DE4341111C2 - Stromwandler mit Gießharzisolierung - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf einen Stromwandler mit Gieß­ harzisolierung sowie mit mindestens einem durch ein Über­ spannungs-Ableitelement vor Überspannung zu schützenden Element, insbesondere einer Schirmwicklung, wobei das Über­ spannungs-Ableitelement im Gießharz eingegossen und ein An­ schluß des Überspannungs-Ableitelements mit Endpotential verbindbar ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Stromwandler bestehen im allgemeinen aus einer Primär- so­ wie einer Sekundärwicklung, welche von einem gemeinsamen Eisenkern durchsetzt werden. Gegenüber der auf Hochspan­ nungspotential liegenden Primärwicklung wird die im Normal­ fall auf Erdpotential gelegte Sekundärwicklung häufig da­ durch isoliert, daß die gesamte Stromwandleranordnung vollständig mit Gießharz ausgegossen wird, welches nach Aushärten die Isolation bildet.

Weiterhin werden Stromwandler oftmals mit einem kapazitivem Spannungsabgriff versehen, an welchem ein Bruchteil der Be­ triebsspannung, bezogen auf Erdpotential, zur Verfügung steht. Dieser Spannungsabgriff erfolgt mittels einer Schirmwicklung, welche zwischen der Primärwicklung und dem ferromagnetischem Kern eingefügt ist. Da der ferromagnetische Kern im Normalfall geerdet ist, befindet sich die Schirm­ wicklung in dem elektrischen Feld zwischen der Betriebs­ spannung führenden Primärwicklung und dem geerdeten Kern. Die Schirmwicklung bildet somit gleichsam je eine Kondensatorplatte zweier Kondensatoren, deren andere Elek­ troden durch die Primärwicklung einerseits sowie durch den geerdeten Kern andererseits gebildet werden. Es ergibt sich ein kapazitiver Spannungsteiler zwischen der Primärwicklung und Erde, dessen (reduzierte) Ausgangsspannung an einem An­ schluß der Schirmwicklung abgegriffen werden kann.

Oftmals wird an diesem Spannungsabgriff eine Glimmlampe angeschlossen, so daß mit einfachen Mitteln eine Überwa­ chung der Primärwicklung dahingehend ermöglicht wird, ob diese Betriebsspannung führt oder nicht.

Um die Glimmlampe vor einer Zerstörung durch Überspannung zu schützen, ist ein Überspannungs-Ableitelement vorgese­ hen, welches zwischen Schirmwicklung und Erdungsanschluß geschaltet ist und bei einer Überspannung von etwa 1 kV an­ spricht und die Ausgangsspannung des kapazitiven Spannungs­ abgriffs auf diesen Wert begrenzt.

Da Stromwandler gemäß Vorschrift bestimmte Sicher­ heitstests bestehen müssen, insbesondere eine Salzne­ belprüfung, ist es notwendig, das Überspannungs-Ableitele­ ment vor Umgebungseinflüssen geschützt unterzubringen. Dies erfolgt bisher dadurch, daß ein Anschluß der Schirmwicklung sowie ein Erdungsanschluß aus dem Gießharzblock des Strom­ wandlers zusätzlich zu den Sekundär-Ausgangsklemmen des Stromwandlers in einen eingebauten, durch einen Plastikdec­ kel verschließbaren Klemmenkasten herausgeführt sind, so daß das Überspannungs-Ableitelement durch diesen Plastik­ deckel geschützt innerhalb des Klemmenkasten angeordnet werden kann. Diese Anordnung ist jedoch einerseits sehr aufwendig, da allein für das Überspannungs-Ableitelement zwei eigene Klemmen in dem Klemmenkasten vorgesehen werden müssen; andererseits ist das Klemmengehäuse im Normalfall nicht vollständig abgedichtet, da die an die Sekundärklem­ men angeschlossenen Meßleitungen wegen der höheren Ströme erstens einen relativ dicken Querschnitt aufweisen. Aus diesen Gründen ist eine Unterbringung des Überspannungs-Ab­ leitelements innerhalb des angebauten Klemmenkastens im Hinblick auf die Salznebelprüfung oftmals unbefriedigend.

Bei der Unterbringung eines an die als kapazitiver Span­ nungsabgriff genutzte Schirmwicklung eines Stromwandlers angeschlossenen Überspannungs-Ableitelements ist außerdem zu beachten, daß gemäß einer weiteren Sicherheitsvorschrift mittels einer Stückprüfung am Wandler sicherzustellen ist, daß die Schirmwicklung gegenüber Erdpotential mit 3 kV iso­ liert ist. Da die Begrenzung des Überspannungs-Ableitele­ ments bereits bei etwa 1 kV einsetzt, muß dieses für die Isolationsprüfung der Schirmwicklung mit 3 kV von dieser abge­ klemmt werden. Daher muß eine Unterbrechungsmöglichkeit zwischen Schirmwicklung und Überspannungs-Ableitelement vorgesehen werden.

Die DE 40 10 576 A1 beschreibt einen dem gattungsge­ mäßen Stromwandler entsprechenden Durchführungs-Stabstromwandler mit einer durch ein Überspannungs-Ableitelement geschützten Schirmwicklung, an der über eine zwischengeschaltete Elektronikbaugruppe eine Glimmlampe angeschalten ist, die je nach dem Spannungs­ potential an der Schirmwicklung blinkt oder ständig leuch­ tet. Bei diesem Stromwandler ist ein Anschluß des Überspan­ nungs-Ableitelements innerhalb des Gießharzkörpers direkt mit der Schirmwicklung elektrisch leitend verbunden. Dieser Stromwandler ist offensichtlich nicht für die in Deutsch­ land vorgeschriebene 3 kV Überspannungsprüfung geeignet, da das Überspannungs-Ableitelement nicht von der Schirmwick­ lung abgetrennt werden kann.

Demgegenüber offenbart die US-PS 3,073,993 einen Transfor­ mator, der zur Verteilung der Leistung aus einem Hochspan­ nungsnetz auf ein Niederspannungsnetz dient. Dieser Trans­ formator ist in einem geschlossenen und geerdeten Metallge­ häuse untergebracht. Ein Anschluß der Primärwicklung ist mit diesem Gehäuse verbunden, der andere Anschluß ist durch den Deckel des Gehäuses hindurch nach außen geführt und über eine Schmelzsicherung mit dem eigentlichen Hochspan­ nungsanschluß verbunden, der wiederum über eine Funken­ strecke mit einer geerdeten Funkenlöschvorrichtung verbun­ den ist. Blitzeinschläge können über diese Funkenstrecke zum Erdpotential abgeleitet werden, während der Lichtbogen anschließend automatisch wieder unterbrochen wird. Zwar ist auch hier ein Überspannungs-Ableitelement in Form der Fun­ kenstrecke vorhanden, die einerseits mit dem Hochspannungs­ anschluß, andererseits mit dem Erdpotential verbunden ist. Andererseits ist hier in Form der Funkenstrecke selbst eine Isolation des vor Überspannung zu schützenden Anschlusses gegenüber dem Erdpotential vorhanden, jedoch ist dies keine Isolation, die einer Überspannungsprüfung mit einigen kV standhielte, sondern gerade bei einer derartigen Prüfung einen Kurzschluß herstellen würde. Insofern ist auch die Anordnung gemäß dieser Druckschrift nicht geeignet, eine Prüfung mit einer Test-Überspannung zu ermöglichen, die oberhalb desjenigen Wertes liegt, auf dem das Überspan­ nungs-Ableitelement die Spannung des geschützten Anschlus­ ses im normalen Betriebsfall begrenzt.

Aus diesen Anforderungen resultiert das der Erfindung zu­ grundeliegende Problem, bei einem in Gießharz eingegossenen Stromwandler mit einem an einem Anschluß vorgesehen Über­ spannungs-Ableitelement dieses Überspannungs-Ableitelement so anzuordnen, daß dieses schädigenden Umwelteinflüssen möglichst vollständig entzogen ist, die Verbindung zwischen dem eigentlichen Anschluß und dem Überspannungs-Ableitele­ ment problemlos unterbrochen als auch wieder hergestellt werden kann, und wobei die Herstellung des Stromwandlers möglichst einfach und rationell erfolgen kann.

Zur Lösung dieses Problems sieht die Erfindung bei einem Stromwandler mit Gießharzisolierung sowie mit mindestens einem durch ein Überspannungs-Ableitelement vor Überspan­ nung zu schützenden Element, insbesondere einer Schirmwick­ lung, wobei der Überspannungs-Ableitelement im Gießharz eingegossen und ein Anschluß des Überspannungs-Ableitele­ ments mit Endpotential verbindbar ist, vor, daß der nicht geerdete Anschluß des Überspannungs-Ableitelements und das vor Überspannung zu schützende Element des Stromwandlers voneinander elektrisch isoliert und mit im Gießharz einge­ gossenen, ebenfalls gegeneinander isolierten sowie von außen zugänglichen Kontaktelementen elektrisch gut leitend verbunden sind, wobei diese Kontaktelemente durch ein wei­ teres, externes Kontaktelement kurzschließbar sind. Inner­ halb des Gießharzblocks sind das Überspannungs-Ableitele­ ment als auch insbesondere dessen Anschlußdrähte vollstän­ dig von dem Gießharz umschlossen und damit allen möglicher­ weise schädigenden Umwelteinflüssen entzogen. Der geerdete Anschluß des Überspannungs-Ableitelements kann dabei pro­ blemlos mit einer ebenfalls in das Gehäuse eingegossenen Buchse verbunden sein, welche ein Innengewinde zur Aufnahme des Schaftes einer Befestigungsschraube aufweist, mit der die geerdete Grundplatte des Klemmenkastens an dem den ei­ gentlichen Stromwandler enthaltenden Gießharzblock festge­ schraubt ist. Der andere Anschluß des Überspannungs-Ableit­ elements ist mit einem Kontaktelement elektrisch leitend verbunden, welches eine Kontaktfläche an der Außenseite des Gießharzblocks aufweist. Auch der eigentliche, durch das Überspannungs-Ableitelement vor Überspannungen zu schüt­ zende Anschluß ist zu einem Kontaktelement an der Oberflä­ che des Gießharzblocks herausgeführt, so daß die entspre­ chenden Potentiale wahlweise getrennt kontaktiert als auch miteinander durch ein externes Kontaktelement kurzgeschlos­ sen werden können. Insbesondere bei einem an die als kapa­ zitiver Spannungsabgriff genutzte Schirmwicklung eines Stromwandlers angeschlossenen Überspannungs-Ableitelement ist es dadurch möglich, die Isolationsprüfung mit 3 kV bei ab­ geklemmtem Überspannungs-Ableitelement an der Schirmwick­ lung durchzuführen, während das Überspannungs-Ableitelement im Normalbetrieb durch ein externes Kontaktelement an die Schirmwicklung angeschlossen ist.

Eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stromwand­ lers zeichnet sich dadurch aus, daß die in Gießharz einge­ gossenen Kontaktelemente in zur Gießharzoberfläche des Stromwandlers senkrechter Richtung beabstandet und durch eine gemeinsame, etwa senkrecht, zur Gießharzoberfläche verlaufende Ausnehmung durchsetzt sind. Bei dieser Ausfüh­ rungsform ist ein gegenseitiger Kurzschluß der beiden ein­ gegossenen Kontaktelemente durch ein einfaches, in die Aus­ nehmung formschlüssig eingesetztes, externes Kontaktelement problemlos möglich. Andererseits ist es auch möglich, dann nur eines der beiden eingegossenen Kontaktelemente zu kontaktieren, wenn das externe Kontaktelement im Bereich des jeweils anderen eingegossenen Kontaktelements einen isolierenden Bereich aufweist. Insbesondere kann zu einem getrennten Kontaktieren des äußeren der beiden eingegosse­ nen Kontaktelemente ein verkürzter Kontaktstift dienen.

Bei dieser Ausführungsform hat es sich als günstig erwie­ sen, daß das äußere, im Gießharz eingegossene Kontaktele­ ment mit der Gießharzoberfläche etwa fluchtend angeordnet ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß bei einer nur un­ vollständigen Einführung des externen Kontaktstifts ein ge­ genseitiger Kurzschluß der im Gießharz eingegossenen Kon­ taktelemente dadurch vermieden wird, daß die Kontaktierung des äußeren Kontaktelements erst bei vollständigem Einfüh­ ren des externen Kontaktelements erfolgt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung dieser ersten Ausführungs­ form besteht darin, daß die die beiden im Gießharz einge­ gossenen Kontaktelemente durchsetzende Ausnehmung etwa ro­ tationssymmetrisch um ihre etwa senkrecht zur Gieß­ harzoberfläche verlaufende Längsachse ausgebildet ist. Hierdurch kann der Kontaktstift ebenfalls rotationssymme­ trisch gestaltet werden, so daß bei dessen Einsetzen keine Vorzugsrichtung zu beachten ist. Dieser Aspekt ist insbe­ sondere bei dem schnellen Umklemmen im Rahmen der Iso­ lationsprüfung mit 3 kV günstig, da die Bedienperson den jeweiligen Kontaktstift ohne zeitraubendes Ausprobieren des richtigen Drehwinkels in die Ausnehmung einsetzen kann.

Ein weiterer Vorteil dieser ersten Ausführungsform ergibt sich dann, wenn das innere, im Gießharz eingegossene Kontaktele­ ment im Bereich seiner Ausnehmung zumindest zum Teil mit einem Innengewinde versehen ist. Das Innengewinde in der Ausnehmung bewirkt in Verbindung mit einem schrauben- oder bolzenförmigen, mit Außengewinde versehenen, externen Kon­ taktstift eine zuverlässige Fixierung desselben und ge­ währleistet somit eine sichere Kontaktgabe zwischen den einander gegenüberliegenden Kontaktflächen. Insbesondere ergibt sich bei einer Kontaktschraube ein sicherer Kurz­ schluß zwischen dem äußeren, ringförmigen Kontaktelement und dem inneren, mit einem Gewinde versehenem Anschlußkon­ takt, wenn die Schraube soweit eingeschraubt wird, daß sich ihr Schaft unter Zugspannung befindet und elastisch dehnt. Die Kurzschlußverbindung schließt sich hierbei über die Un­ terseite des Schraubenkopfes und den Schraubenschaft bis zu den aneinander anliegenden Flanken der ineinandergeschraub­ ten Gewinde. Gegebenenfalls kann zum Abgriff dieses Span­ nungspotentials zwischen der Unterseite des Schraubenkopfs und dem äußeren Kontaktelement eine elektrisch leitfähige Scheibe ein­ gefügt sein, welche mit einem Anschlußdraht zum Anschluß an eine entsprechende externe Apparatur versehen ist.

Entsprechend der Erfindung kann diese erste Ausführungsform derart weitergebildet sein, daß der Innendurchmesser der Ausnehmung in dem äußeren, in Gießharz eingegossenen Kon­ taktelement etwas größer ist als der Innendurchmesser der Ausnehmung in dem inneren, im Gießharz eingegossenen Kon­ taktelement. Hierdurch wird gewährleistet, daß auch das In­ nere der beiden eingegossenen Kontaktelemente getrennt kon­ taktiert werden kann, indem beispielsweise eine Kontakt­ schraube unter Zuhilfenahme einer elektrisch isolierenden Unterleg­ scheibe eingesetzt wird. Eine versehentliche Berührung zwi­ schen dem Schraubenschaft und dem äußeren Kontaktelement wird durch dessen vergrößerten Innendurchmesser vermieden.

Bei einer zweiten Ausführungsform sieht die Erfindung vor, daß eines der beiden im Gießharz eingegossenen Kontaktele­ mente als mit der Gießharzoberfläche etwa fluchtendes, von einer Ausnehmung durchsetztes Plättchen ausgebildet ist und das zweite der beiden im Gießharz eingegossenen Kontaktele­ mente als etwa zentrisch zu der Ausnehmung in dem als Plättchen ausgebildeten Kontaktelement angeordneter, dieses Kontaktelement nach außen überragender Bolzen gestaltet ist. Bei dieser Ausführungsform wird der während des Be­ triebs erforderliche Kurzschluß zwischen den beiden Kon­ taktelementen durch Aufschieben eines buchsenförmigen Kon­ taktelements bewirkt.

Das Aufsetzen dieser Kontaktbuchse wird dadurch erleich­ tert, daß die Ausnehmung in dem plättchenförmigen Kontakte­ lement sowie die Mantelfläche des bolzenförmigen Kontakte­ lementes etwa rotationssymmetrisch zu derselben Symmetrie­ achse sind. Hierdurch kann auch die externe Kontaktbuchse rotationssymmetrisch gestaltet sein, so daß das Aufschieben unabhängig vom Drehwinkel problemlos möglich ist.

Bei dieser Ausführungsform besteht eine Weiterbil­ dung darin, daß die Mantelfläche des bolzenförmigen Ele­ ments mit einem Außengewinde versehen ist. Durch diese Maß­ nahme läßt sich ein externer Kurzschluß zwischen den bei­ den, eingegossenen Kontaktelementen auf einfachste Weise dadurch herstellen, daß ein mit einem Innengewinde versehe­ ner Kontaktring auf das bolzenförmige Element soweit aufge­ schraubt wird, daß infolge Anliegens an dem plättchenförmi­ gen Kontaktelement eine Druckkraft auf den Ring einwirkt, welche einerseits eine sichere Kontaktgabe zwischen den beiden eingegossenen Kontaktelementen gewährleistet und andererseits einem versehentlichen Lösen des Kontaktrings entgegenwirkt. Zum Abgriff des gemeinsamen Potentials der kurzgeschlossenen Kontaktelemente kann beispielsweise zwi­ schen aufgeschraubtem Ring und dem plättchenförmigen Kontaktelement eine elektrisch leitfähige Scheibe eingeklemmt werden, welche über einen angeschlossenen Leiter mit einer externen Apparatur verbindbar ist.

Unabhängig von der jeweils gewählten Ausführungsform sieht die Erfindung vor, daß in dem Zwischenraum zwischen den im Gießharz eingegossenen Kontaktelementen ein Isolierteil an­ geordnet ist. Ein solches, vorgefertigtes Isolierteil wird vor dem Vergießen des Stromwandlers zwischen den beiden Kontaktelementen eingesetzt und gewährleistet dadurch ei­ nerseits eine definierte Lage der beiden Kontaktelemente zueinander während des Gießvorgangs, andererseits wird ein Fließen des Gießharzes in den Bereich der von außen zugäng­ lichen Kontaktflächen der Kontaktelemente vermieden. Die die beiden eingegossenen Kontaktelemente durchsetzende Ausnehmung wird dadurch auch in dem Zwischenraum zwischen den beiden Kontaktelementen nicht durch Gießharz begrenzt, sondern durch mit ausreichender Präzision vorgefertigte Isolierteile, so daß die Ausnehmung über ihre gesamte Länge jeweils definierte Querschnitte aufweist. Dies ist insbe­ sondere bei mit Innengewinde versehenen Buchsen wichtig, da ein Einströmen des Gießharzes in diesen Bereich das Innen­ gewinde verkleben und unbrauchbar machen könnte, so daß der gesamte Stromwandler unbrauchbar wäre, da die in dem ausge­ härteten Gießharz eingegossenen Kontaktelemente nicht nach­ träglich ersetzt werden können. Zwar wäre ein Herauslösen defekter Kontaktelemente - unter Beschädigung des Gießharz­ blocks - noch denkbar, beim Einsetzen eines neuen Kontakte­ lements ist es jedoch völlig unmöglich, nachträglich einen elektrischen Kontakt zu eingegossenen Bauelementen herzu­ stellen. Da ein einmal vergossener Stromwandler somit nicht repariert werden kann, müssen bereits vor dem Ausgießen alle notwendigen Maßnahmen ergriffen werden, um Fehler beim Vergießen und damit einen zu hohen Ausschuß zu vermeiden. Deshalb wird ein Isolierteil verwendet, um den Zwischenraum zwischen den beiden Kontaktelementen gegenüber dem Gießharz möglichst gut abzudichten.

Daneben muß dieses Isolierteil in der Lage sein, der wäh­ rend der Sicherheitsprüfung angelegten Prüfspannung von 3 kV unbeschädigt standzuhalten. Das Isoliervermögen des Isolierteils kann zum einen durch Verwendung von Isolier­ stoffen mit hoher Durchschlagfeldstärke, andererseits durch eine ausreichende Bemessung des Abstands der den einander zugewandten Flächen der beiden eingegossenen Kontaktele­ mente gegenüberliegenden Begrenzungsflächen des Isolier­ teils erreicht werden.

Schließlich entspricht es der Lehre der Erfindung, daß das Isolierteil die einander zugewandten Flächen der beiden eingegossenen Kontaktelemente an deren dem Gießharzbereich zugewandten Kanten formschlüssig umgreift. Eine solche, die beiden eingegossenen Kontaktelemente zumindest teilweise formschlüssig umgreifende Gestalt des Isolierteils hat ein­ mal den Vorteil, daß vor und während des Gießvorgangs die beiden Kontaktelemente in einer Flucht gehalten werden, so daß nach dem Aushärten ihre Ausnehmungen zentrisch angeord­ net sind sowie den weiteren Vorteil einer optimalen Abdich­ tung der Stoßfugen zwischen dem Isolierteil und den daran angrenzenden Stirnflächen der Kontaktelemente gegenüber hindurchtretendem Gießharz während des Ausgießens.

Weitere Einzelheiten und Merkmale auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei­ bung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Stromwandlers,

Fig. 2 eine Vergrößerung des Details II in Fig. 1, teilweise geschnitten,

Fig. 3 einen Schnitt durch die Fig. 2 entlang der Li­ nie III-III und

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung des Details IV in Fig. 2.

Der in Fig. 1 dargestellte Stromwandler 1 weist einen Gießharzblock 2 auf, in dessen Innerem sich die von einem ferromagnetischen Kern durchsetzten Primär- und Sekundär­ wicklungen befinden. Die Anschlüsse der Primärwicklung sind an in das Gießharz eingegossene Kontaktelemente an der Oberseite 3 des Stromwandlers 1 herausgeführt, an welche primärseitige Stromschienen 4, 5 mittels Schrauben 6, 7 kontaktgebend befestigt sind.

Im Bereich der Füße 8, 9 des Stromwandlers 1 ist je eine metallene Befestigungsplatte 10, 11 von unten am Gießharz­ block 2 mittels Befestigungsschrauben 12 angeschraubt. Die Befestigungsplatten 10, 11 sind mit seitlichen Aussparungen 13 versehen, die zum Festschrauben des Stromwandlers 1 auf einer Unterlage 14 dienen. Eine der beiden Befestigungs­ platten 10 ragt gegenüber dem Gießharzblock 2 nach außen vor und trägt an ihrer Oberseite einen Klemmenkasten 15.

Der Klemmenkasten 15 besteht aus einem fest mit der Grund­ platte 10 verbundenen Unterteil 16 sowie einem mittels zweier nicht dargestellter Verschlußschrauben 17 daran festschraubbaren Kunststoffdeckel 18. Innerhalb des Klem­ mengehäuses 15 befinden sich sechs Anschlußklemmen 19, an denen je ein externer Leiter mittels Klemmschrauben 20 kon­ taktgebend festgeklemmt werden kann. Die angeklemmten, ex­ ternen Leiter sind an Durchführungen 21 aus dem Klemmenge­ häuse 15 herausgeführt. Die Kontaktklemmen 19 sind mit je einem Anschluß 22 der im Gießharzblock 2 eingegossenen Se­ kundärwicklung durch Schrauben 23 elektrisch leitend ver­ bunden.

Zwischen der Primärwicklung und dem diese durchsetzenden, mittels einer Erdungsschraube 24 auf Massepotential geleg­ ten Kern ist eine Schirmwicklung vorhanden, welche in das Dielektrikum des Gießharzblocks 2 elektrisch isolierend eingebettet ist. Diese Schirmwicklung bildet innerhalb des elektrischen Feldes zwischen Primärwicklung und ferromagnetischem Kern eine Äquipotentialfläche, deren Potential durch die Be­ triebsspannung der Primärwicklung beeinflußt wird und als Spannungsabgriff an einer der Klemmen 19 im Sekundärklem­ menkasten 15 zur Verfügung gestellt ist, um - zusammen mit einer weiteren, auf Erdpotential liegenden Klemme 19 - als Meß- oder Überwachungssignal für das Spannungspotential der Primärwicklung zu dienen. An dieses Klemmenpaar kann bei­ spielsweise eine nicht dargestellte Glimmlampe angeschlos­ sen sein, um eine optische Kontrolle für das Anliegen der Betriebsspannung am Primärkreis zu ermöglichen.

Während die Kontaktierung der auf Erdpotential liegenden Anschlußklemme 19 für die Glimmlampe ähnlich der herausge­ führten Anschlüsse der Sekundärwicklung mittels einer im Gießharz eingegossenen, eine mit dem ferromagnetischen Kern leitend verbundene Lasche (Anschluß) 22 durchgreifenden Kontakt­ schraube 23 erfolgen kann, ist bei dem mit der Schirmwick­ lung verbundenen Anschluß eine solch einfache Kontaktierung zu der entsprechenden Klemme 19 im Sekundärklemmengehäuse 15 nicht möglich. Denn zum Schutz der an die Schirmwicklung im Normalfall angeschlossenen Glimmlampe vor Überspannungen ist im Stromwandler 1 ein Überspannungs-Ableitelement 25 vorgesehen.

Das Überspannungs-Ableitelement 25 weist zwei Anschlüsse 26, 27 auf, zwischen denen eine stark nicht-lineare Über­ tragungscharakteristik besteht: In einem Spannungsbereich unterhalb etwa 1 kV ist das Überspannungs-Ableitelement 25 hochohmig, so daß die Spannung zwischen seinen Klemmen 26 und 27 kaum beeinflußt wird; in einem Spannungsbereich oberhalb 1 kV steigt der Stromfluß durch das Überspannungs- Ableitelement 25 dagegen stark an, so daß eine Überspannung zwischen den Klemmen 26 und 27 kurzgeschlossen und somit die Spannung auf 1 kV begrenzt wird.

Zum Schutz des Überspannungs-Ableitelements 25 vor schädli­ chen Umwelteinflüssen, insbesondere korrodierenden Bedin­ gungen wie zum Beispiel Salznebel, ist das Überspannungs- Ableitelement 25 vollständig in das Gießharz 2 eingegossen. Damit die zwischen Schirmwicklung und Erdpotential angeschlos­ sene Glimmlampe vor Überspannungen geschützt werden kann, muß das Überspannungs-Ableitelement 25 zur Glimmlampe parallel geschaltet werden.

Ein Anschluß 27 des Überspannungs-Ableitelements 25 ist da­ her mit einer ebenfalls im Gießharzblock 2 integrierten Ge­ windebuchse 28 elektrisch leitend, beispielsweise durch An­ löten, verbunden. Die metallene Gewindebuchse 28 nimmt den Schaft einer nicht dargestellten Befestigungsschraube 12 auf, mit der die eben­ falls metallene Befestigungsplatte 10 am Gießharzblock 2 festgeschraubt ist. Da diese Grundplatte 10 über nicht dar­ gestellte Kontaktmittel mit der Erdungsschraube 24 verbun­ den ist, liegt auch der Anschluß 27 des Überspannungs-Ab­ leitelements 25 auf Erdpotential.

Der zweite Anschluß 26 des Überspannungs-Ableitelements 25 muß während des Betriebs mit der Schirmwicklung kurzge­ schlossen sein, um eine induzierte Überspannung auf etwa 1 kV zu begrenzen und somit die angeschlossene Glimmlampe vor einer Zerstörung zu schützen. Andererseits muß für die 3 kV-Isolationsprüfung der Schirmwicklung gegenüber Erdpoten­ tial der Anschluß 26 des Überspannungs-Ableitelements 25 von der Schirmwicklung abgeklemmt werden, damit die Prüf­ spannung von 3 kV nicht durch das Überspannungs-Ableitele­ ment 25 kurzgeschlossen wird.

Zu diesem Zweck ist der Anschluß 26 des Überspannungs-Ab­ leitelements 25 mit einer weiteren, im Gießharzblock 2 ein­ gegossenen Gewindebuchse 29 elektrisch leitfähig verbunden, beispielsweise angelötet. Die Längsachse 30 der mit einem Innengewinde 31 versehenen Ausnehmung 32 der Gewindebuchse 29 ist etwa senkrecht zur Oberfläche 33 des Gießharzblocks 52 gerichtet. Die Stirnseite 34 der Gewindebuchse 29 ist je­ doch gegenüber der Oberfläche 33 des Gießharzblocks 2 nach innen zurückversetzt.

Konzentrisch zur Längsachse 30 der Ausnehmung 32 in der Ge­ windebuchse 29 ist eine Kontaktscheibe 35 angeordnet, deren Außenseite 36 mit der Oberfläche 33 des Gießharzblocks 2 fluchtet. Die Kontaktscheibe 35 ist mit einem Anschluß 37 der Schirmwicklung elektrisch leitend verbunden.

Zwischen der ringförmigen Kontaktscheibe 35 und der Stirn­ seite 34 der Gewindebuchse 29 befindet sich ein ringförmi­ ges Isolierteil 38. Das Isolierteil 38 liegt mit zwei kreisringförmigen Stirnflächen 39, 40 an den einander zuge­ wandten Stirnseiten 41, 34 der Kontaktscheibe 35 einerseits und des Gewindebolzens 29 andererseits an. Zur optimalen Abdichtung gegenüber dem flüssigen Gießharz 2 ist das Iso­ lierteil 38 im Bereich seines äußeren Umfangs mit zwei kreisringförmigen Schultern 42, 43 versehen, welche die Kontaktscheibe 35 sowie die Gewindebuchse 29 teilweise um­ greifen.

Während des Betriebs des Stromwandlers 1 soll der Anschluß 26 des Überspannungs-Ableitelements 25 mit dem Anschluß 37 der Schirmwicklung kurzgeschlossen sein, um die Spannung an der Schirmwicklung auf 1 kV zu begrenzen. Dies geschieht durch Einschrauben einer in Fig. 4 nicht dargestellten Kontaktschraube in die Ausnehmung 32 der Gewindebuchse 29. Sobald diese Kontaktschraube festgezogen ist, liegt die Un­ terseite ihres Schraubenkopfs an der äußeren Kontaktfläche 36 der Kontaktscheibe 35 planparallel an und wird durch die Federkraft des elastisch gedehnten Schraubenschafts an diese angepreßt. Da durch die Federkraft gleichzeitig ein optimaler Kontakt zwischen den Gewindeflanken des Schrau­ bengewindes einerseits sowie des Innengewindes 31 der Ge­ windebuchse 29 bewerkstelligt wird, ist der Schirmanschluß 37 mit dem Anschluß 26 des Überspannungs-Ableitelements 25 über die Kontaktscheibe 35, Schraubenkopf, -schaft und -ge­ winde sowie über Innengewinde 31 und Buchse 29 gewährlei­ stet.

Weiterhin muß der Anschluß 37 der Schirmwicklung während des Betriebs des Stromwandlers 1 mit einer Klemme 19 im Se­ kundärklemmengehäuse 15, an welche eine externe Glimmlampe angeschlossen ist, elektrisch leitend verbunden sein. Hierzu kann beispielsweise eine metallene Scheibe von der Art ei­ ner Unterlegscheibe, jedoch mit einer Anschlußfahne, zwi­ schen der Unterseite des Kopfs der in die Ausnehmung 32 eingeschraubten Kontaktschraube und der Außenseite 36 der Kontaktscheibe 35 eingeklemmt werden, was den Kurzschluß zwischen dem Anschluß 37 der Schirmwicklung und dem An­ schluß 26 des Überspannungs-Ableitelements 25 nicht beein­ trächtigt. An die Anschlußfahne der eingeklemmten Unterleg­ scheibe kann beispielsweise ein Draht angelötet sein, des­ sen anderes Ende unter dem Kopf einer in einer Ausnehmung 44 des betreffenden Klemmkontakts 19 angeschraubten Klemm­ schraube festgeklemmt wird.

Damit diese Drahtverbindungen möglichst kurz auszuführen sind, sind Kontaktscheibe 35 und Gewindebuchse 29 im Bereich des Sekundärklemmenkastens 15 angeordnet, die an dem Gießharzblock 2 anliegende Rückseite 45 der Plastikabdec­ kung 18 des Klemmengehäuses 15 weist zu diesem Zweck eine Ausnehmung 46 auf. Andererseits ist es auch möglich, Kon­ taktscheibe 35 und Gewindebuchse 29 außerhalb des Klemmen­ gehäuses 15 anzuordnen, wobei sich die Ausnehmung 46 in dem Plastikdeckel 18 erübrigt. In diesem Fall kann ein Anschluß der Glimmlampe direkt zu der in die Ausnehmung 32 einge­ schraubten Kontaktschraube geführt sein.

Weiterhin ist für die Schirmwicklung eine Isolationsprüfung mit einer Prüfspannung von 3 kV gegenüber Erdpotential vor­ geschrieben. Damit diese Prüfspannung beim Anlegen an die Schirmwicklung nicht zusammenbricht, muß hierfür das Über­ spannungs-Ableitelement 25 von der Schirmwicklung getrennt werden. Dies geschieht durch Herausdrehen der in die Aus­ nehmung 32 der Gewindebuchse 29 eingesetzten Kontakt­ schraube. In diesem Zustand ist die Kontaktscheibe 35 von der Gewindebuchse 29 durch das Isolierteil 38 elektrisch getrennt.

Die Prüfspannung von 3 kV kann nun an die äußere Kontakt­ fläche 36 der Kontaktscheibe 35 angelegt werden.

Claims (11)

1. Stromwandler mit Gießharzisolierung sowie mit minde­ stens einem durch ein Überspannungs-Ableitelement (25) vor Überspannung zu schützenden Element, insbesondere einer Schirmwicklung, wobei das Überspannungs-Ableite­ lement (25) im Gießharz (2) eingegossen und ein Anschluß des Überspannungs-Ableitelements (25) mit Erdpotential verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht geerdete Anschluß (26) des Überspan­ nungs-Ableitelements (25) und das vor Überspannung zu schützende Element des Stromwandlers (1) voneinander elektrisch isoliert und mit im Gießharz (2) eingegossenen, ebenfalls gegeneinander isolierten so­ wie von außen zugänglichen Kontaktelementen (29, 35) elektrisch gut leitend verbunden sind, wobei diese Kontaktelemente (29, 35) durch ein weiteres, externes Kontaktelement kurzschließbar sind.

2. Stromwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Gießharz (2) eingegossenen Kontaktelemente (29, 35) in zur Gießharzoberfläche (33) des Stromwand­ lers (1) senkrechter Richtung beabstandet und durch eine gemeinsame, etwa senkrecht zur Gießharzoberfläche (33) verlaufende Ausnehmung (32) durchsetzt sind.

3. Stromwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere, im Gießharz (2) eingegossene Kontakt­ element (35) mit der Gießharzoberfläche (33) etwa fluchtend angeordnet ist.

4. Stromwandler nach einem der Ansprüche 2 oder 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die die beiden im Gießharz eingegossenen Kontaktelemente (29, 35) durchsetzende Ausnehmung (32) etwa rotationssymmetrisch um ihre etwa senkrecht zur Gießharzoberfläche (33) verlaufende Längsachse (30) ausgebildet ist.

5. Stromwandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das innere, im Gießharz (2) eingegossene Kontakte­ lement (29) im Bereich seiner Ausnehmung (32) zumin­ dest teilweise mit einem Innengewinde (31) versehen ist.

6. Stromwandler nach einem der Ansprüche 4 oder 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser (55) der Ausnehmung in dem äußeren, im Gießharz (2) einge­ gossenen Kontaktelement (35) etwas größer ist als der Innendurchmesser (54) der Ausnehmung (32) in dem inne­ ren, im Gießharz (2) eingegossenen Kontaktelement (29).

7. Stromwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden im Gießharz (2) eingegossenen Kontaktelemente als mit der Gießharzoberfläche (33) etwa fluchtendes, von einer Ausnehmung durchsetztes Plättchen ausgebildet und das zweite der beiden, im Gießharz (2) eingegossenen Kontaktelemente als etwa zentrisch zu der Ausnehmung in dem als Plättchen aus­ gebildeten Kontaktelement angeordneter, dieses Kon­ taktelement nach außen überragender Bolzen gestaltet ist.

8. Stromwandler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung in dem plättchenförmigen Kontakt­ element sowie die Mantelfläche des bolzenförmigen Kon­ taktelements etwa rotationssymmetrisch zu derselben Symmetrieachse sind.

9. Stromwandler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche des bolzenförmigen Elements mit einem Gewinde versehen ist.

10. Stromwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zwischenraum zwischen den im Gießharz (2) eingegossenen Kontaktelementen (29, 35) ein Isolierteil (38) angeordnet ist.

11. Stromwandler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierteil (38) derart ausgebildet ist, daß es die einander zugewandten Flä­ chen (34, 41) der beiden eingegossenen Kontaktelemente (29, 35) an deren dem Gießharzbereich (2) zugewandten Kanten formschlüssig umgreift.