DE3644553A1 - Gasisolierter hochspannungsstromverwandler - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen gasisolierten Hochspannungs
stromwandler in Kopfbauweise gemäß dem Oberbegriff des
Anspruches 1.
Ein derartiger Hochspannungsstromwandler ist aus der
DE-OS 16 13 798 bekannt. Das Kopfgehäuse dieses Strom
wandlers besteht aus zwei aus Metall gefertigten Teilen,
die durch eine horizontal liegende Flanschverbindung mit
einander verschraubt sind. Die Primärwicklung dieses
Stromwandlers besteht aus einem Stab, der aus einem gut
leitenden Material, wie Kupfer oder Aluminium, herge
stellt ist. Dieser Stab ist während des Betriebes mit der
Hochspannungsleitung in Serie geschaltet und führt somit
den gesamten über die Hochspannungsleitung fließenden
Strom. Der Stab erstreckt sich in waagrechter Richtung
durch den oberen Teil des Kopfgehäuses und ragt über
dieses hinaus. Während der Primärleiterstab an der einen
Seite über einen Flansch mit dem Kopfgehäuse elektrisch
leitend verbunden ist, muß er an der anderen Durchgangs
stelle durch das Kopfgehäuse von diesem elektrisch
isoliert sein. Deshalb ist auf dieses andere Ende des
Stabes eine Mutter aufgeschraubt, die gegen eine isolierende
Dichtung anliegt, die zwischen ihr und der Wand des Kopf
gehäuses angeordnet ist. Diese Dichtung isoliert dieses
Ende des Stabes gegen das Kopfgehäuse und bewirkt gleich
zeitig einen druckdichten Verschluß des Kopfgehäuses. Die
Mutter liegt zwangsläufig ebenfalls mit der Hochspannungs
leitung in Serie, und ihr Gewinde und das korrespondierende
Gewinde des Primärleiterstabes müssen den gesamten durch
die Hochspannungsleitung fließenden Strom aufnehmen. Da
zwischen dem Gewinde der Mutter und dem Gewinde des
Primärleiterstabes nur einige wenige punkt- bzw. linien
förmige Stromübergangsstellen vorhanden sind, besteht die
Gefahr, daß sich sogenannte Wärmenester bilden, die zu
Beschädigungen des Stromwandlers führen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hoch
spannungsstromwandler der vorstehend erwähnten Art so
zu verbessern, daß innerhalb des Primärstromkreises keine
vom Primärstrom durchflossenen Gewinde vorhanden sind.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Kennzeichens
des Anspruches 1 gelöst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbe
sondere darin, daß im Bereich der Primärstrom
führung keine Stromübergangsstellen von Gewinde zu Ge
winde vorhanden sind und daß sich demgemäß keine den
Hochspannungsstromwandler gefährdenden Wärmenester
bilden können.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind
den Unteransprüchen zu entnehmen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Hochspannungsstromwandler im Schnitt
mit einem stabförmigen Primärleiter und
Fig. 2 einen Hochspannungsstromwandler im
Schnitt mit einem rohrförmigen Primär
leiter.
Ein gasisolierter Hochspannungsstromwandler in Kopfbau
weise steht auf einer Säule 1 aus Isoliermaterial, durch
die sich ein Ausleitungsrohr 2 für die Sekundäraus
leitungen erstreckt. Am oberen Ende der Säule 1 be
findet sich eine aus Isoliermaterial bestehende waagrechte
Abschlußplatte 3, die topfförmig nach oben erweitert und
zum Verschließen mit einem hauben- oder plattenförmigen
Deckel 24 versehen ist, der durch Schrauben 26 und einen
Dichtungsring 25 gasdicht mit der topfförmigen Abschluß
platte 3 verbunden ist. Im Inneren des so gebildeten
Kopfgehäuses befindet sich das Sekundärsystem 5 des
Hochspannungsstromwandlers, das über einen oder mehrere
Stützer 4 ausschließlich auf der Abschlußplatte 3 be
festigt und von einem stab- oder rohrförmigen Primär
leiter 6 etwa waagrecht durchsetzt ist. Die topfförmig
nach oben erweiterte Abschlußplatte 3 ist beidseitig
mit Öffnungen 10 zum Hindurchführen des Primärleiters 6
versehen. Zeichnerisch dargestellt ist nur die Öffnung 10
im linken Teil des Kopfgehäuses 3, 24.
Der Primärleiter 6 weist verschiedene Durchmesser auf,
wobei der größte Durchmesser 23 sich innerhalb des Kopf
gehäuses befindet. An den beiden Enden des Bereichs des
größten Durchmessers 23 ist ein Feingewinde 22 vorge
sehen, auf das je eine Mutter 7 geschraubt ist, deren
äußere Oberfläche möglichst große Krümmungsradien (7 a) auf
weist. Zwischen jeder Mutter 7 und der Innenseite der
Wand des Kopfgehäuses ist eine Metallscheibe 8 und eine
elastische Scheibe 9 angeordnet, wobei die äußere
Oberfläche der Metallscheiben 8 zur Feldvergleichmäßigung
ebenfalls möglichst große Krümmungsradien aufweist.
An beiden Seiten des Bereichs des größten Durchmessers 23
des Primärleiters 6 schließt sich ein Bereich mit einem
mittleren Durchmesser 21 an, wobei an dem von dem Bereich
des größten Durchmessers 23 abgewandten Ende eines jeden
Bereichs des mittleren Durchmessers 21 ein weiteres Fein
gewinde 18 mit einer weiteren Mutter 16 vorgesehen ist.
Zwischen dieser weiteren Mutter 16 und der Außenseite der
Wand des Kopfgehäuses ist ein Dichtungssystem angeordnet,
das neben einer elastischen Scheibe 14 eine erste Druck
scheibe 13 aufweist, die mit einer kegelförmigen Innen
fläche 19 einen ersten O-Ring 15 in radialer Richtung
im Bereich des mittleren Durchmessers 21 gegen die Ober
fläche des Primärleiters 6 preßt. Ferner ist eine zweite
Druckscheibe 12 mit einem T-förmigen Axialschnitt vorge
sehen, die einen in einer ringförmigen Nut 20 in der
Außenseite der Wand des Kopfgehäuses befindlichen zweiten
O-Ring 11 mit deren ringförmigen, nach Art eines Kolbens
wirkenden Wulstes 12 a in axialer Richtung gegen die Innen
fläche der ringförmigen Nut 20 preßt.
An die Bereiche des mittleren Durchmessers 21 schließen
sich in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 Bereiche mit
einem gegenüber dem mittleren Durchmesser 21 verkleinerten
Durchmesser 17 an. Dort können die Hochspannungszuleitungen
der Schaltanlage angeschlossen werden.
Das für das Kopfgehäuse verwendete Isoliermaterial besteht
vorzugsweise aus Gießharz, insbesondere Epoxydharz, wobei
zur Erhöhung der Festigkeit des Kopfgehäuses 3, 24 vorzugs
weise sich kreuzende Rippen vorgesehen sind. Das Isolier
material selbst ist zur Erhöhung der Zähigkeit vorzugs
weise mit Glasfasern verstärkt.
Die topfförmig erweiterte Abschlußplatte 3 und/oder der
hauben- oder plattenförmige Deckel 24 sind auf ihrer
Innenseite elektrisch leitend gemacht, was vorzugsweise
durch Aufspritzen eines metallischen Belages geschehen
kann.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der
Primärleiter 6 rohrförmig ausgestaltet ist. Dadurch
besteht die Möglichkeit, das in einer Schaltanlage
verwendete Leiterseil 27 ohne zusätzliche Verbindungs
stellen im Bereich des Wandlers, vorzugsweise in Form
mehrerer Windungen, durch den Hohlraum des Primärleiter
rohres 6 zu verlegen.
Der Zusammenbau des vorstehend beschriebenen Hochspannungs
stromwandlers läßt sich auf einfache Weise bewerkstelligen.
Nach dem Einbau des Sekundärsystems 5 und des Auslei
tungsrohres 2 für die Sekundärausleitungen wird der Pri
märleiter 6 durch die eine der beiden Öffnungen 10 im
Kopfgehäuse 3, 24 eingefädelt. Dabei werden nacheinander
die elastische Scheibe 9 und die Metallscheibe 8 aufge
schoben und die Mutter 7 mit den großen Krümmungsradien
so weit aufgeschraubt, bis das andere Ende des Primär
leiters 6 so weit in das Kopfgehäuse eingeschoben ist,
daß an diesem anderen Ende die zweite Mutter 7 mit den
großen Krümmungsradien aufgeschraubt und die zweite
Metallscheibe 8 sowie die zweite elastische Scheibe 9
aufgeschoben werden können. Der Primärleiter 6 wird nun
wechselseitig so hin- und hergeschoben und die Muttern 7
werden dabei so weit gegen die Innenflächen des Kopfge
häuses geschraubt, bis die beiden elastischen Scheiben 9
an den Innenflächen anliegen und durch den Druck der
Muttern 7 festsitzen. Der im Strompfad fugen- und ver
schraubungslos ausgebildete Primärleiter 6 wird also
in den beiden Durchdringungsstellen 10 im unteren Gehäuse
teil 3 in sich kraftschlüssig abgedichtet. Darüber hinaus
überträgt der Primärleiter 6 in seiner Achse auch die durch
den Überdruck des Gases ausgelösten Kräfte im wesentlichen
auf die Innenwandung des unteren Gehäuseteiles 3. An den
Außenseiten des Kopfgehäuses werden dann die O-Ringe 11 in
die Nuten 20 eingelegt und die Druckscheiben 12 mit dem
T-förmigen Axialschnitt, die O-Ringe 15, die Druckscheiben
13 mit der kegelförmigen Innenfläche 19 und die elastischen
Scheiben 14 auf den Bereich des mittleren Durchmessers 21
aufgesteckt und die Muttern 16 auf das Feingewinde 18
aufgeschraubt und derart festgezogen, daß der zum Abdichten
gegen den Gasinnendruck notwendige Druck auf die O-Ringe
11, 15 erreicht wird.
Mit dieser Anordnung wird das vorzugsweise insgesamt aus
Gießharz bestehende Kopfgehäuse 3, 24 mit keinem nennens
werten Druck zwischen den im Bereich der Öffnungen 10 sich
gegenüberliegenden Wandteilen belastet, da der große zum
Abdichten benötigte Druck der beiden äußeren Muttern 16
gegen diese Wandteile durch den Gegendruck der beiden
inneren Muttern 7 aufgefangen wird. Andererseits übernimmt
der Primärleiter 6 die durch den Gasinnendruck auf diese
Wandteile wirkenden Kräfte.
Mit Vorteil besitzen die beiden Gehäuseteile 3, 24
Zusatzeinrichtungen, wie ein Gasdruck-Meßventil oder eine
Berstscheibe.
Günstig ist es auch, wenn die beiden Gehäuseteile 3, 24
innen oder außen, ganz oder teilweise mit einer elektrisch
leitenden Schicht belegt sind.
Schließlich ist es noch von Vorteil, wenn das untere
Gehäuseteil 3 Absätze 3 b zur Abstützung isolierender
Verbindungsteile 4 zum Sekundärsystem 5 aufweist.
Der Gasüberdruck des inerten Gases, vorzugsweise
Schwefelhexafluorid, innerhalb des aktiven Wandler-
Innenraumes entspricht den üblichen Überdrücken in
derartigen gasisolierten Hochspannungswandlern.
In den Fig. 1 und 2 ist der Stützisolator bzw. die
Säule aus Isoliermaterial 1 aus Platzgründen nur teil
weise (unterbrochen) dargestellt.
Die Grundplatte bzw. der Wandlerfuß mit dem Klemmenkasten
für die Sekundärausleitungen sind nicht näher beschrieben,
da diese Wandlerteile zum freien Stand der Technik zählen.
In den Fig. 1 und 2 ist jeweils nur die linke Teilansicht
des Kopfgehäuses 3, 24 des Primärleiters 6 und der
weiteren Wandlerteile dargestellt. Die rechte Teilansicht
des erfindungsgemäßen Wandlers wäre in entsprechender
Weise darzustellen.
Claims (10)
1. Gasisolierter Hochspannungsstromwandler in Kopfbau
weise mit einem unter hohem Druck eines inerten Gases stehen
den aktiven Innenraum, dessen Hülle aus einem säulenförmigen
StützisoIator, einem oberen, kugelförmigen Gehäuse und aus
einer den Stützisolator aufnehmenden Grundplatte besteht,
wobei das kugelförmige Gehäuse das Sekundärsystem aus
Kernen und Sekundärwicklungen umschließt, daß von dem
Sekundärsystem ein Rohr ausgeht, in dem sich die sekundären
Ausleitungen befinden, wobei dieses Rohr durch den Stütz
isolator hindurchgeführt ist und sich bis zur oder an
nähernd bis zur Grundplatte erstreckt, sowie mit einem im
wesentlichen waagrecht angeordneten Primärleiter, der das
kugelförmige Gehäuse und das Sekundärsystem durchsetzt und
als durchgehender Bolzen oder als durchgehendes Rohr an
sich gegenüberliegenden Stellen des kugelförmigen Gehäuses
abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärleiter (6)
so ausgeführt ist, daß er im Strompfad einteilig fugen- und
verschraubungslos jede der beiden Durchdringungsstellen (10)
durch das Gehäuse (3, 24) in sich kraftschlüssig abdichtet
und darüber hinaus der Primärleiter (6) in seiner Achse
die durch den Überdruck des Gases ausgelösten Kräfte auf
die Innenwandung des Gehäuses (3, 24) im wesentlichen
übernimmt.
2. Hochspannungsstromwandler nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Primärleiter (6) verschiedene
Durchmesser aufweist, wobei der größte Durchmesser (23)
sich innerhalb des Gehäuses (3, 24) befindet und mit einem
Feingewinde (22) auf einer Länge versehen ist, daß an die
ser Stelle eine Mutter (7) mit einseitig starker
Rundung (7 a) zur Vergleichmäßigung des elektrischen
Feldes, eine metallische Scheibe (8) und eine Scheibe (9)
aus elastischem Material anbringbar ist und diese Teile
nach Einsatz des Primärleiters (6) in das Gehäuse (3, 24)
in axialer Richtung des Primärleiters (6) so weit nach
außen verschiebbar und verdrehbar sind, daß sie fest an
den Innenflächen der Gehäusedurchdringungen (10) anliegen.
3. Hochspannungsstromwandler nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß auf einem im wesentlichen
außerhalb des Gehäuses (3, 24) vorgesehenen kleineren
Durchmesser (21) des Primärleiters (6) mit glatter
Oberfläche eine am Primärleiter (6) anliegende Runddich
tung (15) mit zugehöriger Scheibe (13) zur Aufnahme der
Runddichtung (15), eine Zwischenscheibe (14) und auf
einem weiteren Teil des Primärleiters (6) ein Feingewinde
(18) vorgesehen ist, auf das zur Herstellung eines Kraft
schlusses aller Dichtungselemente eine Mutter (16)
aufschraubbar ist.
4. Hochspannungsstromwandler nach einem der Ansprüche
1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur sicheren
Abdichtung des Primärleiters (6) gegen die Gehäusedurch
dringung (10) noch eine zweite Dichtung (11) in einer Nut
des Gehäuseteiles (3) angebracht ist, die mit einer
Druckscheibe (12) korrespondiert, wobei diese Druckscheibe
(12) zur Pressung dieser zweiten Dichtung (11) einen ring
förmigen, nach Art eines Kolbens wirkenden Wulst (12 a)
besitzt.
5. Hochspannungsstromwandler nach einem der Ansprüche
1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärleiter (6)
für den kundenseitigen Anschluß einen dritten, noch
kleineren Durchmesser (17) aufweist und an seiner
Oberfläche glatt ausgebildet oder mit einem Gewinde
versehen ist.
6. Hochspannungsstromwandler nach einem der Ansprüche
1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das kugelförmige
Gehäuse (3, 24) aus Isolierstoff besteht und zweigeteilt
ist und zwar derart, daß der untere Teil (3) eine größere,
dem Stützisolator (1) angepaßte Öffnung (3 a) und die
Gehäusedurchdringungen (10) für die Aufnahme des Primär
leiters (6) enthält und daß die Dichtungsstelle gegenüber
dem oberen Teil (24) des Gehäuses (3, 24) über den
Gehäusedurchdringungen (10) für den Primärleiter (6) liegt,
wobei der obere Teil (24) des Gehäuses (3, 24) unter
Zwischenlage eines Dichtungsringes (25) gegen den unteren
Teil (3) des Gehäuses (3, 24) verschraubt ist.
7. Hochspannungsstromwandler nach einem der Ansprüche
1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gehäuse
teile (3, 24) mit Zusatzeinrichtungen, wie einem Gasdruck
meßventil oder einer Berstscheibe versehen sind.
8. Hochspannungsstromwandler nach einem der Ansprüche
1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gehäuse
teile (3, 24) innen oder außen, ganz oder teilweise mit
einer elektrisch leitenden Schicht belegt sind.
9. Hochspannungsstromwandler nach einem der Ansprüche
1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Gehäuse
teil (3) Absätze (3 b) zur Abstützung isolierender
Verbindungsteile (4) zum Sekundärsystem (5) aufweist.
10. Hochspannungsstromwandler nach einem der Ansprüche
1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß unter Verwendung
eines rohrförmigen Primärleiters (6) das in einer Schalt
anlage verwendete Leiterseil ohne zusätzliche Verbindungs
stellen im Bereich des Wandlerkopfes durch diesen hindurch
fädelbar ist und daß darüber hinaus auch mehrere Windungen
durch den Hohlraum des rohrförmigen Primärleiter (6)
bildbar sind.
Priority Applications (2)
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Owner name: RAUPACH, GEB. DECKER, BERTA ELISABETH SABINE, 8600 |
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Free format text: RAUPACH, FRIEDRICH, DR.-ING. E.H., 8600 BAMBERG, (VERSTORBEN), DE |
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Owner name: WUR GESELLSCHAFT FUER VERMOEGENSVERWALTUNG MBH, 50 |
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