DE3908107A1 - Gasisolierter kombinierter strom- und spannungswandler - Google Patents
Gasisolierter kombinierter strom- und spannungswandlerInfo
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- H01F38/22—Instruments transformers for single phase ac
- H01F38/34—Combined voltage and current transformers
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Description
Die Erfindung betrifft einen gasisolierten kombinierten
Strom- und Spannungswandler in Isoliermantelbauweise mit
einem druckfesten Isolator, der die Hoch- und
Niederspannungswicklung sowie den Eisenkern des
Spannungswandlers vollständig umschließt und unten mittels
eines Sockels gasdicht abgeschlossen und oben mit einem
Trageflansch versehen ist.
Aus dem DE-GM 18 89 457 ist ein derartiger gasisolierter
kombinierter Strom- und Spannungswandler bekannt, bei dem
der Stromwandler in Kopfbauweise oberhalb des Isolators
auf dem Trageflansch angeordnet ist. Dieser Stromwandler
ist von einem Metallgehäuse umgeben, das eine komplizierte
Form aufweist und gasdicht mit dem Trageflansch verbunden
sein muß, um das unter Druck stehende Isoliergas sicher
aufzunehmen. Auch die isolierten Durchführungen für den
Primärleiter des Stromwandlers durch das Metallgehäuse
müssen entsprechend gasdicht sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
kombinierten Strom- und Spannungswandler der eingangs
angegebenen Art zu schaffen, der die komplizierte Form des
Stromwandlergehäuses vermeidet und mit möglichst wenigen
unter Druck stehenden Dichtungsstellen auskommt, um die
Herstellungskosten zu senken und die Funktionssicherheit
des Wandlers zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1
dadurch gelöst, daß auch die Primär- und
Sekundärwicklungen und der oder die Eisenkerne des
Stromwandlers vollständig innerhalb des Isolators
angeordnet sind und daß der Trageflansch den Isolator auch
oben gasdicht abschließt und gleichzeitig Träger für die
Primäranschlüsse und die Durchführung bzw. Durchführungen
für die Hochspannungsanschlüsse des Strom- und
Spannungswandlers ist.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen
insbesondere darin, daß der Wandler die Form eines
Zylinders aufweist, der im wesentlichen aus einem
rohrförmigen Isolator besteht, dessen obere Öffnung durch
einen scheibenförmigen Trageflansch und dessen untere
Öffnung durch einen scheibenförmigen Sockel verschlossen
ist, wobei alle Durchführungen für die elektrischen
Verbindungen nur durch den Trageflansch und durch den
Sockel geführt sind. Auf diese Weise wird eine kompakte
Bauweise mit einer gegenüber dem vorbekannten Wandler
dieser Art wesentlich geringeren Bauhöhe erreicht, was die
Stabilität erhöht und einen Einsatz auch in
Erdbebengebieten ermöglicht.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in
den Unteransprüchen angegeben und werden nachfolgend
anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 einen kombinierten Strom- und Spannungswandler
gemäß der Erfindung von der Seite im
Längsschnitt,
Fig. 2 den kombinierten Wandler gemäß Fig. 1 in einer
Ansicht von oben und
Fig. 3 eine Ansicht des Stromwandlers gemäß dem
Schnitt III-III der Fig. 1.
Mit 1 ist ein insbesondere unter dem üblichen überdruck
eines inerten Isoliergases, wie beispielsweise
Schwefelhexafluorid, stehender kombinierter Strom- und
Spannungswandler bezeichnet. Dieser besteht im
wesentlichen aus einem zylindrischen Isolator 7 aus
Porzellan, Epoxydharz oder einem aus einem GFK-Rohr mit
angegossenen Silikonrippen gebildeten Verbundwerkstoff,
aus einem den Isolator 7 unten gasdicht abschließenden
Sockel 12, der über ein Fundament 11 das Sekundärsystem 5,
6 des Stromwandlers 3 trägt, und aus einem den Isolator 7
oben gasdicht abschließenden Trageflansch 8, der den
kompletten Spannungswandler 2, den Primärleiter 4 des
Stromwandlers 3, Durchführungen 10 für die
Hochspannungsanschlüsse des Strom- und Spannungswandlers
3, 2 und die Primäranschlüsse 9 trägt. Innerhalb des
Fundamentes 11 ist ein Ausleitungsrohr 22 angeordnet,
durch das die Sekundärausleitungen 21 des Strom- und
Spannungswandlers 3, 2 zu einem unterhalb des Sockels 12
vorgesehenen Klemmenkasten 23 verlaufen.
Das Ausleitungsrohr 22 steckt in einem vorzugsweise aus
mehreren Ringkernen 5 mit zugehörigen Sekundärwicklungen 6
und einer einen Ring bildenden Gießharzumhüllung
bestehenden Sekundärsystem des Stromwandlers 3, das auf
dem aus vier im Quadrat angeordneten, an der oberen Seite
durch eine Metallplatte 33 mechanisch miteinander
verbundenen Metallstützen 36 aufgebauten Fundament 11
ruht.
Um beim Betrieb eine bei Temperaturänderungen mögliche
unterschiedliche Längenausdehnung der Metallstützen 36 des
Fundamentes 11 und des Ausleitungsrohres 22 auszugleichen
und auch um die Montage des Sekundärsystems 5, 6 des
Stromwandlers 3 auf dem Ausleitungsrohr 22 zu
vereinfachen, ist die Verbindung zwischen der
Ausleitungsstelle 34 an der Unterseite des Sekundärsystems
5, 6 und dem Ausleitungsrohr 22 mechanisch als
längsverschiebbare Steckverbindung ausgebildet. Das obere
Ende des Ausleitungsrohres 22 ist dabei nach Art eines
Gleitsitzes von einer oder mehreren Kontaktfedern 35,
beispielsweise als im Ring um das Ausleitungsrohr 22
angeordnete Ringkontaktfedern, vorzugsweise als mehrfach
geschlitzter Kragen, koaxial umgeben und federnd gehalten.
Der Primärleiter 4 des Stromwandlers 3 ist U-förmig
ausgebildet, wobei dessen waagerechter Schenkel 13 die
Öffnung 14 der Eisenkerne 5 und der Sekundärwicklungen 6
koaxial durchsetzt und dessen senkrechte Schenkel 15 zum
Trageflansch 8 hochgeführt und an diesem befestigt sind.
Der Primärleiter 4 besteht aus wenigstens zwei voneinander
isolierten parallelen Strängen, die außerhalb des
Wandlergehäuses wahlweise parallel oder in Serie schaltbar
sind. Die Fig. 2 zeigt von oben, wie ein aus vier
voneinander isolierten parallelen Strängen bestehender
Primärleiter 4 außerhalb des Wandlergehäuses
beispielsweise in Serie geschaltet ist, nämlich durch
entsprechende Anbringung von Kontaktlaschen 27, 28, 29
unter Einbeziehung zweier halbkreisförmiger Rückleiter 30
als Verbindungsleiter zwischen den Strängen.
Zwei auf dem Trageflansch 8 angeschraubte Winkel 31 weisen
je eine Öse zum Einhängen von Kranhaken auf, mit deren
Hilfe der Trageflansch 8 zusammen mit allen daran
befestigten Wandlerteilen bei der Montage gehoben und
abgesenkt werden kann.
Der Trageflansch 8 trägt ferner den kompletten
Spannungswandler 2, der zwischen den senkrechten Schenkeln
15 des Primärleiters 4 des Stromwandlers 3 angeordnet ist.
Eine auf Niederspannungspotential liegende, die Hoch- und
Niederspannungswicklungen 17, 18 des Spannungswandlers 2
umgebende Abschirmelektrode 19 ist mit einer auf
Niederspannungspotential liegenden metallischen oder
metallisierten Hülle 20 der Sekundärwicklungen 6 des
Stromwandlers 3 elektrisch verbunden.
Zur Vereinfachung der Montage weist der Spannungswandler 2
unten, also in Richtung zum Stromwandler 3, einen Stecker
24 einer Vielfachsteckvorrichtung auf (Fig. 3), an die
seine Sekundärleitungen angeschlossen sind, während
oberhalb des Stromwandlers 3 eine entsprechende Kupplung
25 der Vielfachsteckvorrichtung angeordnet ist. Dadurch
ist es möglich, daß das Zusammenstecken der
Steckverbindung 24, 25 beim Aufsetzen des Trageflansches 8
auf den Isolator 7 selbsttätig erfolgt. Um
temperaturbedingte und/oder druckbedingte axiale
Längenänderungen auszugleichen, weist die Steckverbindung
24, 25 ein entsprechendes Axialspiel auf.
Die Sekundärausleitungen 21 von der Kupplung 25 zum
Ausleitungsrohr 22 sind entlang einer das Sekundärsystem
5, 6 des Stromwandlers 3 umgebenden Gießharzumhüllung nach
unten geführt oder in die Gießharzumhüllung eingeformt.
Der Stecker 24 ist unten an einem das Sekundärsystem 17,
18 des Spannungswandlers 2 umgebenden Gießharzkörper
angebracht oder angeformt.
Der Eisenkern 16 des Spannungswandlers 2 ist als
Mantelkern ausgebildet und in horizontaler Ebene
verlaufend angeordnet. Dabei ergibt sich u.a. eine
niedrigere Bauweise. Die Befestigung des Eisenkerns 16
erfolgt unmittelbar oder über Winkelstücke mittelbar an
dem Trageflansch 8. Auf allen Innenflächen des Eisenkerns
16 sind Abschirmungen 26 angebracht, die am zum
Stromwandler 3 hinweisenden Ende nach unten auswärts
ballig ausgebildet sind.
Damit beim Aufsetzen des Spannungswandlers 2 die
Steckverbindung 24, 25 in Drehrichtung ohne Mühe in
genauer Winkellage zusammengesteckt werden kann, sind an
dem Stecker 24 und an der Kupplung 25 Kodierelemente 37
angebracht, wie in Fig. 3 zu sehen ist, beispielsweise in
Form von Nuten und Federn oder von Stiften und Bohrungen.
Der Eisenkern 5 des Stromwandlers 3 besteht aus mehreren
nebeneinander angeordneten, mit Sekundärwicklungen
versehenen Ringkernen, von denen einer oder mehrere als
Meßkerne oder für Schutzzwecke einsetzbar sind.
Um eine günstige Feldverteilung zu erreichen, liegt der
Eisenkern 16 und der Anfang der untersten Lage der
Hochspannungswicklung 17 des Spannungswandlers 2 auf
Hochspannungspotential, so daß das Potential der einzelnen
Lagen der Hochspannungswicklung 17 bis zum Ende der
obersten Lage auf Null abnimmt. Ferner ist über der
obersten Lage der Hochspannungswicklung 17 die mit der
Abschirmelektrode 19 versehene Sekundärwicklung 18
angeordnet.
Zum Schutz des kompletten Wandlers 1 gegen die Gefahr
einer Explosion durch unbeabsichtigten überdruck in dem
gasdicht abgeschlossenen Innenraum des Isolators 7 ist an
dem Trageflansch 8 eine Berstscheibe 32 angebracht, die
eine in dem Trageflansch 8 vorgesehene Bohrung 38 gasdicht
abschließt. Diese Bohrung 38 dient auch dazu, während der
Montage Zugang zu dem Innenraum zu haben, um
beispielsweise etwaige Montagegestelle nach dem
Zusammenbau des Wandlers 1 entfernen zu können.
Claims (31)
1. Gasisolierter kombinierter Strom- und Spannungswandler
in Isoliermantelbauweise mit einem druckfesten
Isolator, der die Hoch- und Niederspannungswicklung
sowie den Eisenkern des Spannungswandlers vollständig
umschließt und unten mittels eines Sockels gasdicht
abgeschlossen und oben mit einem Trageflansch versehen
ist,
dadurch gekennzeichnet, daß auch die Primär- und
Sekundärwicklungen (4, 6) und der oder die Eisenkerne
(5) des Stromwandlers (3) vollständig innerhalb des
Isolators (7) angeordnet sind und daß der Trageflansch
(8) den Isolator (7) auch oben gasdicht abschließt und
gleichzeitig Träger für die Primäranschlüsse (9) und
die Durchführung bzw. Durchführungen (10) für die
Hochspannungsanschlüsse des Strom- und
Spannungswandlers (3, 2) ist.
2. Kombinierter Wandler nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß sich die Sekundärwicklungen (6)
einschließlich des bzw. der Eisenkerne (5) des
Stromwandlers (3) an einem Fundament (11) abstützen,
das mit dem Sockel (12) verbunden ist.
3. Kombinierter Wandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die als Primärleiter ausgebildete
Primärwicklung (4) des Stromwandlers (3) U-förmig
gestaltet ist, dessen waagerechter Schenkel (13) die
Öffnung (14) des bzw. der Eisenkerne (5) und der
Sekundärwicklungen (6) des Stromwandlers (3) koaxial
durchsetzt und dessen senkrechte Schenkel (15) zum
Trageflansch (8) hochgeführt und mit den
Hochspannungsanschlüssen elektrisch verbunden sind.
4. Kombinierter Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenkern (16) sowie
die Hochspannungs- und Niederspannungswicklungen (17,
18) des Spannungswandlers (2) oberhalb des
Stromwandlers (3) am Trageflansch (8) befestigt sind.
5. Kombinierter Wandler nach Anspruch 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Spannungswandler (2) zwischen
den senkrechten Schenkeln (15) des Primärleiters (4)
des Stromwandlers (3) angeordnet ist.
6. Kombinierter Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß eine auf
Niederspannungspotential liegende Abschirmelektrode
(19) des Spannungswandlers (2) mit einer auf
Niederspannungspotential liegenden metallischen oder
metallisierten Hülle (20) der Sekundärwicklungen (6)
des Stromwandlers (3) elektrisch verbunden ist.
7. Kombinierter Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß Sekundärausleitungen (21)
des Spannungs- und Stromwandlers (2, 3) durch ein
Ausleitungsrohr (22) gemeinsam zu einem Klemmkasten
(23) außerhalb des Sockels (12) des Isolators (7)
geführt sind.
8. Kombinierter Wandler nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Ausleitungsrohr (22) koaxial
in einer Öffnung des Fundaments (11) des Stromwandlers
(2) geführt ist.
9. Kombinierter Wandler nach Anspruch 7 oder 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Spannungswandler (2) unten,
also in Richtung zum Stromwandler (3), einen Stecker
(24) einer Vielfachsteckvorrichtung aufweist, an die
seine Sekundärausleitungen (21) angeschlossen sind,
und daß eine Kupplung (25) der
Vielfachsteckvorrichtung im oberen Teil bzw. oberhalb
des Stromwandlers (3) angeordnet ist.
10. Kombinierter Wandler nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß das Zusammenstecken der
Steckverbindung (24, 25) beim Aufsetzen des
Trageflansches (8) auf den Isolator (7) selbsttätig
erfolgt, wobei die Steckverbindung (24, 25) ein
Axialspiel sowie Kodierelemente (37) aufweist,
beispielsweise in Form von Nuten und Federn oder von
Stiften und Bohrungen.
11. Kombinierter Wandler nach Anspruch 9 oder 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sekundärausleitungen (21) von
der Kupplung (25) entlang einer das Sekundärsystem (5,
6) des Stromwandlers (3) umgebenden Gießharzumhüllung
nach unten zum Ausleitungsrohr (22) geführt sind.
12. Kombinierter Wandler nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sekundärausleitungen (21) in
die Gießharzumhüllung eingeformt sind.
13. Kombinierter Wandler nach einem der Ansprüche 9 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß der Stecker (24) unten
an einem das Sekundärsystem (17, 18) des
Spannungswandlers (2) umgebenden Gießharzkörper
angebracht oder angeformt ist.
14. Kombinierter Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis
13, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenkern (16) des
Spannungswandlers (2) als Mantelkern ausgebildet ist.
15. Kombinierter Wandler nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, daß der Mantelkern in horizontaler
Ebene verlaufend angeordnet ist.
16. Kombinierter Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis
15, dadurch gekennzeichnet, daß auf allen Innenflächen
des Eisenkerns (16) des Spannungswandlers (2)
Abschirmungen (26) angebracht sind.
17. Kombinierter Wandler nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abschirmungen (26) am zum
Stromwandler (3) hinweisenden Ende nach unten auswärts
ballig ausgebildet sind.
18. Kombinierter Wandler nach einem der Ansprüche 3 bis
17, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärleiter (4)
des Stromwandlers (3) aus wenigstens zwei voneinander
isolierten parallelen Strängen besteht, die außerhalb
des Wandlergehäuses wahlweise parallel oder in Serie
schaltbar sind.
19. Kombinierter Wandler nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, daß der Primärleiter (4) des
Stromwandlers (3) als koaxialer Doppelleiter
ausgebildet ist.
20. Kombinierter Wandler nach Anspruch 19, dadurch
gekennzeichnet, daß der eine Leiter aus einem
rohrförmigen Außenleiter und der andere aus einem dazu
koaxial angeordneten Innenleiter besteht, der
wenigstens teilweise durch ein festes Dielektrikum,
insbesondere Gießharz, von dem Außenleiter getrennt
und in diesem lagefixiert ist.
21. Kombinierter Wandler nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, daß der Primärleiter (4) des
Stromwandlers (3) aus vier voneinander isolierten
parallelen Strängen besteht, die außerhalb des
Wandlergehäuses wahlweise parallel, in Serie oder
parallelpaarweise in Serie schaltbar sind.
22. Kombinierter Wandler nach Anspruch 21, dadurch
gekennzeichnet, daß die wahlweise Umschaltung der
Stränge durch Kontaktlaschen (27, 28, 29) erfolgt,
wobei zwei halbkreisförmige Rückleiter (30) als
Verbindungsleiter zwischen den Strängen dienen.
23. Kombinierter Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis
22, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenkern (5) des
Stromwandlers (3) aus mehreren nebeneinander
angeordneten, mit Sekundärwicklungen versehenen
Ringkernen besteht, von denen einer oder mehrere als
Meßkerne oder für Schutzzwecke einsetzbar sind.
24. Kombinierter Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis
23, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenkern (16) und
der Anfang der untersten Lage der
Hochspannungswicklung (17) des Spannungswandlers (2)
auf Hochspannungspotential liegen und das Potential
der einzelnen Lagen der Hochspannungswicklung (17) bis
zum Ende der obersten Lage auf Null abnimmt.
25. Kombinierter Wandler nach Anspruch 24, dadurch
gekennzeichnet, daß über der obersten Lage der
Hochspannungswicklung (17) eine mit der
Abschirmelektrode (19) versehene Sekundärwicklung (18)
angeordnet ist.
26. Kombinierter Wandler nach einem der Ansprüche 2 bis
25, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklungen
(6) einschließlich des bzw. der Eisenkerne (5) des
Stromwandlers (3) auf dem aus vier Metallstützen (36)
bestehenden Fundament (11) ruhen, die auf dem Sockel
(12) im Quadrat angeordnet und oben durch eine
Metallplatte (33) mechanisch miteinander verbunden
sind.
27. Kombinierter Wandler nach Anspruch 26, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen der
Ausleitungsstelle (34) an der Unterseite des
Sekundärsystems (5, 6) und dem Ausleitungsrohr (22)
mechanisch als längsverschiebbare Steckverbindung
ausgebildet ist.
28. Kombinierter Wandler nach Anspruch 27, dadurch
gekennzeichnet, daß das obere Ende des
Ausleitungsrohres (22) nach Art eines Gleitsitzes von
einer oder mehreren Kontaktfedern (35), beispielsweise
als im Ring um das Ausleitungsrohr (22) angeordnete
Ringkontaktfedern, vorzugsweise als mehrfach
geschlitzter Kragen, koaxial umgeben und federnd
gehalten ist.
29. Kombinierter Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis
28, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolator (7) aus
Porzellan, Epoxydharz oder aus einem Verbundwerkstoff
hergestellt ist, der aus einem Rohr aus
glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) mit angegossenen
Silikonrippen besteht.
30. Kombinierter Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis
29, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Trageflansch
(8) eine Berstscheibe (32) angebracht ist, die eine in
dem Trageflansch (8) vorgesehene Bohrung (38) gasdicht
abschließt.
31. Kombinierter Wandler nach Anspruch 30, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bohrung (38) zum Entfernen
eines während der Montage benötigten Montagegestelles
aus dem Innenraum des Isolators (7) nach dem
Zusammenbau des Wandlers (1) dient.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19893908107 DE3908107A1 (de) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | Gasisolierter kombinierter strom- und spannungswandler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893908107 DE3908107A1 (de) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | Gasisolierter kombinierter strom- und spannungswandler |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3908107A1 true DE3908107A1 (de) | 1990-09-20 |
Family
ID=6376224
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893908107 Withdrawn DE3908107A1 (de) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | Gasisolierter kombinierter strom- und spannungswandler |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3908107A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1989
- 1989-03-13 DE DE19893908107 patent/DE3908107A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |