DE4414828C2 - Hochspannungswandler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hochspannungswandler gemäß dem Oberbegriff des An­ spruches 1.

In vorzugsweise einphasig metallgekapselten, SF₆-gasisolierten Hochspannungs­ schaltanlagen wird zur Bildung eines kapazitiven Hochpannungswandlers eine koaxial um den stromführenden Innenleiter angeordnete Elektrode zur kapazitiven Auskopp­ lung der Spannung benutzt. Dabei befinden sich zwischen dem Innenleiter und der Elektrode der Hochspannungskondensator und zwischen der Elektrode und einer ge­ erdeten weiteren Elektrode der niederspannungsseitige Kondensator. Alle Komponen­ ten sind jeweils voneinander elektrisch isoliert. Bei einer bekannten Anordnung ist auf der Innenseite der Metallkapselung in Abstand dazu eine Elektrode vorgesehen; diese Elektrode bildet mit der Außenkapselung dann den niederspannungsseitigen Meß- und Schutzwandler.

In dreiphasig metallgekapselten, SF₆-gasisolierten Hochspannungsschaltanlagen muß gewährleistet sein, daß jeweils nur die Spannung der zu messenden Phase kapazitiv ausgekoppelt wird.

Ein Hochspannungswandler der eingangs genannten Art ist aus der DE 26 47 106 A1 bekannt geworden. Bei diesem Spannungswandler zweigen senkrecht zu den Leitern Leiterteilstücke ab, die einen Isolator durchgreifen und in ein Gehäuseelement hinein­ ragen, in dem sich gleichzeitig auch eine zylindrische Elektrode als oberspannungssei­ tige Elektrode des kapazitiven Hochspannungswandlers befindet. Das freie Ende des Leiterteilstückes besitzt eine kugelförmige Erweiterung, die eine Elektrode für eine Funkenstrecke bildet.

Aus der DE 24 09 595 A1 ist ein Hochspannungswandler mit einer zylindrischer Au­ ßenkapselung, ein zylindrischer Innenleiter, wobei die zylindrische Form der Außen­ kapselung der zylindrischen Form des Innenleiters angepaßt ist, sowie einer in der Schaltungstechnik gebräuchlichen, ebenfalls zu einem Zylinder gebogenen Leiterplatte bekannt geworden, von denen die innere Metallkaschierung mit dem Hochspannungs­ leiter eine Oberspannungskondensator bilden. Die Form der Leiterplatte ist damit der Form der Elektrode gleich und diese Form ist eine zylindrische Form.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Hochspannungswandler der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß mit diesem Hochspannungswandler, der konstruktiv einfach aufgebaut ist, bei dreiphasig metallgekapselten Anlagen auf einfache Weise kapazitiv Spannungen zu Meß- und Schutzzwecken gemessen werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruches 1.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.

Erfindungsgemäß wird durch das an dem jeweiligen Phasenleiter angeschlossene Lei­ terteilstück das Primärteil eines kapazitiven Hochspannungswandlers für dreiphasige, metallgekapselte, SF₆-gasisolierte Hochspannungsanlagen abgeschirmt von den an­ deren Phasen ausgekoppelt, so daß eine optimale Messung der Spannung in jeder Phase mit hoher Genauigkeit und ohne Beeinflussung durch die anderen Phasen er­ reicht werden kann.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht durch einen erfindungsgemäßen Hochspannungs­ wandler gemäß Schnittlinie I-I der Fig. 2,

Fig. 2 eine Schnittansicht gemäß Schnittlinie II-II der Fig. 1 und

Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Schnittansicht, die die Erfindung in vergrö­ ßerter Darstellung zeigt.

Eine Schaltanlage, von der lediglich ein Teil eines Flansches 10 einer nicht weiter dar­ gestellten Metallkapselung gezeigt ist, ist mit einem Hochspannungswandler 11 verse­ hen, der von dem Leitungszug der Schaltanlage mittels eines strichpunktiert gezeigten Schottisolators 12 abgeschottet ist. Der Schottisolator 12 ist durchgriffen von Leiter­ teilstücken 13 und 14 (in Fig. 1 sind nur zwei Leiterteilstücke, die zu jeweiligen Phasen­ leitern führen, dargestellt; das Anschlußstück des dritten Phasenleiters ist aufgrund des Schnittes nicht sichtbar). Die Leiterteilstücke 13 und 14 sind mit je einem Durchfüh­ rungselement 15 und 16 verbunden, an dem das Ende 17 eines jeden Leiterteilstückes 13,14 angeschlossen ist, welches damit mit jeweils einem Phasenleiter verbunden ist. Auf die Außenseite des Schottisolators 12 ist der Flansch 18 einer topfförmigen Kapse­ lungshaube 19 mittels Schrauben 20 aufgesetzt, welche Kapselungshaube eine Ab­ schirmung 21, 22 für jedes Leiterteilstück 17 umgibt.

Die Abschirmung 21 (ebenso auch die der anderen Phasen) besitzt einen zylindrischen Abschnitt 23, der mittels eines Flansches 24 an einem Isolierträger 25 aus Isoliermate­ rial befestigt ist; der zylindrische Abschnitt 26, der das Leiterteilstück 16 umgibt, ist mit einem weiteren Flansch 27 ebenfalls an dem Isolierträger 25 befestigt. An der Innen­ fläche 28 des zylindrischen Abschnittes 29 der Kapselungshaube 19 sind mehrere, gleichförmig am Umfang verteilte Augen 30 angeformt, die radial bzw. senkrecht zur Innenfläche 28 ins Innere der Kapselungshaube 19 vorspringen. Die Befestigung des Isolierträgers 25 an den Augen 30 erfolgt mittels einer Schraubenverbindung 31. An der dem Bodenabschnitt 32 zugewandten Seite des Trägers 25 ist ein halbkugelförmi­ ger Abschnitt 33 befestigt, wobei mit einer Schrauben-Mutternverbindung 34 der Flansch 24 bzw. 27 mit angeschlossen bzw. befestigt ist.

Der halbkugelförmige Abschnitt 33 ist, wie aus der Fig. 3 ersichtlich, aus drei Teilen zusammengesetzt, nämlich einem inneren elektrisch leitenden Gehäuseelement 35, einem dieses Gehäuseelement 35 umgebenden Abschnitt 36 aus isolierendem Mate­ rial, und einem außerhalb des Abschnittes 36 angebrachten äußeren Gehäuseelement 37, das ebenfalls aus elektrisch leitendem Material besteht. Das Gehäuseelement 37 ist an Erde angeschlossen.

Der Bereich zwischen dem freien Ende 17 jedes Teilstückes und der Innenfläche des Abschnittes 35, der mit A bezeichnet ist, stellt eine hochspannungsseitige Kapazität und der Abstand B zwischen den beiden elektrisch leitenden Gehäuseelementen 35 und 37, der der Dicke des Abschnittes 36 aus isolierendem Material entspricht, ist der niederspannungsseitige Teil des durch das Ende 17 jedes Leiterteilstückes und den halbkugelförmigen Abschnitt 33 gebildeten kapazitiven Spannungswandlers.

An dem äußeren Gehäuseelement 37 und dem inneren Gehäuseelement 35 sind An­ schlußleiter 38 und 39 angeschlossen, die zu einer Auswerteeinrichtung 40 geführt sind, die zur Verarbeitung der Signale dient, die von dem Niederspannungsteil der Ka­ pazität herkommen. Die Anschlußleiter 38 und 39 sind durch eine schottisolatorartige Durchführung 41 aus dem Innenraum der Kapselungshaube 19 herausgeführt.

Das Ende 17 jedes Leiterteilstückes besitzt, wie oben erwähnt, die Durchführung 15 bzw. 16, an der eine Erweiterung 42 anschließt, die eine Vertiefung 43 aufweist, in die ein Vorsprung 44 des Endabschnittes 45 Endes 17 jedes Leiterteilstückes eingreift und dabei eingeschraubt ist. Mit der Erweiterung 42 bildet der Endabschnitt 45 einen zylin­ drischen Bereich 46, an den sich ein halbkugelförmiger Bereich 47 anschließt. Der Kreisradius R des Bereiches 45 ist um einen Abstand D von dem Mittelpunkt des Ra­ dius R₁ des Gehäuseelementes 35 entfernt und zwar hin zu der Durchführung 15 ge­ legen.

Die Anordnung des links in Fig. 1 geschnitten gezeichneten Leiterteilstückes ist in glei­ cher Weise auch innerhalb der Abschirmung 22 mit identischem Aufbau angeordnet.

Aus der Fig. 2 ist ersichtlich, daß insgesamt drei Durchführungen 15a, 15b und 15c im Schottungsisolator 12 vorgesehen sind, die durch an dem Isolierträger 25 befestigte Abschirmungen 21, 22 und 21a abgedeckt sind.

Aus Platzgründen besitzen die Flansche 27 bzw. 24 Abschneidungen 48 und 49, und dort, wo sie sich im inneren Bereich berühren, sind ihre Berührungslinien 50, 51 und 52 sternförmig.

Claims (4)

1. Hochspannungswandler zu Meß- und Schutzzwecken in einer metallgekapsel­ ten, gasisolierten elektrischen Hochspannungsanlage, mit je einem jeder Phase zuge­ ordneten elektrischen Leiter, mit je einem mit jedem Leiter verbundenen Leiterteilstück (13, 14), das jeweils von einer im Abstand zum Leiterteilstück (13, 14) angeordneten Abschirmung (21) innerhalb der Kapselung (19) umgeben ist, wobei die Abschirmung (21) zwei der äußeren Form der Leiterteilstücke (13, 14) angepaßte, voneinander iso­ lierte Gehäuseelemente (35, 37) aufweist, von denen das dem Leiterteilstück abge­ wandte Gehäuseelement (37) auf Erdpotential liegt, wobei jedes senkrecht zu den Phasenleitern an diesen angeschlossene und einen Schottisolator (12) durchgreifen­ den Leiterteilstück (13, 14) mit dem ihm zugewandten Gehäuseelement (35) den Hoch­ spannungsteil und die beiden Gehäuseelemente (35, 37) den Niederspannungsteil des Spannungswandlers bilden, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Leiterteilstück (13, 14) und jede zugehörige Abschirmung (21) einen zylindrischen (23) und einen daran an­ schließenden halbkugeligen Abschnitt (33) aufweisen, und daß der halbkugelige Ab­ schnitt (33) die Gehäuseelemente (35, 37) zur Bildung der niederspannungsseitigen Kapazität des Spannungswandlers enthält.

2. Hochspannungswandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungswandler in einem von einer Kapselungshaube (19) umschlossenen Raum angeordnet ist und daß die Kapselungshaube (19) mittels eines Isolierträgers die Abschirmungen (21, 22) innerhalb der Kapselungshaube (19) haltert.

3. Hochspannungswandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierträger (25) parallel zum Schottisolator (12) verläuft.

4. Hochspannungswandler nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der halbkugelige Teil der Abschirmung (21, 22) die beiden Gehäu­ seelemente (35, 37) aus elektrisch leitfähigem Material und einen dazwischen befindli­ chen Abschnitt (36) aus isolierendem Material umfaßt.