DE2417023C3 - In eine vollisolierte, metallgekapselte Hochspannungsschaltanlage einbaubarer Einleiterstromwandler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen in eine vollisolierte, metallgekapselte Hochspannungsschaltanlage vinbaubaren Einleiterstromwandler, dessen Kerne und Sekundärwicklungen durch eine allseitige Umhüllung aus elektrisch isolierendem Material geschützt sind, deren Isolation für Niederspannung bemessen ist, während die Hochspannungsisolation durch das Isoliergas innerhalb der Kapselung der Hochspannungsschaltanlage gebildet ist, wobei die Isolierumhüllung selbst das Druckgehäuse für das Isoliergas bildet.

Der Isolierkörper eines derartigen, durch die CH-PS 4 53 490 bekanntgewordenen Einleiterstromwandlers weist an seinen Stirnseiten rohrförmige Ansätze auf, mit denen der Wandler die beiden Rohrenden der Kapselung umfaßt. Die rohrförmigen Ansätze sind an ihrer Innenfläche mit Aussparungen versehen, in denen Dichtungsringe eingelegt und mittels durch Schrauben befestigter Druckringe gegen die Rohrenden verspannt werden. Die Befestigungsschrauben sind hierbei unmittelbar im Isolierkörper befestigt, so daß dieser die Feststcllkräfie der Druckringe unmittelbar aufnehmen muß. Da die Druckringe die außerhalb der Metallkapsel überstehenden Stirnflächen des Isolierkörpers in vollem Umfange abdecken, ist eine metallische Überbrückung der Kapselungsrohrenden unter Einbeziehung des Isolierkörpers des Wandlers nicht möglich.

Ferner sind durch die DE-AS 18 07 4% und die CH-PS 4 53 490 für den Einbau in eine vollisolierte, mctallgekapsclte Hochspannungsschaltanlage vorgesehene Einleiterstromwandler bekanntgeworden, die von der Metallkapsel vollständig umgeben und mittels eines Tragkörpers oder mittels flanschartiger Befestigungsstücke im Innern der Mctallkapsel befestigt werden.

Aus der CII-PS 4 534W und dem S)K-GM 70 17 125 ist es schließlich bekanntgeworden, als Einlciterwandler ausgebildete Ringkcrnstromwandler zu verwenden, die über das zylindrische Rohr der Metallkapselung geschoben und außen am Rohr befestigt werden.

Während der Einbau der Einleitcrstromwandler in die Metallkapsel den Nachteil zusätzlich benötigter Tragbzw. Bcfcstigungstcilc, besonderer gasdichter Durchführungen der Sckundärausleilungen durch die Mctallkapsel sowie eines erhöhten Montagcaufwandes 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 Außencinwirkungen 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 Stromwandler gegenüber den benachbarten Kapsclungssieilen der Schaltanlage isoliert ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen in eine vollisolierle, meiallgekapselle Hochspannung«= schaltanlage cinbaubaren Hinleilerstromwandler der eingangs erwähnten Art so auszugestalten, daß der Montagpnufwand gering ist und daß gleichzeitig Probleme der Durchführung der .Sekundärausleitungen des Stromwandler durch die Kapselung oder der Aufirennung der Kapselung und Isolierung der aufgetrennten Kapselungsleilc nicht auftreten. Insbesondere

soll gewährleistet sein, daß die Stromrückleitung in der äußeren Metallkapselung der Schaltanlage nicht unterbrochen ist, wobei auf störende, außerhalb des Einleitersiromwandlers liegende Überbrückungsschienen verzichtet werden soll. ■

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in die Isolierumhüllung des Wandlers im Bereich ihrer inneren Umfangsfläche ein leitender oder halbleitender Belag eingebracht ist, daß die Isolierumhüllung mit ihren Stirnseiten an Anschlußflansche der in Metallkapselung befestigbar ist und daß zur Stromrückführung und zur Herstellung einer Potentialverbindung mit dem leitenden oder halbleitenden Belag im äußeren Randbereich der Isolierumhüllung angeordnete, die Isolierumhüllung zwischen den Außenflanschen der r> Metallkapselung galvanisch überbrückende metallische Rohre eingegossen sind, in die mit den Anschlußflanschen der Metallkapselung verbindbare Befestigungsbolzen einsetzbar sind.

Wohl ist durch die DE-OS 20 "50 769 bereits ein _·ιι isolierender Abstandshalter bekanntgeworden, dessen flanschartig nach außen abgewinkeltes Ende ζ vischen zwei entsprechenden Metallkapselungsflanschen verspannt ist. Die Verspannung erfolgt durch Schraubverbindungen, wobei die Schraubenbolzen in leitend mit ·ϊ einer im Flanschbcrcieh angeordneten Abschirmung verbundenen metallischen Rohren im Bereich des nach auUcn abgewinkelten lindes des isolierenden Abstandshalter geführt sind. Die metallischen Rohre könnten zur Überbrückung der Isolierung der durch den isolierenden in Abstandshalter aufgetrennten Mctallkupsclieile herangezogen werden. Jedoch findet sich diesbezüglich kein Hinweis in dieser Druckschrift.

Der für den Einbau in eine vollisolierte, meiallgekapseltc Schaltanlage vorgesehene Einleiterslromwandler ti gemäß der Erfindung ermöglicht also, daß auf das Kapselungsrohr im Bereich des Stromwandlers ganz verzichtet wird, ohne daß die Stromrückleitung in der Metallkapselung der Schaltanlage unterbrochen ist. Die bevorzugt im Gießharzvollverguß hergestellte Isolie- n. rumhüllung 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 Isolicrumhiillcng nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung durch vorzugsweise in diese eingegossene metallische oder nichtmetallische Verstärkungseinlagen, wie Ringe, Gitter, Gewebebahnen, insbesondere aus Glasfasern, od. dgl., -.n ausreichend verstärkt sein. Besonders vorteilhaft ist der äußerst geringe Monlageanfwand für den Einleiterslromwandler gemäß der Erfindung. So entfallen nicht nur zusätzliche Trag- oder Befestigungsteile für eine Befestigung des Wandlers innerhalb des Kapselungs- r, rohres, sondern auch die unbequemen und aufwendigen Montagearbeiten innerhalb der räumlich beengten Kapselung der Schaltanlage. Durch das Einbeziehen des Einlcitcrslromwandlcrs gemäß der Erfindung in das Kapselungssystem der Schaltanlage bildet dieser einen mi mit der Schaltanlage integrierten Baustein, der sieh in die Gcsamtanlage organisch einfügt, im Gegensatz zu den auf das Kapselungsrohr aufgesetzten bekannten Einleiterstromwandlcrn, deren exponierte Anordnung für die gesamte Schaltanlage atypisch Ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an einem Ausfiihrungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.

Fi g, I zeigt einen Längsschnitt durch einen Einleiierstromwandler gemäß der Erfindung in der Sehnittebena A-Bund eine bevorzugte Ausbildung der Kuppelstellen mit der Metallkapselung der vollisolierten Hoch-Spannungsschaltanlage.

Fig.2 zeigt die Draufsicht auf den Einleiierstromwandler gemäß F i g. 1 in Pfeilrichlung C,

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

Der für den Einbau in eine vollisolierte, metallgekapselte Hochspannungsschaltanlage 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 vollisolierten, rr.fUallgekapselten Hochspannungsschaltanlage. 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 3 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 F i g. 2) sind über deren Umfang gleichmäßig verteilte metallische Rohre 13 eingegossen, in die Befestigungsbolzen 14 mit Schraubengewinden 15, 16 an deren Enden eingesetzt und mit den Anschlußflanschen 17 der Metallkapselung 18 — in Fig. I 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 slromleitendem Material, wie Aluminium, Merging 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 Abschirmelcktrode 9 an das Nicdeispannungspotential 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 Sniel in die Rohre 13 eingesetzten Befestigungsbolzen 14 sind durch Potentialverbindungskerben 22 in den metallischen Rohren 13 hergestellt, wodurch entsprechende Kontaktierungsv/atzen als Potentialverbindungen 23 entstehen (siehe F i g. 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 Melallkanseluns 18 und

dem Kinlcilcrstromwandlcr 1 über diese Metallteile erfolgt und nicht über das Gießharz. Zudem können die Befestigungsbolzen 14 oder bei entsprechender Dirnen· sioniening auch die eingegossenen Rohre Π gleichzeitig als Slromrückleitcr verwende! werden. Außerdem können in einfacher Weise zwei oder mehr dieser rinleitcrstromwandler baukastenförmig aneinandcrgesetzt und mit den Bcfcsligungsbolz.cn 14 gemeinsam mil den Anschlußflanschen 17 der Mctallkapsclung 18 verbunden werden.

Zur .Stromrückführung können auch zwischen den die Bcfesligungsbolzen 14 aufnehmenden Rohren Il im Randbereich 12 der Isolioriimhülliing 1 ein oder mehrere zusätzliche Durchbnichc zur Aufnahme \on mn den Anschlußflanschen 17 der Mctallakpsclung 18 verbindbaren l.eiterteilen (.Stromriickleiier) vorgesehen sein.

Im dargestellten Ausführungsbcispiel weist der Kinleiiersiromwandlcr I zwei Kerne, beispielsweise einen Schulz- und einen Meßkern, auf. Selbstverständlich kann die Anzahl der Kerne weitgehend beliebig gewähll werden.

Wie eingangs erwähnt, kann die Isolicrumhüllung 3 durch einen Gicßharz-Vollvcrguß hergestellt werden. Hierbei können nicht nur die Kerne und die zugehörigen Sekundärwicklungen, sondern gleichzeitig auch metallische oder nichtmetallische Verstiirkungseinlagen. wie Versteifungsringe. Gitter. Gcwcbcbahncn — vorzugsweise aus Glasfasern —. in das Umgußhar/ mit eingebettet werden.

11ι,τ.Ίΐ I HI,nt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. In eine vollisolierte, metallgekapselte Hochspannungsschaltanlage einbaubarer Einleiterstromwandler, dessen Kerne und Sekundärwicklungen durch eine allseitige Umhüllung aus elektrisch isolierendem Material geschützt sind, deren Isolation für Niederspannung bemessen ist, während die Hochspannungsisolation durch das Isoliergas innerhalb der Kapselung der Hochspannungsschaltanlage gebildet ist, wobei die Isolierumhüllung selbst das Druckgehäuse für das Isoliergas bildet, dadurch gekennzeichnet, daß in die Isolierumhüllung (3) des Wandlers (1) im Bereich ihrer inneren Umfangsfläche ein leitender oder halbleitender Belag eingebracht ist, daß die Isolierumhüllung (3) mit ihren Stirnseiten an Anschlußflansche (17) der Metallkapselung (18) befestigbar ist und daß zur Stromrückführung und zur Herstellung einer Potentialverbindung (21) mit dem leitenden oder halbleitenden Belag im äußeren Randbereich der Isolierumhüllung (3) angeordnete, die Isolierumhüllung (3) zwischen den Außenflanschen (J7) der Metallkapselung (18) galvanisch überbrückende metallische Rohre (13) eingegossen sind, in die mit den Anschlußflanschen (17) der Metallkapselung (18) verbindbare Befestigungsbolzec (14) einsetzbar sind.

2. Einleiterstrom wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Rohre (13) und die Befestigungsbolzen (14) die die Isolierumhüllung (3) überbrückenden Stromrückleiter bilden.

3. Einleiterstromwandler nsrh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Rohre (13) über den Umfang der IsHJerumhüllung (3) gleichmäßig verteilt sind.

4. Einleiterstromwandler nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den eingegossenen metallischen Rohren (13) und den Befestigungsbolzen (14) Potcntialverbindungen (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 Potentialverbindungskerbcn (22) hergestellt sind.

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

7. Einleilerslromwandler nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (9) als Gazeschirm ausgebildet ist.

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

9. Einleiterstromwandler nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr dieser Wandler (I)baukastenförmig aneinandergeset/.t und mittels Befestigungsbolzen (14) gemeinsam mit den Anschlußflanschen (17) der Mctallkapselung (18) verbindbar sind.

10. Einleiterstromwandler nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierumhüllung (J) durch in diese eingegossene metallische oder nicht metallische Verstärkungseinlagen, wie Ringe, Gitter, Gewebebahnen od. dgl., verstärkt ist.