-
-
Durchführung mit Steuerelektrcde für Hochspannungsanlagen
-
Die Erfindung befaßt sich mit einer Durchführung für Hochspannungsanlagen,
insbesondere metallgekapselte, druckgasisolierte Hochspannungsanlagen, mit einem
Durchführungsleiter und einer. elektrisch mit diesem verbundenen, das elektrische
Feld steuernden Elektrode.
-
Durchführungen dieser Art sind beispielsweise durch die deutschen
Offenlegungsschriften 20 50 769 und 21 57 101 bekannt geworden.
-
Die Elektroden sind bei diesen Durchfiihrungen einstückig mit den
Durchführungsleitern ausgebildet und ragen in den Isolierkörper der Durchführung
derart hinein, daß eine örtlich zu starke dielektrische Beanspruchung des Isolierstoffes
vermieden wird. Im Betrieb der Hochspannungsanlagen erwärmen sich die stromführenden
Teile und damit auch der Durchführungsleiter und die mit ihm verbundene Elektrode.
Bei Hochspannungsanlagen für große Leistungen, in denen betriebsmäßig Ströme von
mehreren tausend Ampere fließen können, kann sich die Elektrode so stark erhitzen,
daß der angrenzende Isolierstoff des Durchführungsisolators in Mitleidenschaft gezogen
werden kann. Diese Gefahr besteht auch bei hochwertigen Isolierstoffen, z. B. mit
Füllstoffen ersetzten Epoxidharzen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Isolierkörper von Durchführungen
der genannten Art gegen zu starke thermische Beanspruchung zu schützen.
-
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Elektrode
mit dem Durchführungslclter unter Bildung eines in axialer Richtung wenigstens einseitig
offenen Zwischenraumes durch eine den mechanischen Zusammerihalt gewährleistende
Brücke verbunden ist. Diese Brücke beschränkt den Wärmefluß von dem Durchführungsleiter
zu der Elektrode, die sich infolgedessen nicht mehr so stark erhitzen kann. Ferner
wird die Elektrode von innen gekühlt, weil der Zwischenraum mit der umgebenden Atmosphäre
in Verbindung steht, bei der es sich im allgemeinen um ein unter Druck stehendes
Isoliergas handelt. Die Knicke kann bezüglich der Elektrode einseitig oder mittig
angeordnet sein, so daß ein Zwischenraum oder zwei Zwischenräume entstehen. Bei
rotationssynunetrischer Anordnung, wie sie bei druckgasisolierten Hochspannungsanlagen
im allgemeinen vorliegt, hat die Brücke die Gestalt eines Zylinderringes.
-
Auf die mechanische Festigkeit der Anordnung wirkt es sich günstig
aus, enn die Elektrode und der Durchführungsleiter einstückig mit der Brücke ausgebildet
werden.
-
Der Zwischenraum zwischen der Elektrode und dem Durchführungsleiter
hat die Gestalt eines einseitig offenen Ringraumes. Die elektrodenseitige Begrenzung
dieses Ringraumes kann der Kontur der Elektrode angepaßt sein. Ferner können Vorsprünge
oder Eindrehungen vorgesehen sein, um die Oberfläche des Zwischenraumes zu vergrößern
und dadurch die Kühlwirkung zu verbessern.
-
Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert.
-
Die Figur 1 zeigt eine Durchführung für eie metallgekapselte, druckgasisolierte
Hochspannungsanlage.
-
In der Figur 2 ist ein Ausschnitt einer Durchführung im Bereich des
Durchführungsleiters und der Elektrode im Schnitt dargestellt.
-
Die in der Figur 1 gezeigte Metallkapselung 1 umschließt einen Leiter
2, der mittels einer Durchführung 3 zentrisch in der eallkapselung 1 unterstützt
ist. Die Durchführung 3, die annähernd die
Gestalt eines Hohlkegels
aufweist, ist an ihrem äußeren Umfang zwischen einem Flansch 4 der Metallkapselung
1 und einen weiteren Flansch 5 eines anschließenden, nicht näher dargestellten Kapselungsabschnittes
an einem Stützring 6 gehalten. Einzelheiten dieser Anordnung sind z. B. der deutschen
Offenlegungsschrift 21 57 101 zu entnehmen.
-
An ihrem inneren Umfang ist die Durchführung 3 mit einem Durchführungsleiter
7 und einer Elektrode 10 versehen. Diese beiden Teile sind einstückig ausgebildet
und sind in den Isolierstoff der Durchführung eingebettet. Zwischen der Elektrode
10 und dem Durchführungsleiter 7 ist ein ringförmiger Zwischenraum 11 vorhanden,
der über eine Öffnung 12 mit der Gasatmosphäre im Inneren der Metallkapselung 1
in Verbindung steht. Ein Wärmedurchgang von dem Durchführungsleiter 7 zu der Elektrode
10 kann daher nur über die zwischen den beiden Teilen vorhandene Brücke 13 fließen,
deren Querschnitt so gewählt ist, daß einerseits ein zuverlässiger mechanischer
Zusammenhalt gewährleistet ist, andererseits der siZcirmedurchgang behindert ist.
Bereits hierdurch wird die Wärmebeanspruchung des Isolierstoffes der Durchführung
3 herabgesetzt.
-
Ferner hat das in der Metallkapselung befindliche Isoliergas Zutritt
zu dem Zwischenraum 11, wodurch eine Kühlung der Elektrode 10 erreicht wird.
-
Nähere Einzelheiten einer Durchführung im Bereich der Elektrode und
des Durchführungsleiters sind der Figur 2 zu entnehmen. An den Durchführungsleiter
20 schließen sich beidseitig Abschnitte 21 und 22 von Sammelschienenleitern an.
Zur Verbindung dieser Leiter dienen in Eindrehungen 23 bzw. 24 angeordnete Befestigungselemente
25 bzw. 26. Die Eindrehungen sind durch Rohrabschnitte 27 bzw. 28 abgedeckt.
-
Der Durchführungsleiter 20 ist wiederum einstückig mit einer Elektrode
30 ausgebildet, die mit dem Durchführungsleiter 20 über eine Brücke 31 in Verbindung
steht. Die Elektrode 30 hat eine gcwölbte Kontur, damit nirgends eine zu starke
Konzentration elektrischer Feldlinien auftritt. Dem Verlauf der Feldlinien angepaßt
ist die Form des Isolierkörpers 32, der aus einem mit Füllstoffen versetzten Epoxidharz
bestehen kann. Die Elektrode 30 kann zusam-
men mit dem Durchführungsleiter
20 bei der Herstellung der Durchführung in das Gießharz eingebettet und dadurch
fest verankert sein. Der zwischen der Elektrode 30 und dem Durchführungsieiter 20
vorhandene Zwischenraum 33 steht über eine Öffnung 34 mit der umgebenden Gasatmosphäre
in Verbindung. Die äußere Begrenzung des Zwischenraumes 33 ist dabei an die Kontur
der Elektrode 30 angepaßt, wodurch sich im Anschluß an die Öffnung 34 eine Erweiterung
des Zwischenraumes 33 ergibt.
-
Die Gestalt der Elektroden und der Zwischenräume sowie der zwischen
beiden vorhandenen Brücken läßt sich je nach den vorliegenden thermischen und dielektrischen
Beanspruchungen gegenüber den dargestellten Ausführungsbeispielen abwandeln. Beispielsweise
kann der Querschnitt der Brücken 13 in Fig. 1 bzw. 31 in Fig. 2 unter schiedlich
breit gewählt werden, je nachdem, wie groß die zu erwartende Erwärmung des Durchführungsleiters
und der Elektrode ist.
-
Ein bestianter Mindestquerschnitt wird jedoch benötigt, um den sicheren
mechanischen Zusammenhalt zwischen dem Isolierkörper der Durchführung und dem Durchführungsleiter
sicherzustellen. Im Unter schied zu den Ausführungsbeispielen kann die Brücke auch
mittig angeordnet werden, so daß zwei nach beiden Seiten offene Zwischenräume entstehen.
Diese Zwischenräume ebenso wie die in den Figuren dargestellten Zwischenräume können
noch so ausgebildet werden.
-
daß die Wärmeabgabe an das umgebende Cas verbessert wird, z. B.
-
durch Rillen oder Rippen.
-
Zur Herstellung der Elektroden und der Durchführungsleiter als einheitliche
Körper komme unterschiedliche Verfahren in Betracht.
-
Je nach der benötigten Stückzahl kann es günstiger sein, die Teile
zu schmieden oder im Kokillenguß herzustellen. In beiden Fällen kann der Zwischenraum
zwischen der Elektrode und dem Durchführungsleiter bereits als Roh- oder Fertigform
eingearbeitet sein. Als Material eignen sich sowohl für das Schmieden als auch den
Kokillenguß Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen.
-
2 Figuren 3 Ansprüche
L e e r s e i t e