DE2417023A1

DE2417023A1 - Fuer den einbau in eine auf niederspannungspotential liegende, metallgekapselte vollisolierte schaltanlage geeigneter einleiterstromwandler

Info

Publication number: DE2417023A1
Application number: DE2417023A
Authority: DE
Inventors: Otto Graul
Original assignee: Messwandler Bau GmbH
Current assignee: Messwandler Bau GmbH
Priority date: 1974-04-08
Filing date: 1974-04-08
Publication date: 1975-10-16
Also published as: DE2417023C3; CH580860A5; DE2417023B2; FR2266945B3; US3959761A; CA1024640A; FR2266945A1

Description

MESSWANDLER-BAU GMBH
Bamberg

Für den Einbau in eine auf Niederspannungspotential liegende» metallgekapselte vollisolierte Schaltanlage geeigneter Einleiterstromwandler

Die Erfindung betrifft einen für den Einbau in eine auf Niederspannungspotential liegende, metallgekapselte vollisolierte Schaltanlage geeigneten Einleiterstromwandler, dessen Kerne und Sekundärwicklungen durch eine allseitige Umhüllung aus elektrisch isolierendem Material geschützt sind, die im Bereich ihrer inneren Umfangsfläche einen leitenden oder halbleitenden Belag aufweist und deren Isolation für Niederspannung bemessen ist, während, die Hochspannungsisolation durch das Isoliergas innerhalb der Kapselung der Hochspannungs-Schaltanlage gebildet ist.

Derartige, in eine auf Niederspannungspotential liegende Metallkapsel eingesetzte und mittels eines Tragkörpers oder mittels flanschartiger Befestigungsstücke im Innern der Metallkapsel befestigte Einleiterstromwandler sind seit längerem bekannt (CH-PS 453 490 und DT-AS 1 807 996).

Aus der CH-PS 455 490 und dem DT-Gbm 7 017 125 ist es ferner bekannt, als Einleiterwandler ausgebildete Ringkernstromwandler zu verwenden, die über das zylindrische Rohr der Metallkapselung geschoben und außen am Rohr befestigt werden.

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Während der Einbau der Einleiterstromwandler in die Metallkapsel den Nachteil zusätzlich benötigter Trag- bzw. Befestigungsteile, besonderer gasdichter Durchführungen der Sekundärausleitungen durch die Metallkapsel sowie eines erhöhten Montageaufwandes mit sich bringt, ist das Aufsetzen der Stromwandler auf die Kapselung insofern von Nachteil, als der Wandler nicht, wie die anderen in die Kapselung eingesetzten elektrischen Geräte, vor Außeneinwirkungen geschützt ist. Vor allem muß aber zur Unterbindung von die Messung verfälschenden Strömen in der Kapselung dafür gesorgt werden, daß das Kapselungsteil im Bereich des Stromwandlers gegenüber den benachbarten Kapselungsteilen der Schaltanlage isoliert ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen für den Einbau in eine auf Niederspannungspotential liegende, metallgekapselte vollisolierte Schaltanlage geeigneten Einleiterstromwandler der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der sich dadurch auszeichnet, daß der Montageaufwand gering ist und daß gleichzeitig Probleme der Durchführung der Sekundärausleitungen des Stromwandlers durch die Kapselung oder der Auftrennung der Kapselung und Isolierung der aufgetrennten Kapselungsteile nicht auftreten.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Isolierumhüllung selbst das Druckgehäuse für das Isoliergas bildet und mit ihren Stirnseiten an Anschlußflansche der Metallkapselung befestigbar ist und daß zur Stromrückführung in der Isolierumhüllung oder außerhalb derselben die Isolierumhüllung überbrückende und mit den Anschlußflanschen der Metallkapselung verbindbare metallische Leiterteile vorgesehen sind.

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Der für den Einbau in eine metallgekapselte vollisolierte Schaltanlage vorgesehene Einleiterstromwandler gemäß der Erfindung ermöglicht also, daß auf das Kapselungsrohr im Bereich des Stromwandlers ganz verzichtet wird, ohne daß die Stromrückleitung in der äußeren Metallkapselung der Schaltanlage unterbrochen ist. Die bevorzugt im Gießharzvollverguß hergestellte Isolierumhüllung hält den bei der vorzugsweisen Verwendung von Schwefelhexafluorid als Isoliermedium benötigten- vergleichsweise niedrigen Betriebs- und Prüfdruckwerten ohne weiteres stand. Bei anderen Isoliergasen, die höhere Betriebs- und Prüfdruckwerte erfordern, kann die Isolierumhüllung nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung durch vorzugsweise in diese eingegossene metallische oder nicht metallische Verstärkungseinlagen, wie Ringe, Gitter, Gewebe-r bahnen, insbesondere aus Glasfasern, od. dgl., ausreichend verstärkt sein. Besonders vorteilhaft ist der äußerst geringe Montageaufwand für den Einleiterstromwandler gemäß der Erfindung. So entfallen nicht nur zusätzliche Trag- oder Befestigungsteile für eine Befestigung des Wandlers innerhalb des Kapseiungsrohres, sondern auch die unbequemen und aufwendigen Montagearbeiten innerhalb der räumlich beengten Kapselung der Schaltanlage. Durch das Einbeziehen des Einleiterstromwandlers gemäß der Erfindung in das Kapselungssystem der Schaltanlage bildet dieser einen mit der Schaltanlage integrierten Baustein, der sich in die Gesamtanlage organisch einfügt, im Gegensatz zu den auf das Kapselungsrohr aufgesetzten bekannten Einleiterstromwandlern, deren exponierte Anordnung für die gesamte Schaltanlage atypisch ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert,

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Fig. 1 zeigt einen längsschnitt durch einen Einleiterstromwandler gemäß der Erfindung in der Schnittebene A-B und eine bevorzugte Ausbildung der Kuppelstellen mit der Metallkapselung der vollisolierten Schaltanlage.

Fig. 2 zeigt die Draufsicht auf den Einleiterstromwandler gemäß Fig. 1 in Pfeilrichtung C.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt eines der in die Isolierumhüllung des Einleiterstromwandlers eingegossenen metallischen Rohre mit Potentialverbindungskerben.

Der für den Einbau in eine auf Niederspannungspotential liegende, metallgekapselte vollisolierte Schaltanlage vorgesehene Einleiterstromwandler gemäß der Erfindung ist mit 1 bezeichnet. Er besitzt eine den Primärleiter 2 konzentrisch umfassende Isolierumhüllung 3, die die Eisenkerne 4, 5 mit den zugehörigen Sekundärwicklungen 6, 7 allseitig umgibt. Die Isolierumhüllung 3 bildet selbst das Druckgehäuse für das Isoliergas, vorzugsweise Schwefelhexafluorid, der metallgekapselten vollisolierten Schaltanlage. Das Sekundärsystem 4-7 ist durch eine Polsterung 8 in bekannter Weise vor unzulässigen Druckbeanspruchungen bei der Herstellung der Isolierumhüllung 3, vorzugsweise aus Gießharz, geschützt. In die Isolierumhüllung ist eine Elektrode 9 aus leitendem oder halbleitendem Material eingegossen. Die Elektrode 9 ist vorzugsweise als Gazeschirm ausgebildet. Zur "Vermeidung von Koronaerscheinungen bei höheren Beanspruchungen kann dieser an seinen Stirnseiten mit ringförmigen Drahtwendeln 10, 11 versehen sein.

Im äußeren Randbereich 12 der Isolierumhüllung 3 außerhalb des Sekundärsystems 4-7 (siehe Fig. 2) sind über deren Umfang gleichmäßig verteilte metallische Rohre 13 eingegossen, in die Befestigungsbolzen 14 mit Schraubengewinden 15, 16 an deren

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Enden eingesetzt und mit den Anschlußflanschen 17 der Metallkapselung 18 - in Fig. 1 ist nur der rechte Anschlußflansch dargestellt, der linke Anschlußflansch ist entsprechend ausgebildet - verbunden sind. Die Anschlußflansche 17 werden beim Festziehen der Muttern 19 mit den metallischen Rohren 13, gegebenenfalls unter Anbringung von die Auflageflächen vergrößernden Kontaktscheiben, kontaktiert. Der Querschnitt der aus stromleitendem Material, wie Aluminium, Messing od. dgl., bestehenden Befestigungsbolzen 14 oder der metallischen Rohre 13 ist so bemessen, daß die Stromrückleitung über die Metallkapselung 18 sichergestellt ist. Die an den Kupplungsstellen vorgesehenen ringförmigen Dichtungselemente 20 sind ausreichend elastisch, um die Kontaktierung zwischen den metallischen Rohren 13 und den Anschlußflanschen 17 nicht zu beeinträchtigen.

Die Anlenkung der Abschirmelektrode 9 an das Niederspannungspotential der Metallkapselung 18 erfolgt über mit den metallischen Rohren 13 beispielsweise durch Nieten, Löten od. dgl. kontaktierte Potentialverbindungen 21. Die Potentialverbindungen zwischen den metallischen Rohren 13 und den vorzugsweise mit geringem Spiel in die Rohre 13 eingesetzten Befestigungs— bolzen 14 sind durch Potentialverbindungskerben 22 in den metallischen Rohren 13 hergestellt, wodurch entsprechende Kontaktierungswarzen 23 entstehen (siehe Fig. 3)·

Die Befestigungsanordnung des Einleiterstromwandlers gemäß der Erfindung mittels metallischer Rohre 13 und durchgehender Befestigungsbolzen 14 weist den Vorteil auf, daß der notwendige Kraftschluß zwischen den Anschlußflanschen 17 der Metallkapselung 18 und dem Einleiterstromwandler 1 über diese Metallteile erfolgt, und nicht über das Gießharz. Zudem können die Befestigungsbolzen 14 oder bei entsprechender Dimensionierung

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auch die eingegossenen Rohre 13 gleichzeitig als Stromrückleiter verwendet werden. Außerdem können in einfacher Weise zwei oder mehr dieser Einleiterstromwandler baukastenförmig aneinandergesetzt und mit den Befestigungsbolzen 14 gemeinsam mit den Anschlußflanschen 17 der Metallkapselung 18 verbunden werden.

Die Stromrückführung über die die Isolierumhüllung 3 vollständig durchsetzenden Befestigurigsbolzen 14 oder über, die Rohre 13 ist jedoch kein zwingendes Merkmal der Erfindung. Es ist bei Verwendung von genügend druckfesten Umgußharzen beispielsweise auch möglich, im äußeren Randbereich der Isolierumhüllung 3 beidseitig Gewindebuchsen einzugießen, deren länge nur einen Bruchteil der lange der Isolierumhüllung 3 beträgt, und in diese Gewindebuchsen von den Anschlußflanschen 17 der Metallkapselung 18 aus Befestigungsschrauben anzubringen. Zur Stromrückführung könnten in diesem Falle eine oder mehrere mit den Anschlußflanschen 17 der Metallkapselung 18 kontaktierte und die Isolierumhüllung 3 außen überbrückende metallische Schiene (n) vorgesehen sein. Es können auch zwischen den die Befestigungsbolzen 14 aufnehmenden Rohren 13 im Randbereich 12 der Isolierumhüllung 3 ein oder mehrere zusätzliche Durchbrüche zur Aufnahme von mit den Anschlußflanschen 17 der Metallkapselung 18 verbindbaren Leiterteilen (Stromrückleiter) vorgesehen sein.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Einleiterstromwandler 1 zwei Kerne, beispielsweise einen Schutz- und einen Meßkern, auf. Selbstverständlich kann die Anzahl der Kerne weitgehend beliebig gewählt werden.

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Wie eingangs erwähnt, kann die Isolierumhüllung 3 durch einen Gießharz-Voliverguß hergestellt werden. Hierbei können nicht nur die Kerne und die zugehörigen Sekundärwicklungen, sondern gleichzeitig auch metallische oder nicht metallische Verstärkung seinlag en» wie Versteifungsringe, Gitter, Gewebebahnen vorzugsweise aus Glasfasern -, in das Umgußharz mit eingebettet werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Für den Einbau in eine auf Niederspannungspotential liegende, metallgekapselte vollisolierte Schaltanlage geeigneter Einleiterstromwandler, dessen Kerne und Sekundärwicklungen durch eine allseitige Umhüllung aus elektrisch isolierendem Material geschützt sind", die im Bereich ihrer inneren Umfangsfläche einen leitenden oder halbleitenden Belag aufweist und deren Isolation für Niederspannung bemessen ist, während die Hochspannungsisolation durch das Isoliergas innerhalb der Kapselung der Hochspannungs-Schaltanlage gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierumhüllung (3) selbst das Druckgehäuse für das Isoliergas bildet und mit ihren Stirnseiten an Anschlußflansche (17) der Metallkapselung (18) befestigbar ist und daß zur Stromrückführung in der Isolierumhüllung (3) oder außerhalb derselben die Isolierumhüllung (3) überbrückende und mit den Anschlußflanschen (17) der Metallkapselung (18) verbindbare metallische Leiterteile vorgesehen sind.

2. Einleiterstromwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im äußeren Randbereich der Isolierumhüllung (3) über deren Umfang gleichmäßig verteilte metallische Rohre (13) eingegossen sind, in die Befestigungsbolzen (14) einsetzbar und mit den Anschlußflanschen (17) der Metallkapselung (18)-verbindbar sind.

3. Einleiterstromwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsbolzen (14) oder die Rohre (13) die die Isolierumhüllung (3) überbrückenden Stromrückleiter bilden.

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4. Einleiterstromwandler nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem leitenden oder halbleitenden Belag im Bereich der inneren Umfangsflache der Isolierumhüllung (3), den eingegossenen metallischen Rohren (13) und den Befestigungsbolzen (H) Potentialverbindungen (21 , 23) vorgesehen sind.

5. Einleiterstromwandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentialverbindungen (23) zwischen den metallischen Rohren (13) und den Befestigungsbolzen (14) durch in den Rohren (13) angebrachte Potentialverbindungskerben (22) hergestellt sind.

6. Einleiterstromwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im Bereich der inneren Umfangsfläche der Isolierumhüllung (3) angeordnete leitende oder halbleitende Belag als in die Isolierumhüllung (3) eingegossene Elektrode (9) ausgebildet ist.

7· Einleiterstromwandler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (9) als Gazeschirm ausgebildet Ist.

8. Einleiterstromwandler nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stirnseiten der Elektrode (9) ringförmige Drahtwendeln (10, 11) vorgesehen sind.

9. Einleiterstromwandler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr dieser Wandler (1) baukastenförmig aneinandergesetzt und mittels Befestigungs-' bolzen (H) gemeinsam mit den Anschlußflanschen (17) der Metallkapselung (18) verbindbar sind.

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10. Einleiterstromwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierumhüllung (3) durch vorzugsweise in diese eingegossene metallische oder nicht metallische Verstärkungseinlage^ wie Ringe, Gitter, Gewebebahnen od. dgl., verstärkt ist.

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