DE3012165C2

DE3012165C2 - Gas- oder flüssigkeitsisolierter Meßwandler

Info

Publication number: DE3012165C2
Application number: DE3012165A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Bahr; Klaus-Dieter Dipl.-Ing. Kersten; Peter Ing.(grad.) 1000 Berlin Stenzel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-03-27
Filing date: 1980-03-27
Publication date: 1983-09-01
Also published as: EP0037367A1; EP0037367B1; ATE5925T1; BR8101828A; DE3012165A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen gas- oder flüssigkeitsisolierten Meßwandler mit einem Kopfgehäuse, das eine Öffnung zur Aufnahme mindestens eines stabförmigen primären Anschlußelementes aufweist, wobei das Gehäuse im Bereich der Öffnung einen Flansch trägt, der durch ein isolierendes Ringteil gegenüber dem primären Anschlußelement isoliert ist und an seiner vom Gehäuse abgewandten Seite einen Dichtungsring aufweist gegen den ein scheibenförmiges Druckelement mit einer den Abmessungen des primären Anschlußelementes entsprechend bemessenen Mittenausnehmung gepreßt ist.

Ein bekannter Meßwandler dieser Art (US-PS 80 009) ist als Kopfstromwandler ausgebildet und weist einen stabförmigen Primärleiter auf. Die Enden des stabförmigen Primräleiters bilden stabförmige primäre Anschlußelemente des Wandlers. Der stabförmige Primärleiter ist an einem Ende mit einem Flansch verschweißt der unter Zwischenlage einer ringförmigen Dichtung mit einem eingeschweißten Flansch des Kopfgehäuses verschraubt ist An seinem anderen Ende ist der Primärleiter galvanisch vom Kopfgehäuse isoliert und abgedichtet durch eine Öffnung des Kopfgehäuses geführt
Das Kopfgehäuse ist zu diesem Zwecke im Bereich

ίο seiner Öffnung mit einem eingeschweißten Flansch versehen, der durch ein isolierendes Ringteil gegenüber dem das primäre Anschlu. jlement bildenden Ende des stabförmigen Primärleiters isoliert ist Der Flansch weist außerdem an seiner vom Gehäuse abgewandten

[5 Seite einen Dichtungsring auf, gegen den ein scheibenförmiges Druckelement gepreßt ist Dieses scheibenförmige Druckelement ist von einer Art Mutter gebildet, die eine Ausnehmung mit einem Gewinde aufweist Damit wird die Mutter auf das mit einem Außengewinde versehene Ende des stabförmigen Primärleiters geschraubt, wodurch der Flansch des Gehäuses über den Dichtring nicht nur mit dem scheibenförmigen Druckelement verspannt wird, sondern über einen weiteren inneren Dichtring auch mit einem Anschlag, der sich innerhalb des Gehäuses auf dem stabförmigen Primärleiter befindet.

Bei dem bekannten Meßwandler ist die Verbindungsstelle des das stabförmige primäre Anschlußelement bildenden Endes des stabförmigen Primärleiters mit dem Gehäuse auf der Seite verhältnismäßig kompliziert wo auch eine Isolierung des Kopfgehäuses vom primären Anschlußelement vorgesehen sein muß. Außerdem tritt bei Längenänderungen des stabförmigen Primärleiters infolge Erwärmung eine Belastung des Kopfgehäuses ein, weil dieses dann seitlich ausgelenkt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gas- oder flussigkeitsisolierten Meßwandler mit einem Kopfgehäuse vorzuschlagen, bei dem die Verbindungsstelle zwischen dem K jpfgehäuse und dem stabförmigen primären Anschlußelement auch dort einfach ausgestaltet werden kann, wo eine Isolierung zwischen dem Kopfgehäuse und dem primären Anschlußelement erforderlich ist. Außerdem soll diese Verbindungsstelle so gestaltet werden, daß durch das primäre Anschlußelement und seine Verbindung selbst dann keine mechanische Belastung auf das Kopfgehäuse ausgeübt wird, wenn das primäre Anschlußelement das Ende eines das Kopfgehäuse durchsetzenden, stabförmigen Primärleisters bildet.

Zur Lösung dieser Aufgabe besteht bei einem gas- oder flüssigkeitsisolierten Meßwandler der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß das scheibenförmige Druckelement aus einem isolierenden Werkstoff, welches mit einem axialen Ansatz das isolierende Ringteil bildet durch mehren: Schrauben mit dem Flansch verspannt ist und im Bereich seiner Mittenausnehmung mindestens einen Radialdichtring aufweist
Für sich gesehen ist es bekannt (Dubbel: »Handbuch für den Maschinenbau«, 13. Auflage, Band I, Springer-Verlag, 1974, Seite 816, Bild 228), bei Muffenverbindungen Gummiringe als Radialdichtungen einzusetzen. Probleme hinsichtlich der elektrischen Isolation und der damit verbundenen konstruktiven Besonderheiten treten hier jedoch nicht auf.

Weiterhin ist es bekannt (DE-AS 15 63 448), bei einem Hochspannungsstromwandler über eine Ringscheibe und isolierende Flansche am Gehäuse des Wandlers

eine Verspannung der Schalen des Gehäuses vorzunehmen. Durch eine Öffnung in der Ringscheibe und zwischen den Flanschen wird der stabförmige Hochspannungsleiter frei, ohne besondere Dichtungsmittel geführt, und es ist eine besondere Halterung zum Abstützen des Hochspannungsleiters am Gehäuse vorhanden.

Die Anbringung des Radialdichtringes kann bei dem erfindungsgemäßen Stromwandler im Bereich der Mittenausnehmung des scheibenförmigen Druckelementes in unterschiedlicher Weise erfolgen. Als vorteilhaft wird es jedoch angesehen, wenn das scheibenförmige Druckelement im Innern seiner Mittenausnehmung mindestens eine umlaufende Nut mit dem Radialdichtring aufweist und wenn das scheiben- is förmige Druckelement durch mehrere Schrauben mit dem Flansch verspannt ist Vorzugsweise sind zwei umlaufende Nuten mit jeweils einem Radialdichtring hintereinander in der Ausnehmung vorgesehen. Der besondere Vorzug dieser Ausführungsform bedarin, daß durch Befestigung des scheibenförn. .n Druckelementes an dem Flansch die Dichtung im Bereich der Öffnung des Kopfgehäuses vervollständigt ist

Als vorteilhaft wird es ferner angesehen, -*enn das scheibenförmige Druckelement an dem vom Kopfgehäuse abgewendeten Ende der Mittenausnehmung eine umlaufende Abschrägung aufweist, in der der Radialdichtring liegt; gegen den Radialdichtring ist eine Druckplatte gepreßt Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, daß die Aufnahme für den Radialdichtring vergleichsweise einfach hergestellt werden kann; als zusätzlicher Aufwand erweist sich hierbei die Druckplatte, die im angepreßten Zustand erst die Dichtung wirksam werden käßt

Die Druckplatte kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. Als vorteilhaft wird es angesehen, wenn sie aus einem isolierenden Werkstoff besteht und durch mehrere Schrauben mit dem Flansch und dem scheibenförmigen Druckelement verspannt ist. In diesem Falle können mit den Schrauben sowohl das scheibenförmige Druckelement als auch die Druckplatte mit dem Flansch des Kopfgehäuses verspannt werden.

Es kann aber auch vorteilhaft sein, wenn die Druckplatte aus Metall besteht und mit dem primären Anschlußelement verschweißt ist; die Druckplatte ist an dem scheibenförmigen Druckelement befestigt, das seinerseits mit dem Flansch verspannt ist. Einer derartigen Ausführung wird man beispielsweise dann >« den Vorzug geben, wenn das primäre Anschlußelement nicht von dem Ende eines stabförmigen Primärleiters eines Kopfstromwandlers gebildet ist, sondern ein selbständiges, verhältnismäßig kurzes stabförmiges Anschlußelement eines Wandlers darstellt, an dessem im Kopfgehäuse liegenden Ende beispielsweise die Zuführungen zu einer in einem Topfgehäuse untergebrachten Primärwicklung befestigt sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Meßwandler hat es sich auch als vorteilhaft erwiesen, wenn das scheibenförmige Druckelement einen axialen Ansatz trägt, der das isolierende Ringteil bildet. Auf diese Weise läßt sich die Zahl der zum Aufbau des erfindungsgemäßen Meßwandlers erforderlichen Bauteile senken.

Bei einem als Stromwandler mit einem zylindrischen Kopfgehäuse ausgebildeten Meßwandler können in an sich bekannter Weise das primäre Anschlußelement und ein gegenüberliegendes weiteres primäres Anschlußelement die Enden eines stabförmigen Primärfcriters bilden und aufgrund der beschriebenen Anbringung des primären Anschlußelements in der Öffnung des Kopfgehäi'ses das zylindrische Gehäuse mit seiner Achse in paralleler Richtung zum stabförmigen Primärleiter angebracht sein. Die Montage des stabförmigen Primärleiters kann nämlich ausschließlich von außen erfolgen; ein Eingriff von innen zum möglicherweise erforderlichen Regulieren der Stellung eines Abstandselementes, wie dies bei dem oben beschriebenen bekannten Stromwandler erforderlich ist, muß hier auf keinen Fall vorgenommen werden, so daß das Kopfgehäuse des erfindungsgemäßen Meßwandlers nicht in horizontaler Richtung geteilt sein muß.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Meßwandlers besteht darin, daß zur Abdichtung der Öffnung des Kopfgehäuses eine Verspannung des primären Anschlußelementes mit dem Kopfgehäuse nicht erforderlich ist; es bedarf deshalb auch im Innern des Kopfgehäuses auf dem stabförmigen primären Anschlußelementes eines Anschlages nicht, der bei dem bekannten Stromwandler zur Verm:. iung einer mechanischen Beanspruchung des Kopfgehäu: es erforderlich ist Das primäre Anschlußelement ist bei dem erfindungsgemäßen Meßwandler im Bereich der öffnung im Kopfgehäuse überhaupt nicht verspannt, weil die Abdichtung des Kopfgehäuses im Bereich des primären Anschlußelementes außer dem Dichtring am Flansch durch mindestens einen Radialdichtring im Bereich der Mittenausnehmung erfolgt. Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Meßwandlers ist darin zu sehen, daß er im Bereich des primären Anschlußelementes verhältnismäßig einfach ausgebildet ist, weil das primäre Anschlußelement nicht mit einem Außengewinde und das scheibenförmige Druckelement in seiner Mittenausnehmung nicht mit einem Innengewinde versehen sein muß; sowohl das primäre Anschlußelement als auch das scheibenförmige Druckelement kann bezüglich seiner Mittenausnehmung als gerader Zylinder ausgeführt sein. Außerdem benötigt der erfiridungsgemäße Meßwandler im Innern des Kopfgehäuses auf dem primären Anschlußelement keinen Anschlag, wouurch nicht nur an Bauelementen, sondern auch an Herstellungskosten gespart ist.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in

F i g. 1 das Kopfgehäuse eines als Kopfstromwandler ausgebildeten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Meßwandlers, in

F i g. 2 die Einzelheit A nach F i g. 1 vergrößert, in

F i g. 3 eine weitere Ausbildungsmöglichkeit der Verbindungsstelle im Bereich der Einzelheit A und in

F i g. 4 eine wei/ere Ausführungsform der Verbindungsstelle im Bereich der Einzelheit A wiedergegeben.

Das in F i g. I dargestellte Kopfgehäuse 1 eines Kopf, tiomwandlers 2 besteht aus einem zylindrischen Teil 3. einem Kappenteil 4 und einem Flanschteil 5. Das Kappenteil 4 ist mit dem zylindrischen Teil 3 beispielsweise durch Schweißen verbunden, während das Flanschteil 5 mit einem Innenflansch 6 des zylindrischen Teils 3 verschraubt ist. Mit dem Flanschteil 5 ist ein Ende 7 eines stabförmigen Primärleiters durch Schweißen verbunden.

Das Gehäuse 1 weist im Bereich des Kappeviteiles 4 eine öffnung 9 auf, die von einem an dem Kappenteil 4 angeschweißten Flansch 10 gebildet ist. Der Flansch 10 weist auf einer vom Gehäuse 1 abgewendeten Seite U eine umlaufende Nut 12 auf. in der ein Dichtring 13, vorzugsweise ein O-Ring, liegt. Der Flansch 10 weist

auüerdem mehrere Gewindebohrungen 14 auf (siehe F ig. 2).

An die Seite 11 des Flansches 10 ist ein scheibenförmiges Druckelement 15 gepreßt, wodurch der Dichtring 13 wirksam wird. Das scheibenförmige Druckelement 15 besitzt eine Mittenausnehmung 16. durch die ein primäres Anschlußelement 17 geführt ist. das in dem dargestellten Allsführungsbeispiel von dem anderen Ende des stabförmigen Primärleiters abgebildet ist. An dem vom Kopfgehäuse 1 abgewandten Ende der Mittenausnehmung 16 weist das scheibenförmige Druckelement 15 eine Abschrägung 18 auf, in der ein Radialdichtring 19 untergebracht ist.

Dem scheibenförmigen Druckelement 15 benachbart ist eine Druckplatte 20 angeordnet, die ebenso wie das scheibenförmige Druckelement aus einem isolierenden Werkstoff besieht. Die Druckplatte 20 weist ebenso wie das scheibenförmige Druckelement 15 Bohrungen zur Aufnahme von Befestigungsschrauben 21 auf. Zur Aufnahme des Schraubenkopfes ist die Druckpiüiic iiiii Einsenkungen 22 versehen. Nach Eindrehen der Schrauben 21 sind das scheibenförmige Druckelement 15 und die Druckplatte 20 mit dem Flansch 10 verspannt, wobei das Kopfgehäuse 1 sowohl an der Seite 11 des Flansches 10 als auch im Bereich des primären Anschlußeiementes 17 nach außen sicher abgedichtet ist. Dabei ist die Abdichtung ohne jegliche Verspannung des Gehäuses 1 erreicht, weil an dem Flansch 10 lediglich das scheibenförmige Druckelement 15 und die Druckplatte 20 befestigt werden, die jedoch nicht an dem primären Anschlußelement 17 angreifen. In dem dargestellten Fall des Kopfstromwandlers mit einem stabförmigen Primärleiter hat diese Art der Ausbildung der Dichtungsstelle außerdem den Vorteil, daß sich bei einer infolge Stromdurchflusses erfolgenden Erwärmung der Piimärleiter in axialer Richtung ausdehnen kann, ohne daß dadurch das Gehäuse 1 beansprucht wir'¹

Bei der Dichtungsstelle nach F i g. 3 ist der Flansch 10 in der schon beschriebenen Weise mit dem Kopfgehäuse 1 verbunden und weist wiederum an seiner Seite 11 einen Dichtring 13 auf. Ein scheibenförmiges Druckelement 30 ist ebenfalls wiederum mit einer Mittenausnehmung 31 versehen, die jedoch in ihrem Innern zwei umlaufende Nuten 32 und 33 zur Aufnahme jeweils

eines Radialdichtringes 34 und 35 aufweist. Das scheibenförmige Druckelement 30 ist mit einer Durchgangsbohrung 36 versehen, um mittels Schrauben 37 ein Verspannen mit dem Flansch 10 zu erreicher..

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführung der Dichtungssteile im Bereich des mit dem Gehäuse I verbundenen Flansches 10 ist letzterer in der wiederholt beschriebenen Weise ausgestaltet. Ein scheibenförmiges Druckelement 40 weist wiederum eine Mittenausnehmung 41 auf, die an ihrem vom Kopfgehäuse 1 abgewandten Ende eine Abschrägung 42 zur Aufnahme eines Radialdichtringes 43 besitzt. Gegen das scheibenförmige Druckelement 40 ist eine Druckplatte 44 mittels Schrauben 45 gepreßt: die Druckplatte 44 ist dabei mittels einer Schweißnaht 46 mit einem primären Anschlußelement 47 verbunden, bei dem es sich im dargestellten Alisführungsbeispiel nicht um das Ende eines stabförmigen Primärleiters, sondern um ein relativ kurzes stabförmiges selbständiges Anschlußelement

Ef₁IlIUClM Süll. An der ίΓΓι \_iCnaü3C liCgCriuCn oCitC 48

dieses Anschlußelementes 47 können dann in nicht mehr dargestellter Weise die Zuführungen zu einer beispielsweise in einem Fußgehäuse untergebrachten Primärwicklung befestigt sein.

Bei der Ausführung nach Fig. 4 dient also die Druckplatte 44 nicht nur zur Bewerkstelligung der Dichtung im Bereich des primären Anschlußelementes 47 , sondern gleichzeitig zur mechanischen Halterung dieses Aäsjhlußelementes am Kopfgehäuse 1.

Das scheibenförmige Druckelement 40 ist mit einem axialen Ansatz 49 versehen, der zur Isolierung des Flansches 10 und damit des Kopfgehäuses 1 gegenüber dem primären Anschlußelement ·»/' dient. Entsprechende axiale Ansätze weisen übrigens auch die scheibenförmigen Druckelemente der Ausführungsbeispiele nach den Figuren 1 bis 3 auf.

Nachzutragen ist noch, daß sich bei dem in Fig. I dargestellten Ausführungsbei-spiel innerhalb des Kopfgehäuses 1 in bekannter Weise eine Kernschale 50 befindet, die mittels eines Verbindungsgliedes 51 an einem Metallrohr 52 einer im übrigen nicht weiter dargestellten Durchführung 53 befestigt ist. Innerhalb der Kernschale 50 befinden sich in ebenfalls bekannter Weise mehrere Eisenkerne mit aufgebrachter Sekundärwicklung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Gas- oder flüssigkeitsisolierter Meßwandler mit einem Kopfgehäuse, das eine Öffnung zur Aufnahme mindestens eines stabförmigen primären Anschlußelementes aufweist, wobei das Gehäuse im Bereich der Öffnung einen Flansch trägt der durch ein isolierendes Ringteil gegenüber dem primären Anschlußelement isoliert ist und an seiner vom Gehäuse abgewandten Seite einen Dichtungsring aufweist, gegen den ein scheibenförmiges Druckelement mit einer den Abmessungen des primären Anschlußelementes entsprechend bemessenen Mittenausnehmung gepreßt ist dadurch gekennzeichnet, daß das scheibenförmige Druckelement (15) aus einem isolierenden Werkstoff besteht und mit einem axialen Ansatz das isolierende Ringteil bildet daß das scheibenförmige Druckelement (15) durch mehrere Schrauben (21) mit dem Flansch (10) verspannt ist und daß das scheibenförmige Druckelement (15) im Bereich seiner Mittenausnehmung (16) mindestens einen Radialdichtring (19) aufweist (F ig. 2).

2. Meßwandler nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet daß d as scheibenförmige Druckelement (30) im Innern seiner Mittenausnehmung (31) mindestens eine umlaufende Nut (32; 33) mit dem Radialdichtring (34; 35) aufweist (F i g. 3).

3. Meßwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das scheibenförmige Druckelement (15) an dem vom Kopfgehäuse (1) abgewandten Ende der Mittenausnehmung (16) eine umlaufende Abschrägung (18) aufweist in der der Radialdichtring (19) liegt und daß gegen aen Radialdichtring (19) eine Druckplatte (20) gepreßt is.» 'F i g. 2).

4. Meßwandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (20) aus einem isolierenden Werkstoff besteht und durch mehrere Schrauben (21) mit dem Flansch (10) und dem scheibenförmigen Druckelement (15) verspannt ist (F ig. 2).

5. Meßwandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (44) aus MetHI besteht und mit dem primären Anschlußelement (47) verschweißt ist, und daß die Druckplatte (44) an dem scheibenförmigen Druckelement (40) befestigt ist, das seinerseits mit dem Flansch (10) verspannt ist (F ig. 4).