DE2364986C3 - Hochspannungswiderstand - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezi/ht sich auf einen Hochspannungswiderstand n?^:t einem in einem mit flüssigem Dielektrikum gefüllte» Met -.!Igehäuse untergebrachten Widerstandselement, welches durch dieses koaxial umgebende Schirme abgeschirmt ist, die jeweils auf einem Potential liegen, das annähernd gleich dem Potential des ihnen jeweils radial gegenüberliegenden Bereichs des Widerstandselements ist. Ein solcher Hochspannungswiderstand ist aus der schweizerischen Patentschrift 4 06 406, deren Fig. 4, bekannt.

Widerstände dieser Art dienen als Meßwiderstand für Präzisionsmessungen, z. B. im Gerätebau.

Beim bekannten Hochspannungswiderstand ist das Widerstandselement ein durchgehendes Bauteil und die längs desselben in Abständen angeordneten Schirme sind untereinander durch in Reihe geschaltete weitere Widerstände verbunden, welche jeweils an einer Stelle des Randes der Schirme angeschlossen sind und parallel zum Widerstandselement verlaufen. Nachteilig ist bei dieser Ausbildung, daß nur eine an diskreten Punkten, nämlich jeweils an der Stelle der Schirme, potentialmäßig mit dem gegenüberliegenden Potential des Widerstandselements übereinstimmende Abschirmung vorhanden ist.

Es kommt hinzu, daß das flüssige Dielektrikum an allen Stellen Zutritt zum Widerstandselement hat, so daß es beim Anliegen der Spannung zu einem Längsladungstransport zwischen den Enden des Widerstandselernents kommt. Dies bewirkt eine Nebenschlußwirkung, was den Widerstandswert unstabil und das Bauteil ungeeignet für Präzisionsmessungen macht. Dies gilt insbesondere in den Fällen, wenn sich der Widerstandswert des Widerstandes von dem spezifischen Widerstand des flüssigen Dielektrikums nur um ein bis zwei Größenordnungen unterscheidet oder wenn eine sehr hohe Spannung anliegt.

Aus der deutschen Patentanmeldung L 11 365 VIII c/21 e ist zwar ein Hochspannungswiderstand mit zwei zueinander koaxial angeordneten, mit Widerstandsdraht bewickelten Hohlzylindern, die in flüssiges s Dielektrium getaucht sind, bekannt, wobei die Wicklung des inneren Hohlzylinders als Meßwiderstand und die des äußeren Hohlzylinders als Abschirmung dient, so daß das Potential jedes Punktes der Abschirmwicklung ungefähr dem jeweils radial gegenüberliegenden "otential der Meßwiderstandswicklung entspricht. Auch hier tritt jedoch durch das allseitige Eintauchen der Hohlzylinder mit den Wicklungen in die dielektrische Flüssigkeit der beschriebene Längsladungstransport mit seinen nachteiligen Folgen auf.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter Vermeidung der beschriebenen Nachteile einen Hochspannungswiderstand zu schaffen, bei dem eine Nebenschlußwirkung durch Längsladungstransport ausgeschlossen ist und der dadurch eine gute Konstanz des Widerstandswerts aufweist.

Ausgehend von der eingangs beschriebenen Ausbildung ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß vorgesehen, daß eine Kette von Widerstandselementen in Form von jeweils einem ersten Hohlzylinder mit einer Mikrodrahtwicklung elektrisch in Reihe liegt und die Schirme von Zusatzwicklungen gebildet werden, die auf jeweils einen zweiten Hohlzylinder aufgebracht sind, der den ersten Hohlzylinder koaxial mittels an den jeweiligen Stirnseiten vorgesehener ringförmiger Flansehe mit Abstand umgibt und die Mikrodrahtwicklung des Widerstandselementes hermetisch gegen das flüssige Dielektrikum abdichtet.

Dadurch, daß der zweite Hohlzylinder mit seiner Zusatzwicklung nicht nur die elektrische Abschirmung,

3S sondern auch noch die Freihaltung des Widerstandselements vom Zutritt des flüssigen Dielektrikums übernimmt, ist ein Längsladungstransport und damit dessen verfälschende Wirkung verhindert. Die individuelle Abschirmung jedes Widerstandselcments und die Serienschaltung derselben gewährleistet dabei auch eine bessere Wärmeableitung, so daß die Bildung der flüssigkeitsfreien Räume nicht im Sinne einer Verringerung der Wärmebelastbarkeit problematisch ist.
Es ist zweckmäßig, wenn zusätzliche scheibenförmige Elektroden vorgesehen sind, die innerhalb der ersten Hohlzylinder jeweils in der nächsten Nähe von deren Stirnflächen angeordnet und mit den jeweils benachbarten Anschlüssen der Zusatzwicklung elektrisch verbunden sind.

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung weiter erläutert. Die Zeichnung zeigt den Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hochspannungswiderstandes mit drei in Reihe geschalteten Widerstandselementen.

Jedes der Widerstandselemente 1 besteht aus einem Hohlzylinder 2 mit Mikrodrahtwicklung 3 und ist mit einem Einzelschirm 4 versehen, der aus einem zweiten Hohlzylinder 5 größeren Durchmessers mit einer Zusatzwicklung 6 ebenfalls aus Mikrodrant besteht, die die Mikrodrahtwicklung 3 des Widerstandselementes 1 umfaßt.

Zwischen dem Schirm 4 und dem Widerstandselement 1 verbleibt ein Luftspalt. Die Widerstandsvertei-

i.s lung des Schirmes 4 über die Länge des zweiten Hohlzylinders 5 entspricht der des Widerstandselementes I über die Länge des ersten Hohlzylinders 2.

Die Mikrodrahtwicklung 3 der Widerstandselemente

ist mittels ringförmiger Flansche 7 aus einer I-poxydkcmpoundmaGse abgedichtet.

Jede Baugruppe Widerstandselement 1 — Schirm 4 ist mit einem Paar von zusätzlichen scheibenförmigen Elektroden 8 zum Schutz der Widerstandselemente λ gegen Überbrückung durch das innen befindliche Dielektrikum 12 versehen. Diese scheibenföimigen Elektroden 8 sind innerhalb des Hohlzylinders 2 in Höhe von dessen Stirnflächen angeordnet und mit der Zusatzwicklung«i des Schirmes 4 elektrisch verbunden.

Die Wicklungen 3 der Widerstandseiemente 1 sind untereinander in Serie geschaltet und mit Anschlüssen 9 versehen. Die Zusatzwicklungen 6 des Schirmes 4 sind ähnlich geschaltet und mitAnschlüsen 10 versehen.

Die Widerstandselemente 1 mit den Schirmen 4 und die Elektroden 8 sind in einem mit Isolieröl als flüssigem Dielektrikum 12 gefüllten Metallgehäuse 11 angeordnet.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Hochspannungswiderstandes im Betrieb ist wie folgt:

Durch die Abdichtung der Wicklung 3 der Wider-Standselemente 1 gegenüber dem flüssigen Dielektrikum 12 und die dadurch geschaffenen flüssigkeitsfreien Räume um die Widerstandselemente herum kann es im Zwischenraum zwischen den Widerstandselementen 1 und den Schirmen 4 nicht zu einem Ladungstransport kommen. Dieser Effekt verstärkt sich auch noch dadurch beträchtlich, daß die Zusatzwicklung 6 des Schirmes 4 derart ausgeführt ist, daß ihr Potential in einem beliebigen Punkt dem des gegenüberliegenden Punktes der Wicklung 3 der Widerstandseiemente I etwa gleich ist.

Beim Anlegen einer Spannung an die Anschlüsse 9 und 10 fangen die Elektroden 8 den (mit Pfeilen dargestellten) Längsladungsstrom im flüssigen Dielektrikum 12 zusätzlich auf und führen ihn an die Zusatzwicklung 6 des Schirmes 4 zurück, wodurch die Überbrückung der Widerstandselemente 1 vermieden wird.

Die im Betrieb auftretende Wärme wird in ausreichendem Maße abgeleitet, weil das flüssige Dielektrikum 12 sowohl die Innen- als auch die Außenfläche sowie die Stirnflächen der Baugruppen Widerstandselement 1 — Schirm 4 bespült.

Der beschriebene Hochspannungswiderstand ist mit einer Widerstandswicklung aus glasisoliertem Mikrodraht mit einem Nennwiderstand von einigen bis Tausenden ΜΩ ausgeführt und bietet die Möglichkeit, verschiedene Gleichstrommessungen mit einem Fehler von 0,01 bis 0,0001% durchzuführen. Ί« der Meßtechnik kann der Hochspannungswiderstand als primärer Wirkwiderstand für die Schaffung von Hochspannungsmeßumformern vom Zusatzwiderstands- und Spannungsteilertyp sowie zur Entwicklung von Hochspannungs-, Widerstands- und Leistungsmessern eingesetzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hochspannungswiderstand mit einem in einem mit flüssigem Dielektrikum gefüllten Metallgehäuse untergebrachten Widerstandselement, welches durch dieses koaxial umgebende Schirme abgeschirmt ist, die jeweils auf einem Potential liegen, das annähernd gleich dem Potential des ihnen jeweils radial gegenüberliegenden Bereichs des Widerstandselements ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kette von Widerstandselementen (1) in Form von jeweils einem ersten Hohlzylinder (2) mit einer Mikrodrahtwicklung (3) elektrisch in Reihe liegt und die Schirme von Zusatzwicklungen (6) gebildet werden, die auf jeweils einen zweiten Hohlzylinder (5) aufgebracht sind, der den ersten Hohlzylinder (2) koaxial mittels an den jeweiligen Stirnseiten vorgesehener ringförmiger Flansche (7) mit Abstand umgibt und die Mikrodrahtwicklung (3) des Widerstandselementes (1) hermetisch gegen das flüssige Dielektrikum abdichtet

2. Hochspannungswiderstand nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch zusätzliche scheibenförmige Elektroden (8), die innerhalb der ersten Hohlzylinder (2) jeweils in der nächsten Nähe von deren Stirnflächen angeordnet und mit den jeweils benachbarten Anschlüssen der Zusatzwicklung (6) elektrisch verbunden sind.