DE4000411A1 - Capacitive voltage converter with voltage divider - has resonance choke coil and intermediate converter connected at divider point - Google Patents
Capacitive voltage converter with voltage divider - has resonance choke coil and intermediate converter connected at divider pointInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen kapazitiven Spannungswandler gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The present invention relates to a capacitive Voltage converter according to the preamble of claim 1.
Ein derartiger kapazitiver Spannungswandler ist aus der DE-AS 12 41 908 bekannt, bei dem die Wicklungen des Zwischenwandlers, und zwar insbesondere dessen Oberspannungs wicklung, in Gießharz eingebettet sind. Dieser Gießharz körper besitzt an seinem oberen Ende einen Flansch, mit dem er sich einerseits auf dem geerdeten Gehäuse abstützt und auf dem andererseits der kapazitive Spannungsteiler mittels eines den kapazitiven Spannungsteiler umhüllenden Porzellan isolators befestigt ist. Als Imprägnier- und Isoliermittel für den kapazitiven Spannungsteiler ist Isolieröl vorge sehen.Such a capacitive voltage converter is from the DE-AS 12 41 908 known, in which the windings of the Intermediate converter, in particular its high voltage winding, are embedded in cast resin. This resin body has a flange at its upper end with which he is supported on the one hand on the earthed housing and on the other hand, the capacitive voltage divider by means of a porcelain covering the capacitive voltage divider insulator is attached. As a waterproofing and insulating agent insulating oil is pre-selected for the capacitive voltage divider see.
Ein kapazitiver Spannungswandler anderer Ausführungsart ist aus der DE-PS 15 41 800 bekannt. Dort ist die Resonanz drosselspule zwischen dem Teilerpunkt von hoch- und nieder spannungsseitigem Teilerkondensator des kapazitiven Spannungs teilers und dem Zwischenwandler eingeschaltet und liegt somit auf Hochspannungspotential in der Größenordnung von 20 kV. Der Zwischenwandler ist - wie üblich - mit der Resonanz drosselspule in Reihe geschaltet.A capacitive voltage converter of a different design is known from DE-PS 15 41 800. There is the resonance choke coil between the dividing point of high and low voltage-side divider capacitor of the capacitive voltage divider and the intermediate converter switched on and is therefore to high voltage potential in the order of 20 kV. The intermediate converter is - as usual - with the resonance choke coil connected in series.
Mit der vorliegenden Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, einen kapazitiven Spannungswandler der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß eine rationelle Fertigung aller Wandlerteile möglich ist. Insbesondere soll eine betriebssichere und gleichzeitig äußerst gedrängte Bauweise aller Einzelelemente, also des Spannungsteilers, der Resonanzdrosselspule und des Zwischenwandlers ermöglicht werden.The object of the present invention is to be achieved a capacitive voltage converter at the beginning mentioned type so that a rational Manufacturing of all converter parts is possible. In particular, should a reliable and extremely compact at the same time Construction of all individual elements, i.e. the voltage divider, the resonance choke coil and the intermediate converter will.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale.This task is solved by the in the characteristic of the Claim 1 specified features.
Die vorliegende Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß der Zwischenwandler ein dessen Aktivteile (Wick lungen und Eisenkern) vollständig integrierendes, freiluft beständiges Bauelement darstellt, das unmittelbar mit dem kapazitiven Spannungsteiler verbindbar ist. Der Zwischen wandler ist nicht nur elektrisch unmittelbar an den Teiler punkt des kapazitiven Spannungsteilers angeschlossen, sondern ist - entgegen der vorbekannten Lösung gemäß DE-AS 12 41 908 - aus dem geerdeten metallischen Gehäuse gleichsam herausge nommen. Der Zwischenwandler bildet also einen elektrisch und mechanisch eigenständigen Baustein, der für sich herge stellt, vorgeprüft und anschließend mit den weiteren Bau steinen des erfindungsgemäßen kapazitiven Spannungswandlers, nämlich mit dem kapazitiven Spannungsteiler und mit dem Metallgehäuse für die Resonanzdrosselspule in einfacher Weise verbunden werden kann.The present invention is characterized in particular by this that the intermediate converter is one of its active parts (Wick lungs and iron core) fully integrating, open air represents stable component that directly with the capacitive voltage divider is connectable. The intermediate converter is not only electrically connected directly to the divider point of the capacitive voltage divider connected, but is - contrary to the previously known solution according to DE-AS 12 41 908 - out of the grounded metallic housing as it were taken. The intermediate converter therefore forms an electrical one and mechanically independent building block that stands out for itself provides, pre-checked and then with the further construction stones of the capacitive voltage converter according to the invention, namely with the capacitive voltage divider and with the Metal housing for the resonance choke coil in a simple way can be connected.
Weitere vorteilthafte Einzelheiten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und werden nachfolgend anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher beschrieben.Further advantageous details of the invention are in the Subclaims are specified and are subsequently based on a embodiment illustrated in the drawing described in more detail.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 in Schnittdarstellung eine Seitenansicht eines kapazitiven Spannungswandlers gemäß der vor liegenden Erfindung, Fig. 1 in a sectional view a side view of a capacitive voltage converter according to the prior lying invention,
Fig. 2 eine Ansicht auf diesen kapazitiven Spannungs wandler von oben und Fig. 2 is a view of this capacitive voltage converter from above and
Fig. 3 die zugehörige elektrische Schaltung zu diesem kapazitiven Spannungswandler. Fig. 3 shows the associated electrical circuit for this capacitive voltage converter.
Der erfindungsgemäße kapazitive Spannungswandler 1 besteht aus den beiden, einen kapazitiven Spannungsteiler 2 bilden den Teilerkondensatoren 3, 4, die in an sich bekannter Weise übereinander angeordnet und miteinander verflanscht sind. Diese Teilerkondensatoren 3, 4 sind auf einem Gieß harzblock 5 gas- oder flüssigkeitsdicht befestigt, insbe sondere dichtend verschraubt. Der Gießharzblock 5 aus frei luftbeständigem Gießharz, insbesondere aus cycloaliphatischem Gießharz umhüllt die Aktivteile also, die nicht gesondert dargestellten Ober- und Unterspannungswicklungen 7, ein schließlich den zugehörigen Eisenkern 8 des Zwischenwand lers 6 vollständig.The capacitive voltage converter 1 according to the invention consists of the two, a capacitive voltage divider 2 form the divider capacitors 3 , 4 , which are arranged one above the other and flanged together in a manner known per se. These divider capacitors 3 , 4 are fixed on a casting resin block 5 gas or liquid-tight, in particular screwed special sealing. The cast resin block 5 made of air-resistant cast resin, in particular made of cycloaliphatic cast resin, encases the active parts, that is, the upper and lower voltage windings 7 , which are not shown separately, including the associated iron core 8 of the partition wall 6 completely.
Unterhalb des Gießharzblockes 5 ist ein auf Erdpotential liegendes Metallgehäuse 9 vorgesehen. Dieses umfaßt einen Freiraum 10, in dem die für den kapazitiven Spannungswandler erforderliche Resonanzdrosselspule 11 untergebracht ist. Diese Resonanzdrosselspule 11 ist mit deren einem Wicklungs ende an Masse bzw. Erdpotential angeschlossen, wie sich aus dem elektrischen Schaltbild gemäß Fig. 3 ergibt. Die ge samte Resonanzdrosselspule 11 liegt daher auf Niederspannungs bzw. Erdpotential.A metal housing 9 which is at ground potential is provided below the cast resin block 5 . This comprises a free space 10 in which the resonance choke coil 11 required for the capacitive voltage converter is accommodated. This resonance choke coil 11 is connected at its one winding end to ground or ground potential, as can be seen from the electrical circuit diagram according to FIG. 3. The entire resonance choke coil 11 is therefore at low voltage or ground potential.
Die Oberfläche des Gießharzblockes 5, nämlich die Seiten flächen 5 a, 5 b und die obere Stirnfläche 5 c sind mit einem auf Erdpotential liegenden leitfähigen Belag 12, vor zugsweise einer elektrisch leitenden Metallisierung ver sehen, die mit dem auf Erdpotential liegenden Metallge häuse 9 elektrisch leitend verbunden ist.The surface of the cast resin block 5 , namely the side surfaces 5 a , 5 b and the upper end face 5 c are with a grounding conductive coating 12 , preferably see an electrically conductive metallization ver, with the grounding Metallge housing 9 electrically is conductively connected.
Die Teilerkondensatoren 3, 4 des kapazitiven Spannungs teilers 2 bestehen jeweils aus Wickeln oder aus einem Stapel von Wickelkörpern, die mit einem Isoliermedium, vor zugsweise Isoliergas oder Isolieröl getränkt bzw. impräg niert sind. Als Ummantelung dieser Teilerkondensatoren 3, 4 ist eine Gießharzummantelung 13 vorgesehen. Diese wird in einer gegebenenfalls verlorenen Form dadurch hergestellt, daß die Teilerkondensatoren 3, 4 in der Form mit dem Iso liermittel (flüssig oder gasförmig) imprägniert werden und daß anschließend Gießharz von unten in die Gießform einge führt wird. Dieses so eingebrachte Gießharz steigt in der Gießform hoch und verdrängt dabei das Tränk- bzw. Imprägnier mittel insoweit, als dieses für die notwendige Imprägnierung nicht benötigt wird. Durch diesen an sich bekannten Ver drängungs-Steigeguß wird im fertigen Spannungsteiler 2 bzw. in den Teilerkondensatoren 3, 4 eine erhebliche Menge an Tränk- bzw. Imprägniermittel eingespart.The divider capacitors 3 , 4 of the capacitive voltage divider 2 each consist of windings or a stack of winding bodies which are impregnated or impregnated with an insulating medium before preferably insulating gas or insulating oil. A cast resin jacket 13 is provided as the jacket of these divider capacitors 3 , 4 . This is produced in an optionally lost form by the fact that the dividing capacitors 3 , 4 are impregnated in the mold with the insulating agent (liquid or gaseous) and that casting resin is subsequently introduced into the casting mold from below. This poured resin rises in the mold and displaces the impregnation or impregnation medium to the extent that this is not required for the necessary impregnation. By this known Ver displacement-casting, a considerable amount of impregnating or impregnating agent is saved in the finished voltage divider 2 or in the divider capacitors 3 , 4 .
Außen an der Gießharzummantelung 13 sind in an sich bekannter Weise Rippen 14 vorgesehen. Diese können bei der Herstellung der Gießharzummantelung 13 gleich mit angeformt werden, so daß diese mit den Rippen 14 einen einzigen Körper aus homo genem Material bilden.On the outside of the cast resin casing 13 , ribs 14 are provided in a manner known per se. These can be integrally formed in the manufacture of the cast resin casing 13 , so that they form a single body of homo-genem material with the ribs 14 .
Die Rippen 14 können jedoch auch nachträglich an der Gieß harzummantelung 13 der beiden Teilerkondensatoren 3, 4 ange bracht, insbesondere unter Verwendung von Silikonharz ange formt werden.However, the ribs 14 can also be added to the casting resin coating 13 of the two divider capacitors 3 , 4 , in particular using silicone resin.
Der besondere Vorteil der Anwendung des sog. Verdrängungs Steigegusses besteht darin, daß das für die Imprägnierung der Teilerkondensatoren 3, 4 erforderliche Imprägniermittel auf ein Minimum verringert wird, so daß der kapazitive Spannungsteiler 2 entweder überhaupt kein Ausdehnungsgefäß benötigt oder aber ein Ausdehnungsgefäß mit minimalem Volumen. Hierfür geeignet sind ggf. insbesondere ein elektrisch leitender, hohler Abschirmungsring, der üblicherweise zwi schen den beiden Teilerkondensatoren 3, 4 mit verflanscht wird.The particular advantage of using the so-called displacement riser is that the impregnation agent required for the impregnation of the divider capacitors 3 , 4 is reduced to a minimum, so that the capacitive voltage divider 2 either does not need an expansion vessel at all or an expansion vessel with a minimal volume. An electrically conductive, hollow shielding ring, which is usually flanged between the two divider capacitors 3 , 4 , is particularly suitable for this purpose.
Die Fig. 2 zeigt den vorstehend beschriebenen kapazitiven Spannungswandler 1 in der Draufsicht, wobei in dieser Dar stellung die Anordnung von Standfüßen 15, des Klemmenkastens 16, sowie eines TfH-Anschlusses 17 besonders gut ersicht lich sind. Im übrigen sind die einzelnen Teile der Fig. 2 mit denselben Bezugsziffern versehen, wie in Fig. 1. Fig. 2 shows the above-described capacitive voltage converter 1 in plan view, wherein in this Dar position, the arrangement of feet 15 , the terminal box 16 , and a TfH connection 17 are particularly good ersicht Lich. Otherwise, the individual parts of FIG. 2 are provided with the same reference numbers as in FIG. 1.
In Fig. 3 ist eine mögliche Schaltung des erfindungsgemäßen kapazitiven Spannungswandlers in einer Prinzipskizze darge stellt. In dieser Darstellung ist dort mit 2 wiederum der kapazitive Spannungsteiler bezeichnet, umfassend die Tei lerkondensatoren 3, 4. Der Spannungsabgriff für den un mittelbaren Anschluß des Zwischenwandlers 6 an den kapa zitiven Spannungsteiler 2 ist mit TP bezeichnet. Der un mittelbar an den Spannungsabgriff TP elektrisch ange schlossene Zwischenwandler besitzt hier zwei Oberspannungs wicklungen 7 und zwei Meßwicklungen 18, 19, während die in Reihe mit dem Zwischenwandler 6 geschaltete Resonanz drosselspule 11 eine Meß- oder Steuerwicklung 20 besitzt.In Fig. 3, a possible circuit of the capacitive voltage converter according to the invention is shown in a schematic diagram Darge. In this illustration, 2 again denotes the capacitive voltage divider, comprising the capacitor capacitors 3 , 4 . The voltage tap for the direct connection of the intermediate converter 6 to the capacitive voltage divider 2 is designated TP . The un indirectly to the voltage tap TP electrically connected intermediate converter here has two high-voltage windings 7 and two measuring windings 18 , 19 , while the resonance choke coil 11 connected in series with the intermediate converter 6 has a measuring or control winding 20 .
Die elektrische Verbindung zwischen dem kapazitiven Spannungsteiler 2 und dem Zwischenwandler 6 erfolgt über einen Steckkontaktstift 21, ggf. über einen Multikontakt bekannter Bauart. Mit 22 ist in Fig. 1 ergänzend eine elektrische Zuleitung eingezeichnet, die das Potential von üblicherweise 20 kV am Teilerpunkt TP zwischen den Teiler kondensatoren 3, 4 dem Zwischenwandler 6 aufprägt. Mit 23 ist in Fig. 1 eine weitere elektrische Leitung dargestellt, die den leitfähigen Belag 12 des Gießharzblockes 5 mit dem auf Erdpotential liegenden Ende des Teilerkondensators 4 verbindet.The electrical connection between the capacitive voltage divider 2 and the intermediate converter 6 takes place via a plug contact pin 21 , possibly via a multi-contact of a known type. With an electrical lead 22 1 is shown in Fig. Additionally drawn, the capacitors, the potential of usually 20 kV at the divider point TP between the splitter 3, 4 the intermediate converter 6 impresses. 23 with a further electric line is shown in FIG. 1, the 12 connects the conductive coating of the Gießharzblockes 5 with the at earth potential end of the divider capacitor 4.
Die Gießharzummantelung 13 der Teilerkondensatoren 3, 4 besteht vorzugsweise aus elastisch eingestelltem Gießharz, insbesondere aus Polyurethan, das die Wärmeausdehnungen des mengenmäßig äußerst geringen Imprägniermittels der Teiler kondensatoren 3, 4 aufzunehmen vermag, ohne daß ein zu sätzliches Ausdehnungsgefäß erforderlich ist. Ggf. kann aber auch - wie bereits kurz erwähnt - ein Ausdehnungsgefäß mit geringem Volumen vorgesehen sein, insbesondere als ringförmige Abschirmelektrode an der Verbindungsstelle zwischen den Teilerkondensatoren 3, 4.The cast resin jacket 13 of the divider capacitors 3 , 4 is preferably made of elastically adjusted cast resin, in particular polyurethane, which can absorb the thermal expansion of the extremely small amount of impregnating agent of the divider capacitors 3 , 4 without the need for an additional expansion tank. Possibly. However, as already mentioned briefly, an expansion vessel with a small volume can also be provided, in particular as an annular shielding electrode at the connection point between the dividing capacitors 3 , 4 .
Der erfindungsgemäße kapazitive Spannungswandler zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß alle wesentlichen Bau teile, nämlich der kapazitive Spannungsteiler 2, der Zwi schenwandler 6 und die Resonanzdrosselspule 11 für sich hergestellt, vorgeprüft und nach bestandener Vorsprüfung in einfachster Weise miteinander montiert werden können. Die für den Spannungsteiler 2 bzw. den Zwischenwandler 6 ange wendete Gießharztechnik befindet sich auf einem hohen technischen Stand, so daß die Ausfallquoten von Hause aus gering sind und durch die Vorfertigung dieser Bauteile noch reduziert werden können. Mit den angewendeten Gießharz techniken lassen sich die Größenabmessungen des kapazitiven Spannungsteilers 2 und des Zwischenwandlers 6 auf optimale Werte reduzieren. Hinzu kommt, daß durch das Nachschalten der Resonanzdrosselspule 11 und deren Unterbringung in dem Metallgehäuse 9 auch die Abmessungen der Resonanzdrossel spule 11 auf ein Minimum reduziert werden können. The capacitive voltage converter according to the invention is characterized in particular by the fact that all essential construction parts, namely the capacitive voltage divider 2 , the intermediate converter 6 and the resonance inductor 11 are manufactured for themselves, pretested and can be assembled with one another in the simplest manner after passing the preliminary test. The cast resin technology used for the voltage divider 2 or the intermediate converter 6 is at a high technical level, so that the failure rates are inherently low and can still be reduced by the prefabrication of these components. With the cast resin technology used, the size dimensions of the capacitive voltage divider 2 and the intermediate converter 6 can be reduced to optimum values. In addition, by the downstream connection of the resonance inductor 11 and their placement in the metal case 9 reel and the dimensions of the resonant inductor 11 can be reduced to a minimum.
Damit zeichnet sich der erfindungsgemäße kapazitive Spannungswandler nicht nur durch eine hohe Betriebssicher heit, sondern auch durch eine außergewöhnlich gedrängte, kompakte Bauweise aus.The capacitive device according to the invention is thus distinguished Voltage transformers not only because of their high operational reliability unit, but also through an exceptionally crowded, compact design.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904000411 DE4000411A1 (en) | 1989-01-13 | 1990-01-09 | Capacitive voltage converter with voltage divider - has resonance choke coil and intermediate converter connected at divider point |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE8900352U DE8900352U1 (en) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | Capacitive voltage converter |
DE19904000411 DE4000411A1 (en) | 1989-01-13 | 1990-01-09 | Capacitive voltage converter with voltage divider - has resonance choke coil and intermediate converter connected at divider point |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE4000411A1 true DE4000411A1 (en) | 1990-07-19 |
Family
ID=25888894
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19904000411 Withdrawn DE4000411A1 (en) | 1989-01-13 | 1990-01-09 | Capacitive voltage converter with voltage divider - has resonance choke coil and intermediate converter connected at divider point |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE4000411A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2730851A1 (en) * | 1995-02-20 | 1996-08-23 | Gec Alsthom T & D Sa | High voltage transformer with probe as low voltage potential divider |
-
1990
- 1990-01-09 DE DE19904000411 patent/DE4000411A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2730851A1 (en) * | 1995-02-20 | 1996-08-23 | Gec Alsthom T & D Sa | High voltage transformer with probe as low voltage potential divider |
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Legal Events
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