DE2460717B2

DE2460717B2 - Spannungs-Meßeinrichtung mit einem kapazitiven Spannungsteiler für eine vollisolierte, metallgekapselte Hochspannungsschaltanlage

Info

Publication number: DE2460717B2
Application number: DE19742460717
Authority: DE
Inventors: Gerhard 1000 Berlin Kleen
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-12-19
Filing date: 1974-12-19
Publication date: 1979-12-06
Also published as: JPS5189124A; IT1051053B; DE2460717A1; DE2460717C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannungs-Meßeinrichtung mit einem kapazitiven Spannungsteiler für eine vollisolierte, metallgekapselte Hochspannungsschaltanlage, an deren Metallkapsel eine Teile des kapazitiven Spannungsteilers enthaltende Baueinheit angebracht ist, wobei der Oberspannungskondensator des kapazitiven Spannungsteilers aus einer in einem Gießharzkörper eingebetteten Hochspannungselektrode und einer Meßelektrode besteht, die von einem Leitbelag auf der Außenfläche des Gießharzkörpers gebildet ist.

Bei einer bekannten Spannungs-Meßeinrichtung dieser Art (DE-OS 22 15 928) bildet der Unterspannungskondensator des kapazitiven Teilers eine konstruktive Einheit mit dem Oberspannungskondensator, indem er von der Meßelektrode und einer diese vollständig oder nahezu vollständig umgebenden Niederspannungselektrode gebildet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannungs-Meßeinrichtung mit einer an der Metalikapsel einer vollisolierten, metallgekapselten Hochspannungsschaltanlage angebrachten Baueinheit mit Teilen des kapazitiven Spannungsteilers meßtechnisch insbesondere durch einen Unterspannungskondensator mit verhältnismäßig großer kapazität zu verbessern, wobei im Zuge dieser meßtechnischen Verbesserung eine besonders fertigungsgerechte Ausführung angesirebt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe bildet bei einer Spannungs-Meßeinrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß der Unterspannungskondensator des kapazitiven Spannungsteilers ein vollständiges Bauteil für sich und ist den Gießharzkörper umfassend angeordnet.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Spannungs-Meßeinrichtung besteht darin, daß der Unterspannungskondensator infolge seiner ein vollständiges Bauteil für sich bildenden Ausführung mit einer s relativ großen Kapazität versehen werden kann, was sich auf das Teilververhältnis der erfindungsgemäBen Spannungs-Meßeinrichtung vorteilhaft auswirkt Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Spannungs-Meßeinrichtung der Gießharzkörper mit der eingebetteten Hochspannungselektrode und der von einem Leitbelag gebildeten Meßelektrode einerseits ebenso wie der Unterspannungskondensator andererseits je für sich hergestellt werden können, was nicht nur die Herstel-

IS lung kostengünstiger und die gesamte Meßeinrichtung leichter prüfbar macht, sondern auch im Fehlerfalle nicht den gesamten Austausch der Spannungs-Meßeinrichtung gegen eine andere erfordert Von besonderer Bedeutung ist ferner der Vorteil der erfindungsgemäßen Spannungs-Meßeinrichtung, daß infolge der Umfassung des Gießharzkörpers durch den Unterspannungskondensator ein verhältnismäßig guter Wärme übertragender Kontakt zwischen Ober- und Unterspannungskondensator besteht, was sich vorteilhaft auf die Konstanz des Teilerverhältnisses bei Temperaturschwankungen auswirkt

Es ist zwar ein Spannungswandler für vollisolierte, metallgekapselte Hochspannungsschaltanlagen bekannt (DE-OS 22 45 779), bei dem ein Unterspannungskondensator eines kapazitiven Spannungsteilers ein vollständiges Bauteil für sich bildet, jedoch ist bei diesem bekannten Spannungswandler der Oberspannungskondensator nicht aus einer in einem Gießharzkörper eingebetteten Hochspannungselektrode und einer Meßelektrode gebildet, die von einem Leitbelag auf der Außenfläche des Gießharzkörpers gebildet ist; außerdem umfaßt der außerhalb des Metalirohres angeordnete Unterspannungskondensator den Oberspannungskondensator nicht.

Bei der erfindungsgemäßen Spannungs-Meßeinrichtung kann der ein vollständiges Bauteil für sich bildende Unterspannungskondensator in unterschiedlicher Weise ausgebildet werden. Als vorteilhaft wird es aber angesehen, wenn der Unterspannungskondensator in Gießharz für sich vergossen ist, also ein Gießharz-Bauelement bildet. Die Verwendung von Gießharz für den Unterspannungskondensator hat nämlich nicht nur den Vorteil eines mechanischen Schutzes für den außen um den Gießharzkörper des Oberspannungskondensators

so angeordneten Unterspannungskondensator, sondern bietet vor allem bei einer neben einer Rundwickelausführung als besonders vorteilhaft angesehenen Ausbildung des Unterspannungskondensators als Plattenkondensator den zusätzlichen Vorteil, daß als Dielektrikum für den Unterspannungskondensator auch Gießharz verwendet werden kann, so daß dann sowohl im Oberais auch im Unterspannungskondensator jeweils Gießharz als Dielektrikum vorhanden ist; dies wirkt sich vorteilhaft auf die Konstanz des Teilerverhältnisses bei Temperaturänderungen aus.

Um bei Temperaturschwankungen möglichst gut gleiche Temperaturen im Ober- und Unterspannungskondensator zu erreichen bzw. zu gewährleisten, ist der Unterspannungskondensator unter Freilassung eines Zwischenraumes um den Gießharzkörper des Oberspannungskondensators angeordnet, und der Zwischenraum ist mit wärmeleitendem Werkstoff ausgefüllt.
Zur Erläuterung der Erfindung ist in F i g. 1 ein

Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Spannungs-Meßeinrichtung mit einem als Rundwickelkondensator ausgebildeten Unterspannungskondensator dargestellt, während in Fig.2 eine Ausführung mit einem als Plattenkondensator ausgebildeten Unterspannungskondensator gezeigt ist In Fig.3 ist eine Einzelheit des Ausführungsbeispiels nach F i g. 2 wiedergegeben.

Die Spannungs-Meßeinrichtung nach Fig. 1 emhält einen Gießharzkörper 1, in dem ein Innenleiter 2 eingebettet ist Der Innenleiter 2 steht in nicht dargestellter Weise mit dem Innenleiter einer ebenfalls nicht dargestellten vollisolierten, metallgekapselten Hochspannungsschaltanlage in Verbindung, mit der die Spannungs-Meßeinrichtung über einen angegossenen Flansch 3 des Gießharzkörpers 1 gasdicht verbindbar ist Der Gießharzkörper 1, der eine zylindrische Gestalt aufweist, trägt in seinem etwa mittleren Teil auf der Außenfläche eine Meßelektrode 4 die zusammen mit dem als Hochspannungselektrode wirkenden Innenleiter 2 einen Oberspannungskondensator 5 bildet, der in seinem elektrischen Ersatzschaltbild in die Figur eingezeichnet ist

Der Gießharzkörper 1 ist von einem Rundwickelkondensator 6 als Unterspannungskondensator umgeben, der in einem Gießharzblock 7 eingebettet ist. Zwischen dem Rundwickelkondensator 6 im Gießharzblock 7 und dem Gießharzkörper 1 ist ein Zwischenraum 8 freigelassen, der mit einem gut wärmeleitenden Werkstoff ausgefüllt ist. Bei diesem Werkstoff kann es sich um einen flüssigen Isolierstoff oder um einen flüssig eingefüllten, später ausgehärteten Isolierstoff handeln. Aufgrund der vollständigen Umfassung des Gießharzkörpers 1 durch den Rundwickelkondensator 6 im Gießharzblock 7 ergibt sich ein guter Wärmeübergang zwischen den beiden Teilen, der durch den gut wärmeleitenden Werkstoff im Zwischenraum 8 noch verstärkt wird. Sowohl der von dem Gießharzkörper 1 gebildete Oberspannungskondensator als auch der von dem Rundwickelkondensator gebildete Unterspannungskondensator befinden sich damit stets auf etwa derselben Temperatur, was vorteilhaft für die Konstanz des Teilerverhältnisses des aus dem Oberspannungskondensator und dem Unterspannungskondensator gebildeten Spannungsteilers ist. Dieser Spannungsteiler ist nämlich dadurch vervollständigt, daß über eine Verbindungsleitung 9 der Leitbelag 4 mit dem Rundwickelkondensator 6 verbunden ist, der mit seinem niederspannungsseitigen Ende über eine weitere Leitung 10 an das geerdete Außenrohr der nicht dargestellten Hochspannungsschaltanlage angeschlos sen ist

Die Montage des Rundwickelkondensators 6 im Gießharzblock 7 erfolgt bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel in der Weisen daß der Gießharzblock 7 von dem in der F i g. 1 oberen Ende her über den Gießharzkörper 1 soweit aufgeschoben wird, bis er mit einem unteren Ende in eine umlaufende Nut Ii im Flansch 3 des Gießharzkörpers 1 eingreift Danach wird mittels eines Stellringes 12, der außen auf den Gießharzkörper 1 am oberen Ende aufschraubbar ist, der Gießharzblock 7 in seiner Lage fixiert

Zur Gewinnung von Schirmelektroden, die in nicht dargestellter Weise geerdet sind, ist sowohl ein unterhalb des den Leitbelag 4 tragenden Bereiches als auch der gesamte oberhalb dieses Bereiches liegende Teil des Gießharzkörpers 1 an seiner Oberfläche mit weiteren Leitbelägen 13 und 14 versehen, die bei der Herstellung zusammen mit dem Leitbelag 4 als zusammenhängender Überzug auf den Gießharzkörper 1 aufgebracht sind; durch nachträgliches Einfräsen von Nuten 15 und 16 sind der Leitbelag 4 und die Schirmelektroden 13 und 14 gebildet

Das in Fig.2 gezeigte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Spannungs-Meßeinrichtung stimmt bis auf die Ausbildung des Unterspannungskondensators vollkommen mit dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel überein. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 ist hier ein Plattenkondensator 20 als Unterspannungskondensator verwendet, der aus einem Stapel von einzelnen Plattenkondensatoren gebildet ist Wie F i g. 3 erkennen läßt, besteht der Plattenkondensator 20 aus einzelnen Plattenkondensatoren 21 und 22, die jeweils von Platten 23,24 und 25 gebildet sind. Die Platten sind untereinander durch Isolierringe 26 in festem Abstand angeordnet und werden gemeinsam von einem längeren Isolierzylinder 27 durchdrungen, in dem eine Spannschraube 28 zum Verspannen der einzelnen Plattenkondensatoren geführt ist.

Der Plattenkondensator 20 ist wiederum unter Bildung eines Gießharzblockes 29 in Gießharz vergossen und dieser Gießharzblock 29 ist dann, wie bereits im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 besenrieben, an dem Gießharzkörper 30 befestigt.

Mit der Erfindung wird eine Spannungs-Meßeinrichtung vorgeschlagen, die nicht nur wegen der Möglichkeit der Ausbildung des Unterspannungskondensators als Kondensator mit großer Kapazität vorteilhaft ist, sondern auch wegen ihrer günstigen Herstellungsweise Vorteile bietet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Spannungs-Meßeinrichtung mit einem kapazitiven Spannungsteiler für eine vollisolierte, metallgekapselte Hochspannungs-Schaltanlage, an deren Metallkapgel eine Teile des kapazitiven Spannungsteilers enthaltende Baueinheit angebracht ist, wobei der Oberspannungskondensator des kapazitiven Spannungsteilers aus einer in einem Gießharzkörper eingebetteten Hochspannungselektrcde und einer Meßelektrode besteht, die von einem Leitbelag auf der Außenfläche des Gießharzkörpers gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterspannungskondensator des kapazitiven Spannungsteilers ein vollständiges Bauteil für sich bildet und den Gießharzkörper umfassend angeordnet ist

2. Spannungs-Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterspannungskondenisator ein in Gießharz vergossenes Bauelement ist.

3. Spannungs-Meßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterspannungskondensator als Rundwickel- oder Plattenkondensator ausgebildet ist.

4. Spannungs-Meßeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterspannungskondensator den Gießharzkörper unter Freilassung eines Zwischenraumes umfaßt und daß der Zwischenraum mit gut wärmleitendem Werkstoff ausgefüllt ist.