DE2409990C2 - Meßwandler für Hochspannungsschaltanlagen mit Metallkapselung - Google Patents

Meßwandler für Hochspannungsschaltanlagen mit Metallkapselung

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DE2409990C2 DE2409990A DE2409990A DE2409990C2 DE 2409990 C2 DE2409990 C2 DE 2409990C2 DE 2409990 A DE2409990 A DE 2409990A DE 2409990 A DE2409990 A DE 2409990A DE 2409990 C2 DE2409990 C2 DE 2409990C2
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Description

Die Erfindung betrifft einen Meßwandler für Hochspannungsschaltanlagen mit Metallkapselung, der zwischen Flanschen an einer Stoßstelle der Metallkapselung gehalten ist, wobei die Flansche der Metallkapselung durch dichtende und isolierende Abstandsmittel unter Bildung eines ringförmigen Hohlraumes im Abstand voneinander gehalten sind und in dem gegenüber dem Innenraum der Metallkapselung abgedichteten ringförmigen Hohlraum mindestens ein Eisenkern mit aufgebrachter Sekundärwicklung angeordnet ist, die mit dem Innenleiter der Hochspannungsschaltanlage einen Stromwandler bildet
Bei einem bekannten Meßwandler dieser Art (CH-PS 5 14 923) enthalten die Abstandsmittel zwei hohle Metallzylinder, die unterschiedliche Durchmesset aufweisen und teilweise ineinander gesteckt sind. Ein zwischen den Metallzylindern sich ergebender Ringspalt ist mit elektrischem Isolierstoff ausgefüllt und an seinen Enden mit Dichtungsringen versehen. Die Metallzylinder sind an ihren voneinander abgewendeten Enden mit Flanschen versehen, um sie mit Flanschen der Metallkapsel der Hochspannungsschaltanlage verbinden zu können. Die Metallzylinder bilden mit ihren Flanschen einen ringförmigen Hohlraum, in dem Eisenkerne mit Sekundärwicklung angeordnet sind. Bei diesem bekannten Meßwandler sind die Abstandsmittel verhältnismäßig kompliziert aufgebaut, wodurch ihre Herstellung und damit auch die Montage des gesamten Wandlers relativ aufwendig wird. Außerdem lassen sich in einem späteren Fehlerfalle die Eisenkerne nur unter großen Schwierigkeiten aus dem ringförmigen Hohlraum entfernen.
Bei einem anderen bekannten Meßwandler für Hochspannungsscteitanlagen mit Metallkapselung (»PTB-Mitteilungen«, 1/73, Seite 38) sind Kerne mit Sekundärwicklungen auf einem zylinderförmigen Aluminiumkörper aufgebracht, der zwei Flansche aufweist Ein Flansch dient zur Befestigung eines die Kerne mit den Sekundärwicklungen übergreifenden weiteren Flanschteiles, während der weitere Flansch des zylinderförmigen Aluminiumstückes zur Verbindung mit einem Flansch der Metallkapselung an der Stoßstelle dient; mit einem weiteren Flansch ist der übergreifende Körper mit einem weiteren Flansch der Metallkapselung verbunden, so daß der aus zwei Teilen mit den innerhalb von ihnen untergebracht ti Eisenkernen mit Sekundärwicklungen gebildete Sekundärteil an einer Stoßstelle zwischen den Flanschen der Metallkapselung gehalten ist Mit dem Innenleiter der jeweiligen Hochspannungsschaltanlage bildet der Sekundärteil einen
Stromwandler.
Der bekannte Meßwandler weist einen verhältnismäßig komplizierten Aufbau auf, weil er ein erstes zylinderförmiges Aluminiumgußteil als Tragkörper für die Eisenkerne mit Sekundärwicklungen und ein weiteres Gußteil zur Abdeckung der Kerne mit den Sekundärwicklungen besitzt Die Herstellung des bekannten Meßwandlers ist daher verhältnismäßig aufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Meßwandler für Hochspannungsschaltanlagen mit Metallkapselung vorzuschlagen, der konstruktiv einfach aufgebaut ist und daher mit geringen Kosten hergestellt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe bestehen bei einem Meßwandler der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß die Abstandsmittel aus einem Isolierrohr und aus an den Stirnseiten des Isolierrohres befindlichen Dichtungsringen; die Flansche und das Isolierrohr sind mittels Schrauben unter Abdichtung des ringförmigen Hohlraumes miteinander verspannt
Es ist zwar bereits ein Hochspannungsstromwandler mit einer Gasisolierung bekannt (CH-PS 2 18 921), bei dem zwischen zwei Teilen eines äußeren Isolators eine Abschirmung angeordnet ist, die an ihrem äußeren
3 4
Umfang einen Eisenkern mit Sekundärwicklung trägt Abstandsmittel kann bei einer weiteren vorteilhaften Die Abschirmung ist mit radialen Flanschstücken ausge- Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßwandlers bildet, die als Verbindungsflansche für die beiden Teile im Bedarfsfalle auch eine Gebereinrichtung angeordnet des äußeren Isolators dienen. Demgegenüber ist bei sein, die auf das vom Strom im Innenleiter hervorgerudem erfindungsgemäßen Meßwandler der ringförmige 5 fene magnetische Feld anspricht Eine derartige GeHohlraum von den Flanschen der Metallkapselung und bereinrichtung kann beispielsweise von einer auf dem den Abstandsmitteln gebildet indem die Flansche mit- Isolierrohr angebrachten Spule gebildet sein. Es ist aber tels Schrauben miteinander verspannt sind. Im übrigen auch die Verwendung von halbleitenden Bauelementen stellt der bekannte Stromwandler ein selbständiges, für möglich, beispielsweise von Feldplatten oder Hallsich aufbaubares Bauelement in einer Hochspannungs- io generatorea Der Einsatz einer solchen Gebereinrichschaltanlage dar, während es sich bei dem erfindungs- tung ist unabhängig davon, ob das Isolierrohr auf seiner gemäßen Meßwandler um einen Wandler für Hoch- Innenfläche einen leitenden Belag trägt oder nicht
Spannungsschaltanlagen mit Metallkapselung handelt. Ferner kann es unter Umständen als vorteilhaft erder zwischen Flanschen an einer Stoßstelle der Metall- scheinen, wenn das Isolierrohr auf seiner dem Innenleikapselung gehalten ist Der erfindungsgemäße Meß- 15 ter zugewendeten Innenfläche eine weitere Gebereinwandler stellt also kein selbständiges und für sich ein- richtung trägt die auf das elektrische Feld zwischen setzbares Bauelement dar, sondern bildet Bestandteil dem Innenleiter und dem leitenden Belag anspricht einer metallgekapselten Hochspannungsschaltanlage, Eine derartige Gebereinrichtung kann aus einem Bauwobei Teile der Metallkapsel Gehäuseteile des erfin- element mit einem Halbleitermaterial bestehen, wie es dungsgemäßen Meßwandlers darstellen. 20 bei Oberflächen-Feldeffekt-Anordnungen verwendet
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Meßwandlers wird (vgl. z. B. »ETZ-A«, 1964, Seite i;22. Bild 16). Eine
besteht darin, daß einfach aufgebaute Abstandsmiüel solche Geberanordnung wird man im al'-gemeinen nur
Verwendung finden können, weil die Abstaiidsmittel dann verwenden, wenn ihr Einsatz kostengünstiger und
zusammen mit den Flanschen der Metallkapseking den meßtechnisch vorteilhafter als die Verwendung eines
ringförmigen Hohlraum zur Aufnahme des mindestens 25 leitenden Belages zur Bildung eines Oberspannungs-
einen Eisenkerns mit Sekundärwicklung bilden. Damit kondenwtors erscheint
wird die gesamte Herstellung des erfindungsgemäßen Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungs-
Meßwandlers relativ einfach und damit auch der Auf- gemäßen Meßwandlers für Hochspannungsschaltanla-
wand niedrig. Außerdem lassen die einfach aufgebauten gen mit Metallkapselung, der zwischen Flanschen an
Abstandsmittel in einem späteren Fehlerfalle das Ent- 30 einer Stoßstelle der Metallkapselung genalten ist, wobei
fernen und Austauschen auch von solchen Eisenkernen die Flansche der Metallkapselung im Abstand voneinan-
ZU, die nicht als Schnittbandkerne ausgebildet sind. der unter Bildung eines ringförmigen Hohlraumes
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Meß- durch dichtende und isolierende Abstandsmittel gehalwandlers besteht darin, daß die Querschnittsform der ten sind, die mindestens einen Flanschvorsprung enthal-Eisenkerne verhältnismäßig frei gewählt werden kann, 35 ten, und wobei in dem gegenüber dem Innenraum der was für innerhalb der Metallkapselung untergebrachte Metallkapselung abgedichteten ringförmigen Hohl-Meßwandler nicht gilt So läßt die Erfindung die An- raum mindestens ein Eisenkern mit aufgebrachter Sewendung von Kernen mit verhältnismäßig großem kundärwicklung angeordnet ist die mit dem Innenleiter Querschnitt zu, wie sie insbesondere zum Aufbau von der Hochspannungsschaltanlage einen Stromwandler Wandlern mit linearen Eigenschaften erforderlich sind. 40 bildet bestehen erfindungsgemäß die Abstandsmittel Außerdem gestattet die erfindungsgemäße Ausführung außer dem mindestens einen Flanschvorsprung aus eines Meßwandlers das Montieren von geschnittenen eine/ Isolierstoffscheibe und aus beiderseits der Isolier-Kernen nach Fertigstellung der gesamten Hochspan- Stoffscheibe angebrachten ringförmigen Dichtungen; nungsschaltanlage oder bietet die Möglichkeit, Schnitt- die Flansche und die Isolierstoffscheibe sind mittels bandkerne einer bestimmten Abmessung gegen solche 45 Schrauben unter Abdichtung des ringförmigen Hohlrauanderer Leistung und Übersetzung bei fertig montierter mes miteinander verspannt Einer derartigen Ausbil-Anlage in einfacher Weise austauschen zu können. Auch dung der dichtenden Abstandsmittel wird man vor sind nachträgliche Änderungen des Übersetzungsver- allem dann den Vorzug geben, wenn größere temperahältnisses möglich, da der Meßwandler von außen zu- turbedingte Längungen in der Hochspannungsschaltangänglich ist Außerdem kann die Abmessung der Metall- 50 lage zu erwarten sind Die geringe Dicke der Isolierstoffkapsel dort, wo sie bislang durch den im Innern einge- scheibe ermöglicht nämlich einen besseren Ausgleich bauten Meßwandler bestimmt wurde, verringert wer- zwischen den temperaturbedingten Längungen der die den. Flansche verbindenden Schrauben, der Flanschvor-
Es ist zwar bereits vorgeschlagen worden (deutsche sprün/je und der Isolierstoffscheibe. Patentanmeldung P 23 25 4413), bei einem Meßwandler 55 Zur Erläuterung der Erfindung ist in F i g. 1 ein Aus-
zu m Einbau in eine Metallkapsel einer Schaltanlage führungsbeispiel de λ erfindungsgemäßen Iweijwandlers
einen an den Meßwandler angebrachten ringförmigen teilweise im Schnitt und teilweise in einer Ansicht ge-
Montageansatz zu verwenden, der zwischen Flanschen zeigt; die F i g. 2 gibt ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Metallkapsel eingespannt ist, jedoch befindet sich des erfindungsgemäßen Meßwandlers in einer entspre-
bei diesem Meßwandler das aktive System, bestehend 60 chenden Darstellung wieder,
aus Eisenkernen und aufgebrachten Sekundärwicklun- Der in F i g< 1 dargestellte Meßwandler besteht aus
gen, innerhalb der Metallkapsel. einem von dem Innenleiter 1 der Hochspannung:schall-
Bei dem erfindungsgemäßen Meßwandler wird es als anlage 2 gebildeten Primärleiter sowie aus einem Eisenvorteilhaft angesehen, wenn das Isolierrohr auf seiner kern 3, auf den eine Sekundärwicklung 4 aufgebracht dem Innenleiter zugewendeten Innenfläche einen lei- 65 ist Eisenkern 3 und Sekundärwicklung 4 befinden sich tenden Belag trägt, der mit der geerdeten Metallkapse- in einem ringförmigen Hohlraum 5, der an einer Stoßlung verbunden sein kann. stelle der Schaltanlage 2 von einem Flansch 6 eines Tei-
Auf dem Isolierrohr de/ dichtenden und isolierenden les 7 der Metallkapselung und einem Flansch 8 eines
weiteren Teiles 9 der Metallkapselung sowie von einem Isolierrohr 10 gebildet ist; an den Stirnseiten des Isolierrohres 10 sind Dichtungsringe 11 und 12 angeordnet, die beim Verspannen der Flansche 6 und 8 mittels Schrauben 13 den Innenraum 14 der Hochspannungsschaltanlage 2 gegenüber dem ringförmigen Hohlraum 5 abdichten. In der Hochspannungsschaltanlage 2 beispielsweise befindliches Isoliergas kann dann nicht in unerwünschter Weise nach außen sich verflüchtigen. Der ringförmige Hohlraum 5 ist nach außen durch eine zylindrische Abdeckung 15 abgeschlossen, die jedoch nicht dichtend angebracht sein muß.
An der Innenfläche 16 des Isolierrohres 10 ist ein leitender Belag 17 aufgebracht, der eine Elektrode eines Oberspannungskondensators eines kapazitiven Spannungsteilers bildet; die andere Elektrode des Oberspannungskondensators wird von dem Innenleiter 1 gebildet. Wird über eine nicht gezeigte Verbindungsleitung der leitende Belag 17 mit einem beispielsweise außerhalb des ringförmigen Hohlraumes 5 angeordneten Unterspannungskondensator verbunden, dann ist ein kapazitiver Spannungsteiler vervollständigt, der bei Anschluß beispielsweise eines Verstärkers an den Unterspannungskondensator die Gewinnung einer Meßgröße am Ausgang dieses Verstärkers ermöglicht, die der Spannung zwischen dem Innenleiter 1 und der Metallkapselung 2 proportional ist. Mit einem derartig ausgebildeten Meßwandler läßt sich dann sowohl eine Strom- als auch eine Spannungsmessung durchführen.
Sollten die Schrauben 13 zu einer galvanischen Verbindung der Flansche 6 und 8 unzureichend erscheinen, dann können zusätzlich Stromverbinder vorgesehen werden, die eine leitende Verbindung zwischen den Teilen 7 und 9 der Metallkapselung herstellen.
Bei dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Meßwandlers bestehen die dichtenden Abstandsmittel aus Flanschvorsprüngen 20 und 21 von Flanschen 22 und 23 sowie aus einer Isolierstoffscheibe 24, der beiderseits ringförmige Dichtungen
25 und 26 beigeordnet sind. Werden die Flansche 22 und 23 mittels Schrauben 27 miteinander verspannt, dann wird durch die ringförmigen Dichtungen 25 und
26 eine gute Abdichtung des Innenraumes 28 der Hoch-Spannungsschaltanlage 29 gegenüber dem von den Flanschvorsprüngen 20 und 21 und den Flanschen 22 und 23 gebildeten ringförmigen Hohlraum 30 gewährleistet.
In dem ringförmigen Hohlraum 30 sind beim darge-
t0 stellten Ausfuhrungsbeispiel zwei Eisenkerne 31 und 32 angeordnet, auf die jeweils eine Sekundärwicklung 33 bzw. 34 aufgebracht ist Die Eisenkerne 3 t und 32 mit den Sekundärwicklungen 33 und 34 bilden zusammen mit dem als Primärleiter wirkenden Innenleiter 35 der
,5 Hochspannungsschaltanlage 29 einen Stromwandler mit zwei aktiven Systemen. Der eine Eisenkern 31 kann beispielsweise ein Zählkern sein, während es sich bei dem anderen Eisenkern 32 um einen Meßkern mit höherer Genauigkeit handeln kann.
L/er ringiöfi'fligc ΓΐϋιιιΓάϋιΐι ~rv iSi mit CiilCr Ζ^ΊΐίϊυΓΐ-
schen Abdeckung 36 versehen, die in der Regel nur aufgeschoben ist Im Prinzip kann auf die zylinderförmige Abdeckung 36 auch verzichtet werden.
Mit der Erfindung wird ein Meßwandler für Hoch-Spannungsschaltanlagen mit Metallkapselung vorgeschlagen, der sich wegen der Unterbringung seiner Kerne mit aufgebrachten Sekundärwicklungen in einem von den Flanschen der Metallkapselung an einer Stoßstelle begrenzten Hohlraum mit geringem Aufwand herstellen läßt und unter anderem die vorteilhafte Möglichkeit bietet, im Falle der Verwendung von geschnittenen Kernsn erst nach Montage der Hochspannungsschaltanlage eingebaut zu werden bzw. noch im eingebauten Zustand einen Kernaustausch zu ermöglichen.
Der ringförmige Hohlraum mit den Eisenkernen und den Sekundärwicklungen kann nach außen abgedeckt werden, jedoch ist dies nicht unbedingt erforderlich.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Meßwandler für Hochspannungsschaltanlagen mit Metallkapselung, der zwischen Flanschen an einer Stoßstelle der MetallkapstJung gehalten ist, wobei die Flansche der Metallkapselung durch dichtende und isolierende Abstandsmittel unter Bildung eines ringförmigen Hohlraumes im Abstand voneinander gehalten sind und in dem gegenüber dem Innenraum der Metallkapselung abgedichteten ringförmigen Hohlraum mindestens ein Eisenkern mit aufgebrachter Sekundärwicklung angeordnet ist, die mit dem Innenleiter der Hochspannungsschaltanlage einen Stromwandler bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsmittel aus einem Isolierrohr (10) und aus an den Stirnseiten des Isolierrohres befindlichen Dichtungsringen (11, 12) bestehen und daß die Flansche (6,8) und das Isolierrohr (10) mittels Schrauben (13) unter Abdichtung des lit^gförmigen Hohlraumes (5) miteinander verspannt s:nd
2. Meßwandler für Hochspannungsschaltanlagen mit Metallkapselung, der zwischen Flanschen an einer Stoßstelle der Metallkapselung gehalten ist, wobei die Flansche der Metallkapselung im Abstand voneinander unter Bildung eines ringförmigen Hohlraumes durch dichtende und isolierende Abstandsmittel gehalten sind, die mindestens einen Flanschvorsprung enthalten, und wobei in dem gegenüber dem Innenraum der Metallkapselung abgedichteten ringförmigen Hohlraum mindestens ein Eisenkern mit aufgebrachter Sekundärwicklung angeordnet ist, die mit dem Innenleiter der Hochspannungsschaltanlage einen Stromwandler bildet, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abstandsmittel außer dem mindestens einen Flanschvorsprung (20, 21) aus einer Isolierstoffscheibe (24) und aus beiderseits der Isolierstoffscheibe (24) angebrachten ringförmigen Dichtungen (25,26) bestehen und
daß die Flansche (22,23) und die Isolierstoffscheibe (24) mittels Schrauben (27) unter Abdichtung des ringförmigen Hohlraumes (30) miteinander verspannt sind.
3. Meßwandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauben (13, 27) gleichzeitig zur galvanischen Verbindung der Flansche (6, 8,22,23) untereinander dienen.
4. Meßwandler nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierrohr (10) auf seiner dem Innenleiter (1) zugewendeten Innenfläche einen leitenden Belag (17) trägt, der mit der Metallkapselung verbunden ist
5. Meßwandler nach Anspruch 1,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierrohr (10) eine Gebereinrichtung trägt, die auf das vom Strom im Innenleiter (1) hervorgerufene magnetische Feld anspricht
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