DE3050660C2 - Einheit zur Verbindung eines Hochspannungswicklungsendes mit einem Kabel - Google Patents

Description

rators mit einem Kabel, die mit wesentlich kleineren

Abmessungen gebaut werden kann.

Ausgehend von einer Ausbildung gemäß der eingangs

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ein- genannten Gattung wird diese Aufgab erfindungsgeheit zur Verbindung des Endes der Hochspannungs- 40 maß durch die im kennzeichnenden Teil des Patenianwicklung eines elektrischen Apparates mit einem Kabel spruchs genannten Merkmale gelöst üci einer solchen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Eine sol- erfindungsgemäßen Ausbildung ergibt sich die Möglich ehe Einheit ist aus der DE-AS 19 99 844 bekannt. keit einer erheblichen Verringerung der Abmessungen.

In der Elektrizitätswirtschaft strebt man zur Erhö- und es wird gleichzeitig eine Erhöhung der Bciricbssihung der übertragbaren Energien ständig nach einer 45 cherheit erzielt. Die Erfindung eignet sich dabei /ur AnSteigerung der Spannung bei deren Erzeugung. Um- wendung beim Bau von Transformatoren für hohe Lciwandlung und Übertragung, was auch zu einer Erhö- stungcn sowie insbesondere für leistungsstarke Gcncrahung der Wirkungsgrade und Verminderung der Ab- toren, /. B. Turbogeneratoren für Wärme- und Kern· mcssungen der Apparate führt. Ein dabei auftretendes kraftwerke mit Ständerspannungen von bis /u 500 kV Problem ist der Anschluß der Kabel an die Apparate, 50 wobei eine Erhöhung der Zuverlässigkeit des Gcneraz. B. der Übergang des Hochspannungskabels zur Frei- tors insgesamt erzielt wird.

leitung oder die Einführung des Kabels in einen Genera- Nachstehend wird die Erfindung durch die Beschrei-

tor oder Transformator. bung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung

Die bekannte Verbindungseinheit dient zum An- weiter erläutert. Diese zeigt den Längsschnitt einer Einschluß eines ölgefüllten Kabels an einen Transformator 55 heit zur Verbindung des Endes einer Generatorhochund hat ein rohrförmiges Gehäuse mit einem Isolier- Spannungswicklung mit dem Kabel, das den Generator rohr, in das kabelseitig der abisolierte Kabelleiter einge- mit den elektrischen Einrichtungen verbindet, schoben und mittels einer Kupplungsklemme an ein in- Die Einheit zur Verbindung des Endes einer Appara-

neres, als Stromleiter dienendes Metallrohr angeschlos- tehochspannungswicklung mit einem zu äußeren elcksen wird, welches mittels einer an seinem anderen Ende 60 trischen Einrichtungen führenden Kabel hat ein mil Iso vorgesehenen Kupplungsklemme mit dem Zuleiter des liermaterial, beispielsweise mit Öl gefülltes Gehäuse 1. Transformators verbunden ist. Im Bereich des Stromlei- Im Innern des Gehäuses 1 befindet sich das Kabelendc tenden Metallrohrs befindet sich eine 180"-Biegung, 3, an dem eine Kondensatorzurichtung 4 ausgeführt ist. und auf dem geradlinigen kabelseitigen Abschnitt ist und das Ende 5 der Hochspannungswicklung, in dem zwischen dem Isolierrohr und dem Gehäuserohr ein 65 Schirme 6 eingelegt sind und andern eine Kondcnsalordoppelkcgclförmiger Muffenkörper vorgesehen, an den zurichtung 7 ausgeführt ist.

beidseitig die jeweilige Papierisolierung mit eingelegten Die Schirme 6 des Wicklungsendes 5 stellen ein Sy-

Melallfolien stößt, die auf dem transformatorseitigen stern von konzentrischen Zylindern dar, die an ihrem

Rand die Kondensatorzurichtung 7 bilden, d. h. das kegelförmig abisolierte Kabelende, wobei auf der Kegelfläche die Isolationsschichten mit leitenden Schichten abwechseln und an der Kegelspitze das Ende des zentralen stromführenden Leiters 8 liegt

Der stromführende Leiter S des Wicklungsendes 5 und der stromführende Kabelleiter 8 des Kabelendes 3 sind mittels einer Strombrücke 9 verbunden.

Das Wicklungsinde 5 ist in eine hermetische Isolierhülle 10 eingeschlossen, die zur Trennung der Ölsysteme des Wicklungsendes und des Kabels dient.

An der Fläche der iCondensatorzurichtung 7 des Wicklungsendes 5 sind Kontaktringe 12 in einem bestimmten Abstand so angeordnet, daß jeder derselben mit einem Schirm 6 verbunden ist und somit auf dessen Potential liegt.

Die Kondensatorzurichtung 4 des Kabelendes 3 hat eingelagerte Beläge 11 und ebenfalls mit diesen verbundene Koniaktringe 12 in entsprechenden Abständen auf der Kcgciriächc. Alle Kontaktringe 12 liegen in einer /um Auiaiig der jeweiligen Könderiäatorzurichiung 7 bzw. 4 parallelen, d. h. zur Kegelachse rechtwinkligen Ebene.

Die Kontaktringe 12 des Wicklungsendes 5 liegen auch in gleichen Abständen voneinander wie die Kontaktringe 12 des Kabelendes 3, und jeder der einen Kontaktringe ist mittels einer Brücke 13 mit dem entsprechenden der anderen Kontaktringe verbunden.

Die öffnungen im Gehäuse 1, durch die die Hochspannungswicklung und das Kabel durchgeführt sind, sind mittels Dichtungen 14 abgedichtet

Gewöhnlich steht an den Kabelenden die Isolation unter härteren Bedingungen, da das an den Rändern hier auftretende elektrische Feld sehr ungleichmäßig ist und Isolationsdurchschläge möglich sind. Zur Verbesserung der Wirksamkeit der Isolation dient dann die Kondensatorzurichtung am Kabelende, die zur Sicherstellung der erforderlichen Spannungsverteilung längs ihrer Kugelfläche beträchtliche Abmessungen aufweisen muß. Die Spannungsverteilung längs der Oberfläche der Kondensatorzündung wird durch die Kapazitäten zwischen den Belägen der Kondensatorzündung, dem zentralen stromführenden Leiter und den geerdeten Teilen der Einheit zur Verbindung mit der Hochspannungswicklung beeinflußt Zur Beherrschung der Spannungen längs der Fläche der Kondensatorzündung müssen deshalb deren Abmessungen recht groß werden. So hat bei einer Übertragungsspannung von 220 kV die Kondensatorzurichtung eine Länge von ca. zwei Metern.

Die bei der beschriebenen Konstruktion der Einheit zur Verbindung des Wicklungsendes mit dem Kabel vorgesehenen Brücken 13 erzwingen eine Verteilung des Potentials an den Belägen 11 der Kondensatorzurichtung 4 des Kabelendes 3 entsprechend der Potentialverteilung in den Schirmen 6 der Hochspannungswicklung 5. was den Einfluß der Kapazitäten zwischen den Belägen 11 der Kondensatorzurichtung 4, dem stromführenden Leiter 8 des Kabelendes 3 und den geerdeten Teilen der Verbindungseinheit beseitigt und die Anordnung der Beläge 11 in minimalem Abstand ermöglicht, der durch die elektrische Festigkeit der Isolation bei gegebener Potentialdifferenz zwischen diesen Belägen 11 bestimmt wird.

Die Potentialdiffecrnz für jedes beliebige Paar von benachbarten Belägen 11 ist somit eine konstante Größe, die durch die Poteniifc/differenz zwischen benachbarten Schirmen 6 der Hochspannungswicklung bestimmt wird. Da die Hochspannungswicklung, ζ. Β. eines Generators, aus einem geschichteten Kabel ausgeführt und jeder Schirm 6 des Wicklungsendes mit seiner leitenden Kabelschicht verbunden ist so wird damit eine gleiche Potentialdifferenz an den Schirmen 6 erzielt

Die beschriebene Konstruktion der Einheit zur Verbindung des Endes einer Hochspannungswicklung mit einem Kabel kann auch zur Verbindung des Endes einer Hochspannungswicklung mit mehreren Kabeln dienen, die z. B. einen Generator mit verschiedenen Verbrauchern bei verschiedenen Winkern zwischen der geometrischen Achse des Generatorwicklungsendes und den geometrischen Achsen der Kabelenden verbindet

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

Abschnitt als spannungssteuernde Kondensatorbeläge Patentanspruch: wirken. Die äußerste Metallfolie ist über den Muffen-

körper hinweggeführt und geerdeL

Einheit zur Verbindung des Endes der Hochspan- Bei dieser Ausbildung kommt es zu ungleichmäßigen

nungswicklung eines elektrischen Apparates mit ei- 5 Verteilungen der Potentiale in den leitenden Schichten nem Kabel, die ein mit Isoliermaterial gefülltes Ge- der Kabelisolierung und demgemäß längs des die Konhäuse aufweist, in dem das Kabelende mit einer densatorzurichtung darstellenden Kegelendes dcrscl-Kondensatorzurichtung sowie das Ende der Hoch- ben. Die Potentialverteilung hängt ab von den zwischen Spannungswicklung mit Schirmen und einer Kon- den leitenden Schichten sowie zwischen diesen umi dem densatorzurichtung untergebracht sind, die stromzu- 10 Rohrgehäuse gebildeten Kapazitäten, und die auftreführenden Leiter von Hochspannungswicklung und tenden Ungleichmäßigkeiten längs des Kabelendes kön-Kabel miteinander verbunden sind, und das Ende der nen dort zu Isolationsdurchschlägen führen, wo der Hochspannungswicklung in eine hermetische Hülle Gradient des elektrischen Feldes maximal ist. Um diese eingeschlossen ist, dadurch gekennzeich- Gefahr zu beseitigen, müssen die Kegelenden der be- ^net· 15 kt nnten Kupplungsmuffe von großer Länge sein, was zu

daß die Schirme (6) des Wicklungsendes (5) ein Sy- einer entsprechenden Vergrößerung der gesamten Verstem von konzentrischen Zylindern bilden, die an bindungseinheit führt

ihrem Rand die Kondensatorzurichtung (7) bilden Ähnliches gilt für eine Verbindungseinheit zu,n An-

und mit Abstand voneinander angeordnete Kontakt- Schluß eines Kabels an die Hochspannungswicklung des ringe (12) avf-yeisen, deren jeder mit einem Schirm 20 Generators, die aus »Starkstromkabel und Hochspan-(6) Verbundes «si, nungskabeüeitungen« von V. A. Privcscnccv und E. T

daß die Beläge (11) der Kondensatorzurichlung (4) Larina. Moskau 1970, S. 72-73 und 77-79 bekannt isL des Kabelendes (3) mit auf deren Fläche in gleichem Diese bekannte Kabelverbindungscinheil entspricht j Abstand angeordneten Kontaktringen (12) verbun- ebenfalls der oberbegrifflich vorausgesetzten Gattung,

^{dcn smd}· 25 und auch sie hat den Nachfeil der ungleichmäßigen

daß alle Kontaktringe (12) in einer zum Anfang der Spannungsverteilung längs der Fläche drr Kondensajeweiligcn Kondensatorzündung (7) parallelen tor/urichlung des Kalslcndes. was an den Stellen der Ebene angeordnet sind, größten Feldstärke zur Gefahr von Durchschlägen

daß jeder Kontaktring (12) des Wicklungsendes (5) führt Auch diese Einheit zur Verbindung einer Gencramit dem entsprechenden Kontaktring (12) des Ka- 30 torhochspannungswicklung mit einem Kabel ist deshalb belendes (3) nr'tels einer Brücke (13) verbunden ist, von großer Länge, weil die Kondensatorzurichtung des und daß die Verbindung der stromführenden Leiter Kabelendes eine große Länge aufweisen muß. (8) des Wicklungsendes φ) und des Kabelendes (3) Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Einheit

eine Starkstrombrücke (9) ist zur Verbindung des Endes der Hochspannungswicklung

35 eines elektrischen Apparates, insbesondere eines Genc-