DE2710112A1

DE2710112A1 - Current transformer with two shaft components - has annular component with iron transformer core passing through central aperture

Info

Publication number: DE2710112A1
Application number: DE19772710112
Authority: DE
Inventors: Takahiro Dipl Ing Shinohara
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1976-03-11
Filing date: 1977-03-04
Publication date: 1977-09-22
Also published as: JPS52120915U

Abstract

The two shaft components are separated by an insulating layer. The current transformer (1) is liquid insulated. Coaxial shaft components (8, 10) run in a metal tube and form inlet and outlet channels for the insulating liquid. The tube (7) is divided by an insulating layer (11) in the inlet and outlet channels (17, 18). It is interconnected by a further metal tube (12) which contains the annular component (9). The shaft components (8, 10) have different cross-sections. The iron core of the transformers (15) and the secondary winding surrounding it (16) have a square cross section, and pass through the annulus component (9).

Description

StromwandlerPower converter

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stromwandler mit einer Primärwicklung mit mindestens einer Windung, die aus einem ersten Schaftteil, einem sich daran anschließenden, das Fenster eines Eisenkernes durchsetzenden Ringteil und einem sich an diesen anschließenden, neben dem ersten Ringteil verlaufenden, weiteren Schaftteil besteht, wobei zwischen den Schaftteilen eine Isolierzwischenlage angeordnet ist.The invention relates to a current transformer with a primary winding with at least one turn, consisting of a first shaft part, one attached to it subsequent, the window of an iron core penetrating ring part and a adjoining this, next to the first ring part, further ones Shaft part consists, wherein an insulating intermediate layer is arranged between the shaft parts is.

Ein Stromwandler derartiger Ausführung ist in der DT-OS 1 638 589 beschrieben. Bei diesem Stromwandler sind sowohl die beiden Schaftteile als auch der Ringteil massiv ausgeführt und bestehen beispielsweise aus Profilmaterial oder aus Gußteilen. Die Schaft-und Ringteile sind in der Regel unmittelbar von einer Papierisolierung umgeben, in der ein Abbau der Hochspannung zwischen der Primärwicklung und dem Eisenkern mit Sekundärwicklung erfolgt. Diese aus isolationstechnischen Gründen erforderliche Isolierung hat den Nachteil, daii die vom Strom durch die Primärwicklung erzeugte Wärme nur schlecht abgeführt werden kann.A current transformer of this type is described in DT-OS 1 638 589 described. With this current transformer, the two shaft parts are also the ring part made solid and consist for example of profile material or from castings. The shaft and ring parts are usually directly from one Surrounded by paper insulation, in which a breakdown of the high voltage between the primary winding and the iron core with secondary winding. This from insulation Isolation required for reasons has the disadvantage that the current through the Heat generated by the primary winding can only be dissipated poorly.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Stromwandler vorzuschlagen, der unter Beibehaltung des Vorteils einer einfachen Herstellung den zusätzlichen Vorteil einer verhältnismäßig großen Strombelastbarkeit bietet, weil die in der Primärwicklung entstehende wärme gut abgeführt wird.The invention is therefore based on the object of a current transformer to propose the, while maintaining the advantage of simple manufacture offers the additional advantage of a relatively high current-carrying capacity, because the heat generated in the primary winding is dissipated well.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ei Strcmwandler der einFznTs beschriebenen Art erfindungsgemäß in an sich bekannter Weise flüssigkeitsisoliert und die Schaftteile sind zur Bildung eines Ein- und eines Ausströmltanals für die Isolierflüssigkei' in einen Metallrohr geführt, das durch die eine Trennwand bildende Isolierzwischenlage in den Ein- und Ausströmkanal geteilt ist; Ein-und Ausströmkanal sind über ein weiteres das Ringteil aufnehmende Metallrohr miteinander verbunden und die Schaftteile weisen einen unterschiedlicn großen Querschnitt auf. To solve this problem, a current converter of the oneFznTs is described Art according to the invention in a manner known per se liquid-insulated and the shaft parts are to form an inlet and an outlet channel for the insulating liquid guided into a metal tube through the insulating intermediate layer forming a partition is divided into the inflow and outflow; Inlet and outflow channels are via another the ring part receiving metal tube connected to each other and have the shaft parts a different sized cross-section.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Stromwandlers besteht derin, daß in den Schaftteilen mit unterschiedlich großem Querschnitt und damit unterschiedlich großem elektrischen Widcrstand eine unterschiedlich starke Erwärmung infolge des sie durchfließenden Stromes hervorgerufen wird. Dadurch erwärmt sich die jeweils im Ein- und Ausströmkanal befindliche Isolierflüssig keit unterschiedlich stark, wodurch die stärker erwärmte IsolierflUssigkeit aus dem Ausströmkanal hinausfließt und verhältnismäßig kohle Isolierflüssigkeit über den Einströmkanal angesaugt wird. Dabei werden die Schaftteile und der Ringteil gekUllt und die in ihnen erzeugte Wärme nach außen abgeführt. Probleme mit der in der Primärwicklung entstehenden Wärme ergeben sich dadurch bei dem erfindungsgemäßen Stromwandler nicht. Sin weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Stromwandlers besteht darin, daß die beschriebene Abführung der in der Primärwicklung erzeugten Wrme durch eine verhältnismäßig einfache konstruktive Ausführung des Stromwandlers erreicht. ist.The main advantage of the current transformer according to the invention is there derin that in the shaft parts with different cross-sections and thus different levels of electrical resistance produce different levels of heating caused by the current flowing through it. This heats up the insulating liquid in the inflow and outflow channels is different strong, whereby the more heated insulating liquid flows out of the outflow channel and relatively carbon insulating liquid is sucked in via the inflow channel. The shaft parts and the ring part are cooled and the one generated in them Heat dissipated to the outside. Problems with the arising in the primary winding This does not result in heat in the current transformer according to the invention. Sin another The advantage of the current transformer according to the invention is that the described Dissipation of the heat generated in the primary winding by a relatively simple one constructive execution of the current transformer achieved. is.

Es ist zwar bereits ein Stromwandler mit Thermosyphon-KUhlung bekannt (DT-OS 2 208 427), jedoch wird bei diesem Stromwandler ein Umlauf der Isolierfiüssigkeit im Wandler zum Zwecke der Wärmeabfuhr auf verbältnismäßig komplizierte Art und Weise erreicht, indem zwei elektrisch leitendc Rohre konzentrisch zueinander angeordnet und über ein Ringteil elektrisch so miteinander verbunden werden, daß der Frimärstrom von dem isleren Rohr in den Ringteil und von dort wn das äußere Rohr fließt. Dabei ist es zur Erzeugung eines Umlaufes der Isolierflüssigkeit erforderlich, daß der so gebildete äußere Ringkanal eine größere kiihlende (,berfläche als der innere Kanal aufweist und außerdem bei dem äußere ren Kanal das Verhältnis von ki hlender Oberfläche zur Kanalquerschnittsflache größer als bei dem inneren Kanal ist. Die Ausführung des bekannten Stromwandlers ist also an die Bildung von Ringkanälen im Zuführungsbereich des hochgespannten Stromes zum Ringteil abhängig.A current transformer with thermosiphon cooling is already known (DT-OS 2 208 427), however, with this current transformer, the insulating liquid circulates in the converter for the purpose of heat dissipation in a relatively complicated manner achieved by arranging two electrically conductive pipes concentrically to one another and are electrically connected to one another via a ring part in such a way that the primary current from the inner tube into the ring part and from there when the outer tube flows. Included it is necessary to generate a circulation of the insulating liquid, that the outer ring channel formed in this way has a larger cooling (, surface than the inner Has channel and also in the outer ren channel the ratio of cooler Surface to the channel cross-sectional area is greater than that of the inner channel. the Execution of the known current transformer is therefore to the formation of ring channels in the The area in which the high-voltage current is fed to the ring part is dependent.

Bei einem weiteren bekannten Stromwandler (DT-OS 2 008 868) wird der zu messende Strom über ein Flachband einem Ringteil zugeführt, von wo er über ein Rohr wieder zur Hochspannungsseite geleitet wird. Das Rohr umfaßt den Flachleiter, wobei durch Isolierstücke an beiden Längsseiten des Flachleiters für eine Isclierung gegenüber dem Rohr gesorgt ist. Außerdem wird durch den innerhalb des Rohres geführten Flachleiter das Rohr in zwei Teile unterteilt, von denen der eine Teil als Einströmkanal und der andere Teil als Ausströmkanal für eine Isolierflüssigkeit dient, die durch den Ringteil geführt wird. Der Umlauf der Isolierflüssigkeit im Ringteil wird dadurch erreicht, daß der Einströmkanal kürzer als der Ausströmkanal ausgeführt ist. Dies führt dazu, daß das Zuführungsrohr des bekannten Stromwandlers zumindest im Bereich des Ausströmkanals verhältnismäßig lang ausgeführt sein muß, um einen ausreichenden Umlauf der Isolierflüssigkeit zu erreichen. Dadurch erhöht sich die Bauhöhe des bekannten Stromwandlers, weil auch bei diesem Wandler durch eine die Primärwicklung umgebende Hochspannungsisolierung für einen ausreichenden Abbau der Hochspannung gesorgt werden muß. Außerdem ist der bekannte Stromwandler verhältnismäßig kompliziert in seiner Konstruktion.In another known current transformer (DT-OS 2 008 868) the The current to be measured is fed to a ring part via a flat strip, from where it is fed via a Pipe is routed back to the high voltage side. The tube encompasses the flat conductor, with insulating pieces on both long sides of the flat conductor for isolation towards the pipe is taken care of. It is also guided by the inside of the pipe Flat conductor divides the pipe into two parts, one part of which is used as an inflow channel and the other part serves as an outflow channel for an insulating liquid that passes through the ring part is guided. The circulation of the insulating liquid in the ring part is thereby achieves that the inflow channel is made shorter than the outflow channel. this leads to the fact that the feed pipe of the known current transformer at least in the area of the outflow channel must be made relatively long in order to achieve a sufficient To achieve circulation of the insulating liquid. This increases the overall height of the known current transformer, because this converter also has the primary winding surrounding high voltage insulation for a sufficient reduction of the high voltage needs to be taken care of. In addition, the known current transformer is relatively complicated in its construction.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in Fig. 1 teilweise im Schnitt und teilweise in einer Ansicht ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stromwandlers wiedergegeben; in Fig. 2 ist ein Querschnitt durch dieses Ausführungsbeispiel im Bereich der Schaftteile dargestellt.To explain the invention is in Fig. 1 partially in section and partly in a view an embodiment of the current transformer according to the invention reproduced; in Fig. 2 is a cross section through this embodiment in Area of the shaft parts shown.

Der dargestellte Stromwandler 1 weist einen Isolator 2 auf, der mit einer Isolierflüssigkeit, beispielsweise einem Isolieröl, gefüllt ist. Der Isolator 2 ruht auf einem Topfgehäuse 3. Oberhalb des Isolators 2 befindet sich ein Kopfgehäuse 4 mit Hochspannungsanschlußbolzen 5 und 6.The current transformer 1 shown has an insulator 2 with an insulating liquid, for example an insulating oil, is filled. The isolator 2 rests on a pot housing 3. Above the insulator 2 there is a head housing 4 with high voltage connection bolts 5 and 6.

Innerhalb des Isolators 2 ist in einem Metallrohr 7 ein Schaftteil 8 aus Profilmaterial mit rechteckförmigem C.uerschnitt angeordnet, das mit einem Ringteil 9 im Topfgehäuse 3 mechanisch und galvanisch verbunden ist. Neben dem Schaftteil 8 verläuft in dem Metallrohr 7 ein weiterer Schaftteil 10 mit ebenfalls rechteckförmigem Querschnitt, der an seinem unteren Ende ebenfalls mechanisch und galvanisch mit dem Ringteil 9 verbunden ist. Beide Schaftteile 8 und 10 sind im Kopfgehäuse 4 derart mit den Anschlußbolzen 5 und 6 verbunden, dali der Primärstrom über den einen Schaftteil 8, den Ringteil 9 und den weiteren Schaftteil 10 geführt wird. Dabei ist durch eine eine Trennwand im Metallrohr 7 bildende plattenförmige Isolierzwischenlage 11 auch dafür gesorgt, daß die beiden Schaftteile 8 und 10 elektrisch gegeneinander isoliert angeordnet sind. Das Ringteil 9 ist in einem weiteren Metallrohr 12 geführt, das dichtend mit dem unteren Ende des einen Metallrohrs 7 verbunden ist.A shaft part is located inside the insulator 2 in a metal tube 7 8 made of profile material with a rectangular cross-section, which is connected to a Ring part 9 is mechanically and galvanically connected in the pot housing 3. Next to the shaft part 8 runs in the metal tube 7, another shaft part 10, which is also rectangular Cross-section, which is also mechanically and galvanically at its lower end the ring part 9 is connected. Both shaft parts 8 and 10 are in the head housing 4 in such a way connected to the connecting bolts 5 and 6, the primary current through the one shaft part 8, the ring part 9 and the further shaft part 10 is guided. It is through a A plate-shaped insulating intermediate layer 11 forming a partition in the metal pipe 7 also ensured that the two shaft parts 8 and 10 are electrically isolated from one another are arranged. The ring part 9 is guided in a further metal tube 12 which is sealingly connected to the lower end of a metal tube 7.

Die Metallrohre 7 und 12 sind mit einer Isolierung 13 umgeben, in der die Hochspannung zum geerdeten Topfgehäuse 3 hin abgebaut wird. Dabei ist der Isolator 2 so bemessen, daß ein Zwischenraum zwischen ihm und der Isolierung 13 verbleibt, so daß ein zusammenhängender, mit Isolierflüssigkeit gefüllter Raum gebildet ist.The metal pipes 7 and 12 are surrounded by insulation 13, in which the high voltage to the grounded pot housing 3 is reduced. Here is the Insulator 2 dimensioned so that there is a gap between it and the insulation 13 remains, so that a contiguous space filled with insulating liquid is formed is.

Der Ringteil 9 mit der Hochspannungsisolierung 13 ist durch ein Fenster 14 eines Eisenkernes 15 gefUhrt, auf den eine Sekundärwicklung 16 aufgebracht ist.The ring part 9 with the high voltage insulation 13 is through a window 14 of an iron core 15 to which a secondary winding 16 is applied.

Beim Betrieb des Stromwandlers steigt die Isolierflüssigkeit in der den einen Schaftteil 8 aufnehmenden Hälfte (Einströmkanal) 17 des einen Metallrohrs 7 ab, durchströmt dann das den Ringteil 9 aufnehmende weitere Rohr 12 und strömt aus der den weiteren Schaftteil 10 aufnehmenden anderen Hälfte (Ausströmkanal) 18 des Metallrohres 7 aus, weil das eine Schaftteil 8 einen großeren Querschnitt als das weitere Schaftteil 10 aufweist; die von dem weiteren Schaftteil 10 erzeugte Joule'sche Wärme ist nämlich größer als die von einem Schaftteil 8 erzeugte, so daß der Temperaturanstieg in der Hälfte 18 größer als im Einströmkanal 17 ist.When the current transformer is in operation, the insulating liquid rises in the the one shaft part 8 receiving half (inflow channel) 17 of the one metal pipe 7, then flows through the ring part 9 receiving further tube 12 and flows out of the other half that accommodates the further shaft part 10 (outflow channel) 18 of the metal tube 7 because the one shaft part 8 has a larger cross section than the further shaft part 10; that generated by the further shaft part 10 Joule heat is namely greater than that generated by a shaft part 8, see above that the temperature rise in half 18 is greater than in the inflow channel 17.

Die in den Schaftteilen 8 und 10 und insbesondere im Ringteil 9 erzeugte Wärme wird dabei nach außen abgeführt.The generated in the shaft parts 8 and 10 and in particular in the ring part 9 Heat is dissipated to the outside.

Die Schaftteile 8 und 10 können auch quadratischen Querschnitt aufweisen.The shaft parts 8 and 10 can also have a square cross section.

Die Schaftteile 8 und 10 sind zur Aufnahme dynamischer Kräfte vorzugsweise mit Schrauben oder Bändern befestigt.The shaft parts 8 and 10 are preferred for absorbing dynamic forces fastened with screws or straps.

2 Figuren 1 Patentanspruch2 Figures 1 claim

Claims

Patent claim current transformer with a primary winding with at least a turn that consists of a. first shaft part, one himself; connected to it, the window of an iron core penetrating the ring part and an adjoining part, in addition to the first shaft part, there is another shaft part, with between an intermediate insulating layer is arranged on the shaft parts, characterized in that that the Strorwandier (1) is liquid-insulated in a manner known at s1.zn, that the shaft parts (e, 10) to form an inflow and an outflow channel for the Insulating liquid in a ': metal pipe (7) are guided out through a partition forming insulating intermediate layer (11) is divided into the inflow and outflow channel that Inlet (17) and outflow channel (18) via a further ring part (9) receiving it Netallrohr (12) are connected to one another and that the shaft parts (8, 10) have a have different cross-sections (Figures 1 and 2).