DE3102849A1

DE3102849A1 - "anordnung zur innenpotentialsteuerung bei verdrillten generatorstaeben"

Info

Publication number: DE3102849A1
Application number: DE19813102849
Authority: DE
Inventors: Günter Ing.(grad.) 4330 Mülheim Kremser; Arnold Dr.Rer.Nat. Wichmann
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-01-29
Filing date: 1981-01-29
Publication date: 1982-08-26
Also published as: CH656752A5; JPS57145542A; DE3102849C2

Description

Anordnung zur Innenpotentialsteuerung bei verdrillten
Generaotrstäben Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur innenpotentialsteuerung bei verdrillten Generatorstäben gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Anordnung zur Innenpotentialsteuerung ist aus der DE-OS 27 55 050 bekannt. Bei dex dort; beschriebenen Anordnung ist der halbleitende Flächenstoff in Form eines Bandes um das aus isolierten Teil leitern aufgebaute Leiterpaket gewickelt und an einer einzigen Kontatstelle mit einem der Teilleiter galvanisch verbunden, wobei (iieeser Teilleiter im Bereich der Kontaktstelle von seiner Isolierung befreit ist. Nachtei.lig ist hierbei, daß durch den relativ großen Widerstand des haibleitenden Flächenstoffes eine gleichmäßige Potentialfestlegung über die gesamte Stablänge nicht möglich ist. Andererseits wäre eine Anbringung von mehreren Kontaktstellen zwischen dem halbleitenden Flächenstoff und dem gleichen Teilleiter mit erheblichem Aufwand verbunden, zumal der Teilleiter durch die Verdrillung ständig seine Lage im Leiterplket wechselt und somit für das Anbringen der Kontaktstellen schwer aufzufinden ist.
Bei einer anderen aus der AT-PS 277 375 bekannten Anordnung erfolgt die Innenpotentialsteuerung durch ein um das Leiterpaket gewickeltes Band, welches aus nebeneinanderliegenden metallischen Fäden besteht, die durch einen Querschuß aus nicht leitendem Material miteinander verwoben sind. Dieses Band ist; ebenfalls zur einer einzigen Kontaktstelle mit einem der Teilleiter galvanisch ver- bunden. Durch den relativ geringen Widerstand des Bandes ergibt sich zwar eine über die gesamte Stablänge gleichmäßige Potentialfestlegung, wobei aber gerade wegen des geringen Widerstandes hohe Wirbelstromverluste auftreten, die zu einer unerwünschten Erwärmung führen. Diese Erwärmung kann im Kurzschlußfall so groß werden, daß die metallischen Fäden des Bandes verdampfen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Innenpotentialsteuerung bei verdrillten Generatorstäben zu schaffen, welche mit geringem Aufwand und unter Vermeidung von Wirbelstromverlusten zu einer über die gesamte Stablänge möglichst gleichmäßigen Potentialfestlegung führt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Durch die Anbringung des Kontaktleiter wird mit geringem Aufwand eine sich über die gesamte Stablänge erstreckende galvanische Koppelung zwischen dem halbleitenden Flächenstoff und dem nur an einer einzigen Kontaktstelle galvanisch angelenkten Teilleiter erreicht. Somit ergibt sich eine über die gesamte Stablänge gleichmäßige Potentialfestlegung, welche bei der isolationsprüfung eine einwandfreie Messung des di elektriscb en Verlustfaktors und eine sichere Qualitätsbeurteilung ermöglicht.
Der Kontaktleiter kann durch ein Kühlrohr gebildet sein, welches auf der dem. halbleitenden Flächenstoff zugewandten Seite von seiner Isolierung befreit ist. Hierdurch kann bei Generatorstäben mit Gasinnenkühlung die zusätzliche Anbringung eines Kontaktleiters entfallen.
Der Kontaktleiter ist vorzugsweiseband- oder drahtförmig ausgebildet, wobei der Querschnitt und die Dicke so bemes- sen werden, daß keine Wirbelstromverluste aus dem Nutenquerfeld auftreten können.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung ist zwischen dem Leiterpaket und dem halbleitenden Flächenstoff ein Grundwickel aus Isoliermaterial angeordnet, welcher an der Kontaktstell e mit einem Kontaktfenster versehen ist. Dadurch wird sichergestellt, daß der halbleitende Flächenstoff tatsächlich nut mit dem einen die Kontaktstelle aufweisenden Teilleiter verbunden wird. Zufällige Kontakte mit etwa im Bereich der Kröpfungen auftretenden blanken Stellen der übrigen isolierten Teilleiter werden durch den Grundwickel vermIeden.
Der Kontaktleiter besteht vorzugsweise aus einem Metall.
Es ist aber auch möglich, Kontaktleiter aus einem Wicierstandsmaterial oder aus einem Halbleitermaterial zu verwenden.
Der Kontaktleiter kann zwischen der äußeren llochspannungsisolierung und dem halbleitenden Flächenstoff angeordnet sein, wobei er beim Aufbringen der ersten Isolierungs-Glimmerbandlage fest angedrückt werden kann. Der Halbleiter kann aber auch zwischen dem halbleitenden Flächenstoff und dem Grundwickel angeordnet sein.
Die Kontaktstelle für die Verbindung zwischen dem Kontaktleiter und dem einen Teilleiter ist vorzugsweise jul Endbereich des Generatorstabes angeordnet.
Bei hohen Generatorstäben kann es zweckmäßig sein, auf der dem Kontaktleiter gegenüberliegenden Seite des Generatorstabes einen zweiten Kontaktleiter anzuordnen. Dabei können die beiden Kontaktleiter mit dem gleichen Teilleiter galvanisch verbunden werden Bei entsprechender höhe des Generatorstabes können die beiden Kontaktleiter infolge des hohen Widerstandes des halbleitenden Flächenstoffes aber auch mit verschiedenen Teilleitern verbunden werden.
Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise von Ausführungsbeispielen der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen: Fig. 1 einen perspektivischen Querschnitt durch einen Generatorstab, wobei die das Leiterpaket umschließenden Schichten in verschiedenen Ebenen geschnitten sind und Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Generatorstab mit Kühlrohren für die Gasinnenkühlung.
Bei der Anordnung nach Fig. 1 sind die aus isoliertem Kupfer-Flachdraht bestehenden und miteinander verdrillten Teilleiter 1 in zwei nebeneinanderliegenden Teilleiterebenen angeordnet, wobei jede Teilleiterebene jeweils vierzehn übereinanderliegende Teilleiter 1 umfaßt.
Die in der Zeichnung nicht näher dargestellte Isolierung der einzelnen Teilleiter 1 ist beispielsweise durch Umspinnungen aus Glasfaser oder Polyestertaser in Kombination mit Bindelacken oder Harzen gebildet. Das durch die einzelnen isolierten Teilleiter 1 aufgebaute etwa rechteckförmige Leiterpaket ist von einem isolierenden Grundwickel 2 umschlossen, welcher beispielsweise aus einem wendelförmig aufgewickelten Glimmerband besteht.
An der in der Zeichnung oberen Stirnseite des Leiterpaketes ist auf dem Grundwickel 2 ein blanker Kontaktleiter 3 angeordnet, welcher in Längsrichtung des Generatorstabes läuft und beispielsweise aus einem Kupfer-Flachdraht besteht. Der Querschnitt des Kontaktleiters 3 ist dabei so gering bemessen, daß keine Wirbelstromverluste entstehen können. Der Kontaktleiter 3 ist an einer einzigen Kontaktstelle, die vorzugsweise im Endbereich des Generatorstabes angeordnet ist, mit einem der Teilleiter 1 galvanisch verbunden. Hierzu ist in den Grundwickel 2 ein Kontaktfenster 4 eingebracht und im Bereich des Kontaktfensters 4 auch die Isolierung des darunterliegenden Teilleiters 1 entfernt. Die galvanische Verbindung zwischen dem Kontaktleiter 3 und dem Teilleiter 1 erfolgt dann durch eine in der Zeichnung mit 5 bezeichnete Lötstelle, wobei anstelle einer Lötverbindung aber auch eine Verbindung durch einen leitenden Kunstharzkleber, halbleitenden Kitt o. dergleichen möglich ist.
Um den Grundwickel 2 und den darauf angeordneten Kontaktleiter 3 ist dann ein bandförmiger halbleitender Flächenstoff 6 wendelförmig gewickelt, welcher beispielsweise aus einem durch Rußpartikel leitfähigen Polyestervlies besteht. Dieser in Form eines Wickels aufgebrachte halbleitende Flächenstoff 6 bildet einen Innengliemmschutz, welcher in Längsrichtung des Generatorstabes durch die galvanische Koppelurlg mit dem Kontaktleiter f über die ganze Nutlänge für eine gleichmäßige Innenpotentialsteuerng sorgt. Der halbleitende Flächenstoff 6 ist dann schließlich von einer Hochspannungsisolierung 7 umschlossen, auf welche ein in der Zeichnung nicht dargestellte Außenglimmschutz aufgebracht sein kann.
Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung zeigt einen Querschnitt durch einen Generatorstab, welcher als Doppel-Gitterstab mit direkter Gaskühlung ausgebildet ist.
Das Leiterpaket dieses Generatorstabes ist hierbei aus zwei Teilleiterpaketen aufgebaut, zwischen welchen insgesamt acht übereinanderliegende Kiihlrohre 8 angeordnet sind. Jedes der Teilleiterpakete besteht dabei aus einer Vielzahl von isolierten und miteinander verdrillten Deilleiter 10, die in zwei Teilleiterebenen nebeneinander angeordnet sind, Die einzelnen Kühlrohre 8 besitzen ebenfalls eine in der Zeichnung nicht; näher darge£;teLlte l;olierung, beispielsweise eine Glasgewebeumspinnung, welche den Wärmeübergang nicht nennenswert beeinträchtigt.
Da aus den Teilleitern 10 und den Kühlrohren 8 aufgebaute Leiterpaket ist von einem halbleitenden Flächenstoff 60 umgeben, welcher als Innenglimmschutz dient und ;eirlerseits von einer äußeren Hochspannungsisolierung an umschlossen ist. Der halbleitende Flächenstoff 60 ist in Form eines Bandes wendelförmig um das Leiterpaket gewickelt und besteht beispielsweise aus einem durch Rußpartikel leitfähigen Polyestervlies oder auch aus Graphitpapier.
Damit durch den halbleitenden Flächenstoff 60 eine gleihmäßige Innenpotentialsteuerung erzielt werden kann, übernimmt eines der beiden stirnseitig angeordneten Kühlrohre 8 die Funktion des in Fig. 1 dargestellten Kontaktleiters 3. Hierzu wird dieses in der Zeichnung unten dargestellte Kühlrohr 8 auf seiner dem halbleitenden Flächenstoff 60 zugewandten Seite von seiner Isolierung befreit, so daß es als Kontaktleiter 30 wirkt. Die galvanische Koppelung zwischen dem Kontaktleiter 30 und dem halbleitenden Flächenstoff 60 erfolgt durch direkte Berührung oder, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, durch Auflegen von halbleitendem Material 9, beispielsweise halbleitendem Kitt oder halbleitendem Polyestervliesfähnchen.
tm Endbereich des Generatorstabes sind die einzelnen Kühlrohre 8 über Widerstände miteinander verbunden. Die derart gebildete Widerstandskette ist dann an einen der Teilleiter 10 angeschlossen, wobei dieser Anschluß die Kontaktstelle bzw. die galvanische Verbindung zwischen dem Kontaktteiler 30 und dem Teilleiter 10 bildet. Die Kühlrohre 8 einschließlich des Kontaktleiters 30 betehen aus einem niedrigleitenden Metall, wie Vacromium oder Neusifber. Bei Leitwerten des Kontaktleiters 30 von 1 bi 7 S wird jedoch noch eine ausreichend gleichmäßige Innenpotentailsteuerung erreicht.
11 Patentansprüche 2 Figuren

Claims

Patentansprüche 1. Anordnung zur Innenpotentialsteuerung bei verdrillten Generatorstäben mittels halbleitender Flächenstoffe (6; 60), welche innerhalb einer äußeren Hochspannungsisolierung (7; 70) das aus isolierten Teilleitern (1; 10) aufgebaute Leiterpaket umschließen und an einer Kontaktstelle galvanisch mit einem der Teilleiter (1; 60) verbunden sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Kontaktgabe zwischen dem einen Teilleiter (1; 10) und dem halbleitenden Flächenstoff (6; 60) über einen in Längsrichtung des Generatorstabes verlaufenden und nicht in die Verdrillung einbezogenen Kontaktleiter (3; 30) erfolgt, welcher über seine gesamte Länge mit dem halbleitenden Flächenstoff (6; 60) galvanisch gekoppelt ist und an der Kontaktstelle mit dem einen Teilleiter (1; 10) galvanisch verbunden ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h.n e t, daf der Kontaktleiter (30) durch ein Kühlrohr (8) gebildet ist, welches auf der dem halbleitenden Flächenstoff (60) zugewandten Seite von seiner Isolierung befreit ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß der Kontaktleiter (3) band- oder drahtförmig ausgebildet ist.
4. Anordnung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß zwischen dem Leiterpaket und dem halbleitenden Fläohenstoff (6) ein Grundwickel (2) aus Isoliermaterial angeordnet ist, welcher an der Kontaktstelle mit einem Kontaktfenster (4) versehen ist.
5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Kontaktleiter (3; 30) aus einem Metall besteht.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Kontaktleiter (3; 30) aus einem Widerstandsmaterial besteht.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Kontaktleiter (3; 30) aus einem Halbleitermaterial bestrebt.
8. Anordnung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß der Kontaktleiter (3) zwischen der äußeren ilochspsnnungsisolierung (7) und dem halbleitenden Flächenstoff angeordnet ist.
9. Anordnung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n nz e i e h n e t, daß de Kontaktleiter (3) zwischen dem halbleitenden Flächenstoff (6) und dem Grundwickel (2) angeordnet ist.
1(). Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e ri n z e i c h n e t, daß die Kontaktstelle im Endbereich des Generatorstabes angeordnet ist.
11. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß auf der dem Kontaktleiter (3) gegenüberliegenden Seite des Generatorstabes ein zweiter Kontaktleiter angeordnet ist.