DE2356988C3 - Gießharzisolierter Meßwandler, insbesondere Spannungswandler - Google Patents

Description

Induktive Meßwandler für hohe und höchste Spannungen werden in der Regel in der Weise gefertigt, daß die Wicklungsisolation mit der gesteuerten Durchführung in kombinierter Maschinen- und Handarbeit in einem einzigen Stück hergestellt wird, teils durch Bandagierung und teils durch Gießharzverguß.

Um eine rationellere Fertigung zu gewährleisten, ist es bei Hochspannungs-Stromwandlem schon bekanntgeworden, die Isolierkörper für den Kern und die Wicklungen einerseits und für den Durchführungskondensator andererseits getrennt herzustellen und diese Teile erst nachträglich unter Verwendung bekannter f>5 Fugenisolierstoffe miteinander zu kuppeln. Hierbei können für die einzelnen Teilstücke auch unterschiedliche Isolationsarten mit voneinander abweichender spezifischer Spannungsfestigkeit verwendet werden (DE-AS 15 63 272 und 18 03 633).

Um kurze Durchlaufzeiten in der Fertigung zu erzielen und damit die Fertigungskosten herabzusetzen, ist ferner ein induktiver Meßwandler für Hochspannung bekanntgeworden, dessen Aktivteile in einem mit flüssigem oder gasförmigem Isoliermittel gefüllten Gehäuse untergebracht sind. Die Durchführung dieses Meßwandlers ist als Feststoffdurchführung ausgebildet und als selbständiges Bauteil mit dem Gehäuse verbunden. Der Durchführungsleiter ist innerhalb des Gehäuses an das aktive System des Wandlers angeschlossen (DE-OS 21 15 113).

Schließlich ist ein Spannungswandler für eine mittels Isoliergas vollisolierte, metallgekapselte Hochspannungs-Schaltanlage bekanntgeworden, dessen Wicklungen und Kern in einem mit dem Isoliergas gefüllten, an die Metallkapsel der Schaltanlage gasdicht anflanschbaren Druckkessel angeordnet sind. Der die Wicklungen vollständig umfassende Isolierkörper aus Gießharz weist in seinem die Hochspannungszuleitung umgebenden Bereich einen umlaufenden Flansch auf. Mit diesem Flansch ist der Isolierkörper an einer Montageplatte befestigt, die eine Öffnung für den Durchtritt des Schlagweitenteiles und der Hochspannungszuleitung besitzt(DE-AS18 07 997).

Die Erfändung betrifft einen gießharzisolierten Meßwandler, insbesondere Spannungswandler, mit einem für ein flüssiges oder gasförmiges Isoliermittel bemessenen, den Hochspannungsanschluß koaxial umfassenden Schlagweitenteil und mit einem den Schlagweitenteil umgebenden Flanschteil.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen derartigen Meßwandler so auszubilden, daß er nicht nur bestimmungsgemäß an das Gassystem einer metallgekapselten Hochspannungs-Schaltanlage angeschlossen, sondern unter Beibehaltung seines gedrängten Aufbaues, insbesondere seines für ein flüssiges oder gasförmiges Isoliermittel bemessenen äußerst kurzen Schlagweitenteiles, auch für nichtgekapselte Innenraum- oder Freiluftanlagen verwendet werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß für seine Verwendung in nichtgekapselten Innenraum- oder Freiluftanlagen der Schlagweitenteil, der bei Vorhandensein eines die aktiven Wandlerteile aufnehmenden Gehäuses dasselbe abschließt, von einem mit flüssigem oder gasförmigem Isoliermittel gefüllten Zwischenflansch umgeben ist, dessen eines Ende an den Flanschteil des Meßwandlers und dessen anderes Ende an den Anschlußflansch einer als selbständiges Bauteil ausgebildeten Hochspannungsdurchführung anschließbar ist, und daß der Hochspannungsanschluß des Meßwandlers mildem Durchführungsleiter der Hochspannungsdurchführung innerhalb des vom Zwischenflansch umschlossenen Raumes verbindbar ist.

Durch die Verwendungsmöglichkeit der dem gießharzisolierten Meßwandler gemäß der Erfindung zugrunde liegenden Aktivteile sowohl für mittels Isoliergas vollisolierte, metallgekapselte Hochspannungs-Schaltanlage als auch für nichtgekapselte Innenraum- oder Freiluftanlagen ohne konstruktive Veränderungen dieser Aktivteile und gegebenenfalls auch seines Gehäuses kann der Wandler in großen Stückzahlen und somit kostengünstig hergestellt werden. Die für die Innenraum- oder Freiluftverwendung benötigte Durchführung kann als selbständiges Bauteil für sich hergestellt und geprüft oder als handelsübliches

Fertigiabrikat sogar fremdbezogen und mit dem ebenfalls für sich hergestellten und geprüften Wandler zusammengebaut werden. Damit erhält man kurze Durchlaufzeiten in der Fertigung, was weitere Kosteneinsparungen bedingt. Außerdem lassen tich bei der Prüfung gegebenenfalls festgestellte Fehler rascher auffinden und beheben als dies bei Meßwandlern der konventionellen Bauweise der Fall ist. Das Vergußgewicht des Wandlers ist wegen seines gedrängten Aufbaues und des sehr kurzen Schlagweitenteiles vergleichsweise gering. Damit sind auch die bei großen Vergußgewichten zu befürchtenden Schwierigkeiten, wie Lunker- oder Rißbildungen, ausgeräumt

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher eriäutert.

Die Zeichnung zeigt einen in einem gasdichten Gehäuse untergebrachten Spannungswandler gemäß der Erfindung in der Ansicht, teilweise im Schnitt.

Die zeichnerisch nicht dargestellten Hoch- und Niederspannungswicklungen des für eine mittels Isoliergas vollisolierte, metallgekapselte Hochspannungs-Schaltanlage konstruierten Spannungswandlers sind in einem Gießharzkörper 1 mit für die durchzuführenden Prüfungen ausreichender Wandstärke eingebettet. Der Gießharzkörper 1 weist einen zentralen Durchbruch 2 auf, in den ein rahmenförmiger Eisenkern 3 nachträglich eingeschichtet wird. Die Sekundärausleitungen sind zu einem zeichnerisch nicht dargestellten Klemmenkasten geführt. Der Hochspannungsanschluß 4 ist von einem für ein flüssiges oder gasförmiges Isoliermittel bemessenen, ebenfalls aus Gießharz bestehenden Schlagweitenteil 5 umgeben. Um den Kriechweg zu verlängern, weist der Schlagweitenteil 5 koaxiale Rillen oder Rippen 6 auf, deren Ausladung von innen nach außen zunimmt. Der Spannungswandler ist mit einem Flanschteil 7 an dem Deckel 8 eines gas- oder öldichten Gehäuses 9 befestigt. Der Deckel 8 des Gehäuses 9 weist eine öffnung 10 für den öl- bzw. gasdichten Durchtritt des Schlagweitenteiles 5 des Spannungswandler auf. Das Gehäuse ist mit inertem oder elektronegativem Gas, wie Stickstoff oder Schwefelhexafluorid, vorzugsweise mit erhöhtem Druck gefüllt, um den Schichtkern 3 vor Korrosion zu schützen. Auf das Gehäuse 9 ist ein Zwischenflansch 11 aus einer Aluminium-Magnesium-Silizium-Legierung oder einem anderen gas- oder öldichten und antimagnetischen Werkstoff aufgesetzt. Das untere Ende 12 des Zwischenflansches 11 ist mit dem Deckel 8 und dessen oberes Ende 13 is< mit dem Anschlußflansch 14 einer als selbständiges Bauteil gefertigten Freiluftdurchführung 15 gas- bzw. öldicht verbunden. Der von dem Zwischenflansch 11 umschlossene Raum ist mil einem flüssigen Isoliermittel, beispielsweise Isolieröl mit oder ohne Füllstoffe, wie Quarzsand, oder mit einem gasförmigen Isoliermittel, wie Stickstoff oder Schwefelhexafluorid, gefüllt. Die Freiluftdurchführung 15 kann als an sich bekannte Kondensatordurchführung mit Ölimprägnierung ausgebildet sein. Der Raum zwischen dem Kondensatorwickel und dem Porzellanüberwurf kann anstelle mit Öl auch mit einem gasförmigen oder pastenförmigen Isolierstoff ausgefüllt sein. Das mit dem Spannungswandler zu verbindende Ende der Kondensatordurchführung 15 ist konisch ausgebildet und endet in einer Endabschirmung 16 des zeichnerisch nicht dargestellten zentralen Durchführungsleiters bzw. -roh- ft> res. Die Rohrendabschirmung 16 ist mit dem Hochspannungsanschluß 4 des Spannungswandlers über eine flexible Leitung 17 verbunden. Zur Führung der Leitung 17 im Zentrum des Sclilagweitenteiles 5 sind koaxiale Führungshülsen 18 mit der Endabschirmung 16 verbunden.

Falls im Gehäuse 9 und im Zwischenflansch 11 das gleiche Isolier- bzw. Korrosionsschutzmittel, wie Öl oder Schwefelhexafluorid, vorgesehen ist, können diese beiden Räume mittels einer durch ein Absperrventil 19 flüssigkeits- oder gasdicht absperrbaren Leitung 20 miteinander verbunden sein. In diesem Falle kann für beide Behälter ein einziges Ausdehnungsgefäß vorgesehen sein, das in bekannter Weise als den Anschlußflansch 14 umgebendes ringförmiges Rohr 21 ausgebildet sein kann. Das Rohr 21 kann über einen Metallschlauch mit dem vom Zwischenflansch 11 umgebenen Ölraum verbunden sein. Selbstverständlich können auch andere bekannte Ausdehnungssysteme, wie Faltenbalge oder auch Stickstoffpolster, vorgesehen sein.

Anstelle einer mit Schirmen zur Kriechstromverlängerung versehenen Freiluftdurchführung 15 kann der Spannungswandler auch mit einer lnnenraumdurchführung ohne Schirme gekuppelt werden, wenn er nur für Innenräume eingesetzt werden soll.

Zur leichteren Kupplung der Durchführung 15 mit dem Spannungswandler kann die Verbindung zwischen dem Hochspannungsanschluß 4 und dem Durchführungsleiter bzw. dessen Endabschirmung 16 durch Vorsehen einer Steckverbindung auch lösbar ausgebildet sein.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der gießharzisolierte Meßwandler in einem Gehäuse untergebracht, das zum Schütze des freiliegenden Schichtkernes vor Korrosion mit inertem oder elektronegativem Gas gefüllt ist. Der Eisenkern des Meßwandlers kann selbstverständlich im Komplettguß auch mit eingegossen werden. In diesem Falle ist ein Korrosionsschutz nicht nötig, so daß das Gehäuse samt Deckel ganz entfallen kann. Bei dieser Ausführungsform kann der aus Gießharz bestehende Flansch des Meßwar.dlers unmittelbar mit dem Zwischenflansch verbunden werden. Als Befestigungselemente können in den Gießharzflansch entsprechende Buchsen eingegossen sein.

Die anhand eines Spannungswandlers erläuterte Erfindung kann mit gleichen oder ähnlichen Vorteilen auch bei Stromwandlern, vorzugsweise in der bekannten Topfbauweise, angewendet werden.

Die Erfindung kann bei Meßwandlern beliebiger Spannungsebenen verwendet werden. Eine Spannungsbegrenzung nach oben ist lediglich durch das bei höheren Spannungsebenen bedingte Umgußvolumen des vorzugsweise in einstufiger Ausführung hergestellten Gießharzwandlers gegeben. Für besonders hohe Spannungsebenen kann der gießharzisolierte Meßwandler gegebenenfalls auch als Kaskadenwandler ausgebildet sein.

Von besonderem Vorteil ist, daß mit dem erfindungsgemäßen gießharzisolierten Meßwandler für den Einsatz in nichtgekapselten Innenraum- oder Freiluftanlagen Spannungsebenen beherrschbar sind, die bisher nur ölisolierten Meßwandlern vorbehalten gewesen sind. Neben der Feststoffisolierung des eigentlichen Wandlers wird lediglich im Zwischenflansch ein geringer flüssiger oder gasförmiger Isoliermittelanteil benötigt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Gießharzisolierter Meßwandler, insbesondere Spannungswandler, mit einem für ein flüssiges oder gasförmiges Isoliermittel bemessenen, den Hochspacnungsanschluß koaxial umfassenden Schlagweitenteil und mit einem den Schlagweitenteil umgebenden Flanschteil, dadurchgekennzeichnet, daß für seine Verwendung in nichtgekapselten Innenraum- oder Freiluftanlagen der Schlagweitenteil (5), der bei Vorhandensein eines die aktiven Wandlerteile aufnehmenden Gehäuses (9) dasselbe abschließt, von einem mit flüssigem oder gasförmigem Isoliermittel gefüllten Zwischenflansch (11) umgeben ist, dessen eines Ende (12) an den Flanschteil (7) des Meßwandlers und dessen anderes Ende (13) an den Anschlußflansch (14\ einer als selbständiges Bauteil ausgebildeten Hochspannungsdurchführung (15) anschließbar ist, und daß der Hochspannungsanschluß (4) des Meßwandlers mit dem Durchführungsleiter der Hochspannungsdurchführung (15) innerhalb des vom Zwischenflansch (11) umschlossenen Raumes verbindbar ist.

2. Meßwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Hochspannungsanschluß (4) des Meßwandlers und dem Durchführungsleiter der Hochspannungsdurchführung (15) lösbar ist.

3. Meßwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (9) gasdicht ist.

4. Meßwandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Flanschteil (7) an dem Deckel (8) des Gehäuses (9) befestigt ist.

5. Meßwandler nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet daß das Gehäuse (9) mit inertem oder elektronegativem Gas gefüllt ist.

6. Meßwandler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (9) mit Stickstoff oder Schwefelhexafluorid gefüllt ist.

7. Meßwandler nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (9) mit dem Gasvolumen des Zwischenflansches(ll) mittels einer durch ein Absperrventil (19) gasdicht absperrbaren Leitung (20) verbunden ist.

8. Meßwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannungsdurchführung (15) als Freiluftdurchführung mit Schirmen zur Vergrößerung des Kriechweges ausgebildet ist. so