in particular that mechanical stresses in the insulation body can largely be avoided, especially if the expansion coefficient of the capacitor inserts corresponds to the expansion coefficient of the Insulation material matches. It can thus with the Cooling of the insulation body no cavities arise, and Partial discharges, which can lead to the destruction of the entire insulation body, are avoided. The isolator is therefore also suitable for high voltages. ■

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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der in Fig. 1 eine Hälfte eines Durchführungsisolators für elektrische Hochspannungseinrichtungen nach der Erfindung im Längsschnitt schematisch veranschaulicht ist. Fig. 2 zeigt als Anwendungsbeispiel einen Endverschluß mit Strom- und Kühlmittelzuführung einer supraleitenden Drehstromphase mit einem Durchführungsisolator nach der Erfindung.To further explain the invention, reference is made to the drawing, in which, in FIG. 1, one half of a bushing insulator for electrical high-voltage devices according to the invention in longitudinal section schematically illustrated is. Fig. 2 shows as an application example an end closure with power and coolant supply of a superconducting Three-phase phase with a bushing insulator according to the invention.

In Fig. 1 ist eine Hälfte eines hohlzylinderförmigen Durchführungsisolators nach der Erfindung dargestellt, der
zumindest mit seinem konisch verlaufenden Ende in einem
kryogenen Medium, "beispielsweise in flüssigem Helium, angeordnet wird. Er enthält als Isolationsmaterial beispielsweise Epc-xidharz oder unter Vakuum mit Epoxidharz getränktes
Spezialpapier und kann für Hochspannungsdurchführungen mit
beispielsweise 200 kV bei 50 Hz vorgesehen sein. In seinem
Isolationskörper £ sind Kondensatoreinlagen 3 Ms 15 konzentrisch zur Achse A des hohlzylindrischen Körpers 2_ angeordnet, wie durch achsenparallele gestrichelte Linien in der Figur angedeutet ist. Die Kondensatoreinlagen und das
Isolationsmaterial des Isolationskörpers 2_ haben vorteilhaft annähernd den gleichen Ausdehnungskoeffizienten. Mechanische Spannungen im Isolationskörper treten dann beim Abkühlen
auf kryogene Temperaturen nicht auf. Die Kondensatoreinlagen sind an ihrem einen Ende vorteilhaft so abgestuft zueinander angeordnet, daß sich ein annähernd lineares Potentialgefälle längs der abgeschrägten Seite 16 des Isolationskörpers 2_ von innen nach außen in dem sie umgebenden kryogenen Medium
ausbilden kann, wenn die innerste Steuereinlage 3 beispielsweise auf Hochspannungspotential gelegt und die äußerste
Steuereinlage 15 mit dem Erdpotential verbunden wird. Hierzu ist die Steuereinlage 15 mit einem elektrischen Anschluß 17 versehen und die Steuereinlage 3 beispielsweise mit einem
metallischen Flanschteil 18 am Ende des Isolationskörpers 2/ verbunden.
In Fig. 1 one half of a hollow cylindrical bushing insulator according to the invention is shown, the
at least with its conical end in one
Cryogenic medium, "for example in liquid helium. It contains epoxy resin, for example, or something impregnated with epoxy resin under vacuum as insulation material
Special paper and can be used for high voltage bushings
for example 200 kV at 50 Hz can be provided. In his
Insulation body £ are capacitor inserts 3 Ms 15 arranged concentrically to the axis A of the hollow cylindrical body 2_, as indicated by dashed lines parallel to the axis in the figure. The capacitor inserts and that
The insulation material of the insulation body 2_ advantageously have approximately the same expansion coefficient. Mechanical stresses then occur in the insulation body when it cools down
does not respond to cryogenic temperatures. The capacitor inserts are advantageously arranged stepped to one another at one end in such a way that there is an approximately linear potential gradient along the beveled side 16 of the insulating body 2_ from the inside to the outside in the cryogenic medium surrounding them
can form when the innermost control insert 3 is placed, for example, on high voltage potential and the outermost
Control insert 15 is connected to the ground potential. For this purpose, the control insert 15 is provided with an electrical connection 17 and the control insert 3, for example, with one
metallic flange part 18 at the end of the insulation body 2 / connected.

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Die annähernd lineare Potentialcharakteristik des Isolators an seiner abgeschrägten Seite 16 läßt sich in bekannter Weise durch eine geeignete Wahl der radialen Abstände zwischen den einzelnen Kondensatoreinlagen 3 bis 15 und ihrer Länge erzielen..In der Figur sind sie deshalb mit unterschiedlichen Längen wiedergegeben.The approximately linear potential characteristic of the insulator on its beveled side 16 can be described in a known manner Way by a suitable choice of the radial distances between the individual capacitor inserts 3 to 15 and achieve their length..In the figure they are therefore with reproduced in different lengths.

Solche Durchführungsisolatoren für Hochspannungseinrichtungen können beispielsweise so hergestellt werden, daß man •eine mechanisch stabile Seele als Trägerkörper, beispielsweise ein Metallrohr, mit dem Isolationsmaterial, beispielsweise mit einzelnen Schichten eines Spezialpapier, konzentrisch ummantelt, zwischen die einzelnen "Papierlagen die Kondensatorfolien nacheinander einbringt, und anschließend den so entstandenen Wickel mit einem Kunststoff, beispielsweise Epoxidharz, unter Vakuum tränkt. Uach Verfestigung des Isolationsmaterials kann dann die Seele, die nur als Trägerkörper für das Isolationsmaterial mit den Kondensatorsteuereinlagen diente, entfernt, beispielsweise ausgebohrt, werden, so daß der Isolator nunmehr nur noch aus dem selbsttragenden, mechanisch stabilen Isolationskörper mit den in ihn eingezogenen Steuereinlagen besteht.Such bushing insulators for high-voltage devices can, for example, be manufactured in such a way that one • a mechanically stable core as a carrier body, for example a metal pipe, with the insulation material, for example with individual layers of a special paper, concentrically encased, between the individual "layers of paper Introduces capacitor foils one after the other, and then soak the resulting winding with a plastic, for example epoxy resin, under vacuum. Uach solidification of the insulation material can then be the core, which is only used as a support body for the insulation material with the capacitor control inserts served, removed, for example drilled out, so that the insulator now only consists of the self-supporting, mechanically stable insulation body with the control inserts drawn into it.

Auch kann der Isolationskörper aus selbstverschweißenden Polyäthylenbändern bestehen, zwischen denen die einzelnen Kondensatoreinlagen angeordnet sind.The insulation body can also consist of self-amalgamating polyethylene tapes, between which the individual Capacitor inserts are arranged.

Selbstverständlich kann auch die Abschrägung der Seite 16 des Isolators auf dessen achszugewandten Seite vorgesehen werden, falls in einer Anordnung mit einem solchen Isolator auf dieser Seite ein Potentialübergang in einem kryogenen Medium erforderlich ist. Pig. 1 entsprechende Isolatoren lassen sich überall dort einsetzen, wo in einem kryogenen · Medium, beispielsweise Helium, ein großes Potentialgefälle überwunden werden muß. Dies trifft beispielsweise für Kühlmitteleinspeisungen für Tiefsttemperaturkabel, insbesondere supraleitende Hochspannungskabel, für supraleitende MagnetenOf course, the bevel of side 16 of the isolator is provided on the side facing the axis if in an arrangement with such an isolator on this side a potential transition in a cryogenic Medium is required. Pig. 1 Corresponding isolators can be used wherever in a cryogenic · Medium, such as helium, a large potential gradient must be overcome. This applies, for example, to coolant feeds for cryogenic cables, in particular superconducting high voltage cables, for superconducting magnets

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- 6 oder auch Maschinen mit supraleitenden Wicklungen zu.- 6 or machines with superconducting windings.

in Fig. 2 ist ein vertikal angeordneter Endverschluß eines vorzugsweise supraleitenden Phasenleiters 21 eines Drehstrom-In Fig. 2 is a vertically arranged end closure of a preferably superconducting phase conductor 21 of a three-phase

■ kabeis mit einem Durchführungsisolator für Hochspannungseinrichtungen gemäß der Erfindung dargestellt. Der Isolator ist mit 20 bezeichnet. Der Endverschluß ist von einem vakuumdichteη Hohlzylinder 22 umgeben. Der Phasenleiter 21 enthält einen hohlzylindrischen Innenleiter 23 auf Hochspannungspotential, der von einem Außenleiter 24 auf Erdpotential konzentrisch umschlossen ist. Die Leiter sind beispielsweise aus einer Vielzahl von supraleitenden Einzeldrähten aufgebaut. Der Innenleiter 23 ist an seinem oberen Ende mit einer scheibenförmigen Kontaktplatte 25.» deren Durchmesser größer als der Durchmesser des Innenleiters ist,· kontaktiert. Am Außenrand dieser Kontaktplatte 25 ist das untere Ende eines rohrförmigen Innennormalleiters 26 elektrisch leitend verbunden. Um diesen Innennormalleiter ist isoliert in einem vorbestimmten Abstand ein dem Innennormalleiter 26 entsprechender Außenleiter 27 konzentrisch■ kabeis with a bushing insulator for high voltage equipment shown according to the invention. The isolator is denoted by 20. The termination is from one vakuumdichtη hollow cylinder 22 surrounded. The phase conductor 21 contains a hollow cylindrical inner conductor 23 at high voltage potential, which is enclosed concentrically by an outer conductor 24 at ground potential. The ladder are for example made up of a large number of superconducting individual wires. The inner conductor 23 is at its upper one End with a disc-shaped contact plate 25. » whose Diameter is greater than the diameter of the inner conductor, · contacted. This is on the outer edge of this contact plate 25 lower end of a tubular inner normal conductor 26 electrically connected. Around this inner normal conductor is insulated at a predetermined distance from the inner normal conductor 26 corresponding outer conductor 27 concentrically

• angeordnet. Das untere Ende des rohrförmigen Außennormalleiters 27 ist an der Innenseite einer konzentrischen, ringförmigen Kontaktplatte 28 elektrisch leitend befestigt. Mit dem Außenrand dieser Kontaktplatte 28 ist daslobere, konzentrisch nach außen erweiterte Ende des Außenleiters 24 elektrisch leitend verbunden. Die Kontaktplatte 28 umschließt die innere Kontaktplattez 25 ringförmig. Über die Kontaktplatten 25, 28 wird demnach den Leitern 23, 24 der über die ETormalleiter 26, 27 zugeführte Strom zugeleitet. Die Teile 23, 25» 26 liegen auf Hochspannungspotential, die sie umgebenden Teile 24, 28, 27 auf Erdpotential. Das von den in einer Ebene angeordneten Kontaktplatten gebildete Kaltende 2_9_ der Stromzuführung stellt den Deckel eines hohlzylindrischen Gefäßes 30. für ein Kühlmedium A dar. Ein rohrförmiger Hohlkörper, der die Außenwandung 31 des Gefäßes 3j0 darstellt, ist nach unten abgestuft sich verengend ausge-• arranged. The lower end of the tubular outer normal conductor 27 is attached to the inside of a concentric, annular contact plate 28 in an electrically conductive manner. With the outer edge of this contact plate 28 is the upper, concentrically outwardly widened end of the outer conductor 24 electrically connected. The contact plate 28 surrounds the inner contact plate 25 in an annular manner. About the Contact plates 25, 28 are accordingly fed to conductors 23, 24 with the current supplied via E normal conductors 26, 27. The parts 23, 25 »26 are at high voltage potential, the parts 24, 28, 27 surrounding them are at ground potential. That from the cold end 2_9_ of the power supply, which is formed in one plane and is arranged in one plane, represents the cover of a hollow cylindrical vessel 30 for a cooling medium A. A tubular one Hollow body, which represents the outer wall 31 of the vessel 3j0, is stepped downwards and narrowing.

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bildet. Zwischen ihm mit dem sich, anschließenden Phasenleiter 21 und dem sie umschließenden vakuumfesten Hohlzylinder 22 ist ein Strahlungsschild 32, der beispielsweise mit Stickstoff gekühlt wird, angedeutet. Die Innenwandung des Gefäßes J30 wird von einem Isolationskörper 33 gebildet, der den Innenleiter 23 konzentrisch umschließt, jedoch das obere Ende des Jnnenleiters 23 freiläßt. Durch den ringförmigen Spalt zwischen der Kontaktplatfe 25 und dem Ende des Isolationskörpers 33 gelangt das Kühlmedium A ins Innere des kühlmitteltransparenten Innenleiters 23. Der Isolationskörper 33 ist mit einem Hochspannungswickel 34 umgeben, der zur Steuerung des Potentialüberganges im Kühlmedium A mit Kondensatoreinlagen entsprechend dem Isolator 20 gemäß der Erfindung versehen werden kann.forms. Between him with the connecting phase conductor 21 and the vacuum-tight hollow cylinder surrounding it 22 is a radiation shield 32, for example is cooled with nitrogen, indicated. The inner wall of the vessel J30 is formed by an insulating body 33, which concentrically surrounds the inner conductor 23, but that The upper end of the inner conductor 23 leaves free. Through the annular gap between the contact plate 25 and the end of the insulation body 33, the cooling medium A reaches the interior of the coolant-transparent inner conductor 23. The insulation body 33 is surrounded by a high-voltage winding 34, the to control the potential transition in the cooling medium A with capacitor inserts corresponding to the insulator 20 according to FIG Invention can be provided.

In dem Gefäß 3(3 ist ein in etwa gleicher Weise gestalteter Behälter 35 für ein weiteres Kühlmedium B angeordnet. Seine Außenwand 36 ist an der äußeren Kontaktplatte 28, seine Innenwand 37 an der inneren Kontaktplatte 25 gasdicht befestigt. Der Behälter 3j5 ist dabei so .in dem Gefäß 30 angeordnet, daß zwischen den Wänden 36 und 31 und den Wänden 37 und 34 bzw. 33 ein genügender Zwischenraum zur Führung des Kühlmediums A ausgebildet ist. In den Behälter " 35_ ragt frei der untere Teil 39 des hohlzylindrischen Isolators 20 gemäß der Erfindung. Dieser Isolator 20 ist im oberen Teil des Endverschlusses zwischen dem inneren und äußeren Normalleiter 26 bzw. 27 und zwischen den beiden Kontaktplatten 25 bzw. 28 so angeordnet, daß im Behälter 35 entstehendes Abgas parallel zu seinen beiden Seiten längs der Normalleiter 26, 27 aufsteigen kann. Der untere im Behälter 35 -befindliche Teil 39 des Isolators 20 besitzt auf seiner Innenseite eine nach innen eingezogene Potentialsteuerung gemäß der Darstellung in Fig. T. Diese Potentialsteuerung weist vorteilhaft eine annähernd lineare Charakteristik auf.In the vessel 3 (3 there is arranged a container 35 of approximately the same design for a further cooling medium B. Its outer wall 36 is fastened in a gas-tight manner to the outer contact plate 28, and its inner wall 37 to the inner contact plate 25. The container 3j5 is like this. arranged in the vessel 30 so that between the walls 36 and 31 and the walls 37 and 34 or 33 there is a sufficient space for guiding the cooling medium A. The lower part 39 of the hollow cylindrical insulator 20 according to FIG Invention. This insulator 20 is arranged in the upper part of the end seal between the inner and outer normal conductors 26 and 27 and between the two contact plates 25 and 28 in such a way that exhaust gas produced in the container 35 is parallel to both of its sides along the normal conductors 26, 27. The lower part 39 of the insulator 20, which is located in the container 35, has on its inside an inwardly drawn potential control according to FIG Representation in Fig. T. This potential control advantageously has an approximately linear characteristic.

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Im Kabelendverschluß erfolgt die Zu- bzw. Abfuhr des Kühlmediums für das gesamte Kabel oder einen Teil des Kabels. Bei einer Verwendung von supraleitenden Leitern 23 und 24 kommt als Kühlmedium praktisch nur Helium in Frage. Im Kabelendverschluß sind zwei getrennte Heliumbäder vorhanden: Siedendes Helium B, das den Behälter _55. ausfüllt, dient zur Aufnahme der Stromzuführungsverluste. Ferner dienen einphasiges Helium A und G in geschlossenen Kreisläufen und unter Druck zur Abführung der Verluste des PhaseninnenleitersThe supply and discharge of the cooling medium for the entire cable or part of the cable takes place in the cable termination. When using superconducting conductors 23 and 24, the only suitable cooling medium is practically only helium. in the Cable termination two separate helium baths are available: Boiling helium B, which the tank _55. fills in, is used for Absorption of power supply losses. Furthermore, single-phase helium A and G are used in closed circuits and under pressure to dissipate the losses of the phase inner conductor

23 bzw. Phasenaußenleiters 24.23 or phase outer conductor 24.

Die Zufuhr des siedenden Heliums B und die Kontrolle des Heliumniveaus können vorteilhaft auf Erdpotential erfolgen. Der Spannungsübergang von Erd- auf Hochspannungspotential im Helium B erfolgt gleichmäßig über eine entsprechend große Strecke mittels des potentialgesteuerten unteren Teils 39 des eingezogenen Isolators 20 gemäß der Erfindung mit seiner vorteilhaften annähernd linearen Potentialcharakteristik. Durch Druckunterschiede im inneren und äußeren G-asraum zu beiden Seiten des Isolators 20 hervorgerufene Schwingungen des Heliums B können vorteilhaft durch einen feinporigen Filter 40 gedämpft werden, der zwischen dem unteren Ende des unteren Teiles 39 des Isolators 20 und dem Boden des Behälters _3J? angeordnet ist.The supply of the boiling helium B and the control of the helium level can advantageously be carried out at ground potential. The voltage transition from earth to high voltage potential in helium B takes place evenly via a corresponding large distance by means of the potential-controlled lower part 39 of the retracted insulator 20 according to the invention its advantageous, approximately linear potential characteristic. Due to pressure differences in the inner and outer gas space Vibrations of the helium B caused on both sides of the insulator 20 can advantageously be carried out by a fine-pored filter 40 are damped between the lower end of the lower part 39 of the insulator 20 and the Bottom of the container _3J? is arranged.

Im Kabelendverschluß sind der Außen- und Innenleiter 23 bzw.The outer and inner conductors 23 or

24 der Phase 21 heliumdurchlässig ausgestaltet, so daß die Heliumzufuhr zu den Kühlkreisläufen auf Erdpotential erfolgen kann. Die Aufteilung des Heliumstromes A, C für die Innen- bzw. Außenkühlung des Phasenleiters 21 erfolgt beispielsweise über ein Dreiwegeventil 41, das sich auf Heliumeingangstemperatur befindet. Das Helium A zur Leiterinnenkühlung wird beim Durchströmen des Raumes zwischen dem Wickel 34 um den Isolationskörper 33 und der Wand 37 auf Hochspannungspotential gebracht, d.h. der Spannungsaufbau24 of phase 21 designed to be helium-permeable, so that the helium supply to the cooling circuits takes place at ground potential can. The distribution of the helium flow A, C for the internal and external cooling of the phase conductor 21 takes place for example via a three-way valve 41 which is at the helium inlet temperature. The helium A for cooling the inside of the conductor is on when flowing through the space between the winding 34 around the insulation body 33 and the wall 37 Brought high voltage potential, i.e. the build-up of voltage

409850/0653 9 409850/0653 9

VPA 73/7565VPA 73/7565

zwischen dem Innen- und Außenleiter im EndVerschluß erfolgt über den Wickel 34, der vorteilhaft mit Kondensatoreinlagen versehen werden kann. TJm die Durchschlagsfestigkeit des/ Kühlmediums A nicht zu verschlechtern, muß dabei die Strömungsgeschwindigkeit verhältnismäßig gering sein. Dies wird durch einen entsprechend großen Abstand zwischen dem Wickel 34 und der Wand 37 erreicht. Die Heliumzuführung zur Kühlung des Außenleiters 24 und der Außenleiter 24 werden durch das Heliumbad A für den Innenleiter 23 geführt.takes place between the inner and outer conductor in the end seal via the winding 34, which can advantageously be provided with capacitor inserts. TJm is the dielectric strength of / Cooling medium A not to deteriorate, it must Flow velocity be relatively low. This is made possible by a correspondingly large distance between the Wrap 34 and the wall 37 reached. The helium supply for cooling the outer conductor 24 and the outer conductor 24 are passed through the helium bath A for the inner conductor 23.

Der Isolator 20·, 39 ist bei dieser Ausbildung eines Endverschlusses frei einschiebbar. Er ist an seinem oberen Ende auf Raumtemperatur gegen das Heliumgas aus dem Behälter 35 abgedichtet und befestigt, so daß es keine Schwierigkeiten .. bei der thermischen Kontraktion seines Tieftemperaturteils 39 gibt.In this embodiment, the insulator 20, 39 is an end closure freely insertable. At its upper end it is at room temperature against the helium gas from the container 35 sealed and fixed so that there is no difficulty .. in the thermal contraction of its low-temperature part 39 there.

9 Patentansprüche
2 Figuren
9 claims
2 figures

409850/0653409850/0653

Claims (9)

7PA 7 3/756!?7PA 7 3/756 !? - 10 -- 10 - PatentansprücheClaims Verfahren zur Herstellung eines Durchführungsisolators "für Hochspannungseinrichtungen mit einem Isolationskörper, der mit Kondensatoreinlagen versehen ist, deren ein Ende zumindest in einem flüssigen Medium angeordnet ist und eine Potentialübergangszone bildet, dadurch gekennzeichnet, da3 ein Trägerkörper mit dem selbsttragend ausgebildeten Isolationskörper (2_) versehen und anschließend wieder entfernt wird.Method of manufacturing a bushing insulator "for high-voltage equipment with an insulation body which is provided with capacitor inserts, one end of which is arranged at least in a liquid medium and forms a potential transition zone, characterized in that da3 a carrier body is provided with the self-supporting insulating body (2_) and then again Will get removed. 2. Verfahren zur Herstellung eines Durchführungsisolators für Hochspannungseinrichtungen mit einem Isolationskörper, der mit Kondensatoreinlägen versehen ist, deren ein Ende zumindest in einem flüssigen Medium angeordnet ist und eine Potentialübergangszone bildet, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trägerkörper, dessen Material etwa den gleichen Ausdehnungskoeffizienten wie das Material des Isolationskörpers (2) besitzt, mit dem Isolationskörper (2_) versehen und anschließend zumindest teilweise wieder entfernt wird.2. A method for producing a bushing insulator for high-voltage devices with an insulation body which is provided with capacitor inserts, one end of which is arranged at least in a liquid medium and forms a potential transition zone, characterized in that a carrier body, the material of which has approximately the same coefficient of expansion as the material of the insulating body (2) , provided with the insulating body (2_) and then at least partially removed again. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, c&durch gekennzeichnet, daß der Isolationskörper (2_) aus einem G-ießharz und/oder einem selbsthärtenden Kunststoff hergestellt wird.3. The method according to claim 1 or 2, c & characterized by that the insulation body (2_) made of a cast resin and / or a self-curing plastic is made. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, laß der Trägerkörper jeweils abwechselnd mit einer Lage aus einem selbstverschweißenden Polyäthylenband und einer Kondensatoreinlage (3 bis 15) versehen wird.4. The method according to claim 2, characterized in that let the carrier body alternately with a layer of a self-amalgamating polyethylene tape and a Capacitor insert (3 to 15) is provided. 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein thermoplastischer Kunststoff verwendet wird.5. The method according to claim 3, characterized in that a thermoplastic is used. 6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper jeweils abwechselnd mit einer Lage aus6. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the carrier body alternately with a layer AO9850/0651AO9850 / 0651 23276232327623 TPA 73/7565TPA 73/7565 - 11 -- 11 - Spezialpapier und einer Kondensatoreinlage (3 "bis 15) versehen wird und daß anschließend der entstandene Wickel unter Vakuum mit einem Gießharz und/oder einem Kunststoff getränkt wird.Special paper and a capacitor insert (3 "to 15) is provided and that then the resulting lap is impregnated under vacuum with a casting resin and / or a plastic. 7. Durchführungsisolator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolationskörper (2) selbsttragend ausgebildet ist und daß sein mit der Potentialübergangszone (16) versehenes Ende in einem kryogenen Medium angeordnet ist. .7. bushing insulator according to one of claims 1 to 6, characterized in that the insulating body (2) is self-supporting is formed and that its end provided with the potential transition zone (16) is in a cryogenic medium is arranged. . 8. Durchführungsisolator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentialübergangszone (16) eine annähernd lineare Potentialcharakteristik aufweist.8. bushing insulator according to claim 7, characterized in that that the potential transition zone (16) a has approximately linear potential characteristics. 9. Durchführungsisolator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausdehnungskoeffizienten des Materials des Isolationskörpers -(2?) und des Materials der Kondensatoreinlagen (3 bis 15) wenigstens annähernd gleich sind.9. Bushing insulator according to one of claims 1 to 8, characterized in that the expansion coefficient the material of the insulation body - (2?) and the material of the capacitor inserts (3 to 15) at least approximately are the same. AO9 850/06 53AO9 850/06 53
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