DE464738C

DE464738C - Frame for high-voltage electrical equipment, especially for capacitors

Info

Publication number: DE464738C
Application number: DED47280D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1924-02-12
Filing date: 1925-02-12
Publication date: 1928-08-25

Description

Gestell für elektrische Hochspannungsapparate, insbesondere für Kondensatoren Die Erfindung betrifft eine derartige Ausbildung eines Gestells für elektrische Hochspannungsapparate, insbesondere Kondensatoren, daß schädliche elektrische Beanspruchungen der einzelnen Apparat- und Gestellteile möglichst vermindert und ausgeglichen sind, so daß ein Durchschlag durch das Dielektrikum bzw. eine Entladung zwischen spannungführenden Belegungen vermieden ist. Bei einer etwa auftretenden Lberspannung bzw. übermäßigen elektrischen Beanspruchung geht die elektrische Entladung längs eines hierfür besonders vorgesehenen Weges vor sich, der vollkommen abgeschlossen ist, so daß keine Gefahr für alle übrigen Teile des Gestells und der Apparate besteht. Dieses Gestell eignet sich besonders gut für eine Kondensatorenbatterie für hohe Spannungen.Frame for electrical high-voltage apparatus, in particular for capacitors The invention relates to such a design of a frame for electrical High-voltage apparatus, especially capacitors, that harmful electrical stresses the individual apparatus and frame parts are reduced and balanced as far as possible, so that a breakdown through the dielectric or a discharge between live Occupancies is avoided. In the event of an overvoltage or excessive electrical stress, the electrical discharge goes along one of these in particular provided path in front of you, which is completely closed, so that there is no danger for all other parts of the frame and the apparatus. This frame is suitable particularly good for a battery of capacitors for high voltages.

Erfindungsgemäß sind bei einem solchen Gestell einer oder mehrere der aufeinandergebauten. hohlen Isolatoren, die durch Leiterteile, welche zum elektrischen Anschluß und zur mechanischen Befestigung der einzelnen Apparate, insbesondere also der Kondensatoren,, dienen, miteinander fest verbunden sind, mit einer im Isolatorhohlraum untergebrachten Funkenstrecke zum Schutz der Apparat-und Gestellteile gegen Durchschlag ausgerüstet. Vorzugsweise wird jeder Abschnitt des Gestells durch eine eigene Funkenstrecke geschützt. Dieser eigenartige Zusammenbau der Gestenteile bedingt eine gute Raumausnutzeng, da die Funkenstrecken keinen besonderen Raum beanspruchen. Die Ausbildung der Isolatoren mit Hohlräumen zur Unterbringung .von Funkenstrecken beeinträchtigt nicht die Festigkeit der ganzen Bauanordnung, da ein hohler Körper, wie aus der Festigkeitslehre bekannt ist, fast ebensogut widerstands- und tragfähig ist wie ein voller.According to the invention, one or more are in such a frame of the stacked. hollow insulators, which are carried by conductor parts leading to the electrical Connection and mechanical fastening of the individual devices, in particular of the capacitors ,, serve, are firmly connected to each other, with one in the insulator cavity installed spark gap to protect the apparatus and frame parts against breakdown equipped. Each section of the frame is preferably provided with its own spark gap protected. This peculiar assembly of the gesture parts requires good space utilization, since the spark gaps do not take up any special space. The training of the isolators with cavities to accommodate spark gaps does not affect the strength of the whole structure, as a hollow body, as known from the theory of strength is, is almost as resistant and stable as a full one.

Ein. weiterer Vorteil der Unterbringung der Funkenstrecken innerhalb der Isolatoren besteht darin, daß sie äußeren Einflüssen entzogen sind, so daß ihre überschlagspannung und damit ihre Schutzwirkung praktisch konstant bleibt.A. Another advantage of housing the spark gaps inside of the insulators consists in the fact that they are removed from external influences, so that their flashover voltage and thus its protective effect remains practically constant.

Die Zeichnung zeigt einige Ausführungsbeispiele der Erfindung.The drawing shows some exemplary embodiments of the invention.

Abb. i ist eine Draufsicht und: Abb. z eine Seitenansicht eines Kondensatorgestells. Abb.3 zeigt in einem größeren Maßstabe einen vertikalen Schnitt durch einen Teil dieses Gestells.Fig. I is a plan view and: Fig. Z is a side view of a capacitor rack. Figure 3 shows, on a larger scale, a vertical section through a part this frame.

Abb. q. zeigt in gleichen Maßstabe wie Abb.3 eine Einzelansicht der die Isolatoren verbindenden Leiterteile.Fig.q. shows, to the same scale as Fig. 3, a single view of the the conductor parts connecting the insulators.

Abb. 5 zeigt eine gegenüber der in Abb. 3 dargestellten, etwas abgeänderte Ausführungsform.Fig. 5 shows a compared to that shown in Fig. 3, slightly modified Embodiment.

Die in den Äbb. i, a, 3 und q. dargestellte elektrische Vorrichtung enthält im allgemeinen eine Grundplatte i, eine Anzahl von abwechselnd übereinander angeordneten isolierenden. und leitenden Teilen 2 und i und eine Anzahl von Kondensatoren 4, die gruppenweise auf jeder von den leitenden Teilen 3 ange-.ordnet sind.The ones in Fig. i, a, 3 and q. illustrated electrical device generally contains a base plate i, a number of alternating one above the other arranged insulating. and conductive parts 2 and i and a number from Capacitors 4 arranged in groups on each of the conductive parts 3 are.

Die Isolierteile 2 sind zweckmäßig so angeordnet, daß sie eine zentrale, vertikale Säule bilden. und zwischen ihtyen die leitenden Teile 3 befestigt sind, welche sich radial nach allen Seiten erstrecken.The insulating parts 2 are expediently arranged so that they have a central, form vertical column. and between them the conductive parts 3 are attached, which extend radially on all sides.

Die Teile 2 sind hohle zylindrische Isolatoren, z. B. aus Porzellan, - Holz" o. dgl., welche mit den üblichen Oberflächenrillen. ausgestattet sind.The parts 2 are hollow cylindrical insulators, e.g. B. made of porcelain, - Wood "or the like, which are equipped with the usual surface grooves.

Jeder Leiterteil 3 besteht zweckmäßig aus zwei sich ergänzenden Hälften 6, die mit Flanschen. 7 versehen sind, so däß sie mittels Bolzen 8 zusammen und an den Enden der anstoßenden Isolatoren 2 festgehalten sind. Durch Klammern 9 (s. Abb. 3 und 4), die die Endrillen 5 der anstoßenden Isolatoren 2 umgreifen, werden die beiden Hälften 6 nicht nur radial an die Isolatoren 2 angepreßt, sondern üben auf sie auch noch einen Druck aus, der die Isolatoren 2 in axialer Richtung zusammenzuziehen sucht. Durch diese Bauart werden die Leiterbeil durchaus sicher in ihrer Lage festgehalten, und die Isolatoren werden fest miteinander zu einer zusammengesetzten, mit Rillen versehenen Säule verbunden. Ein Kissen 15--aus einem biegsamen nachgiebigen Material., wie Filz oder Fiber, befindet sich zwischen den Enden der Isolatoren 2 und den beiden sich ergänzenden Hälften 6, um durch Druckausgleich zwischen den einzelnen Teilen einen etwaigen Schaden infolge ungleicher Ausdehnung oder Verkürzung der Gestell- und Isolatorteile zu verhüten.Each ladder part 3 expediently consists of two complementary halves 6 those with flanges. 7 are provided so that they are together by means of bolts 8 and are held at the ends of the adjoining insulators 2. With brackets 9 (s. Fig. 3 and 4), which encompass the end grooves 5 of the adjoining insulators 2 the two halves 6 are not only pressed radially against the insulators 2, but also practice they also exert a pressure which pulls the insulators 2 together in the axial direction seeks. With this type of construction, the ladder ax is held securely in place, and the insulators are firmly joined together to form a composite, with grooves provided column connected. A pillow 15 - made of a pliable, resilient material., like felt or fiber, is located between the ends of the insulators 2 and the two complementary halves 6 in order to compensate for pressure between the individual parts any damage as a result of uneven expansion or shortening of the frame and to prevent isolator parts.

Jede der Hälften 6 hat eine Halbscheibe io mit einer halbzylindrischen Aussparung i i; die Halbscheiben kommen beim Zusammenbau zwischen die anstoßenden Teillee jedes Isolatorenpaares 2 zu liegen. Beim Zusammenbau der beiden Hälften 6 verbinden sich die beiden. Halbscheiben io bzw. die Aussparungen I i der beiden: Hälften zu einer Unterlegscheibie für die anstoßenden Teile der Isolatoren 2 mit einer zentralen runden Öffnung zur Befestigung von metallischen -Gliedern 12 und: 14, die @erfmdungsgemäß die elektrischen Überbeanspruchungen auf sich nehmen.Each of the halves 6 has a half disk io with a semi-cylindrical one Recess i i; the half-disks come between the adjacent ones during assembly Part of each pair of insulators 2 to lie. When assembling the two halves 6 connect the two. Half discs io or the recesses I i of the two: Halves to a washer for the abutting parts of the insulators 2 with a central round opening for attaching metallic links 12 and: 14, which, according to the invention, take on the electrical overloads.

Die beiden Hälften 6 der Leiterbeile 3 weisen ferner radial gerichtete Arme 16 mit seitlichen Endausbreitungen 17 auf, di,e mit Löchern. 18 versehen sind.The two halves 6 of the ladder ax 3 also have radially directed Arms 16 with lateral end extensions 17, di, e with holes. 18 are provided.

Die Kondensatoren 4 sind alle mit seitlichen Fortsätzen i9 vers,ehen,, deren. Öffnungen über die öflnungen 18 der Arme 16 zu liegen kommen; durch Bolzen 20 werden die Kondensatoren in dieser ihrer Lage gesichert. Die Armre 16 sind zweckmäßig durch radiale Rippen 21 versteift. Die Kondensatoren ¢ jedes Abschnittes 3 sind ,elektrisch miteinander verbunden durch die Teile 6 und die Fortsätze i g, welche den einen Pol der Kondensatoren bilden. -Die anderen Pole 23 der Kondensatoren 4 jedes Abschnittes können an die entsprechenden Pole i 9 der Kondensatoren 4 des darüberliegenden Abschnittes mittels Zuleitungen 2q. angeschlossen werden, so daß auf diese Weise die ganze Batterie eine Reihenparallelschaltung aufweist. Eine derartige Bauart ergibt eine ,einheitliche K ondensa.torenbatterie für hohe Spannung, bei der die Gesamtspannung auf einzelne Zonen mit kleinerer Spannung verteilt ist; dies ermöglicht, den :einzelnen Abschnitt jedes Isolators 2 nur für die entsprechende Teilspannung zu dimensionieren. Die Glieder 14 der die elektrischen Überbeanspruchungen bzw. Überspannungen aufnehmenden Funkenstrecken haben zweckmäßigerweis,e einen mit einem Schraubengewinde versehenen Sockel 26, der an die Unterlegscheibe io anliegt und mittels eines mit einem Schraubengewinde versehenen, durch die Öffnung i i durchgehenden Endteiles 27 des oberen Gliedes 12 der Schutzvorrichtung mit diesem letzen verbunden ist. Zur festen Zusammenfügung der beiden Teile 12 und 14 mit der Unterlegscheibe io dient eine Schraubenmutter 31.The capacitors 4 are all with lateral extensions i9 vers, ehen ,, their. Openings come to rest over the openings 18 of the arms 16; the capacitors are secured in this position by bolts 20. The arms 16 are expediently stiffened by radial ribs 21. The capacitors ¢ each section 3 are electrically connected to one another by the parts 6 and the extensions ig, which form one pole of the capacitors. The other poles 23 of the capacitors 4 of each section can be connected to the corresponding poles i 9 of the capacitors 4 of the section above by means of leads 2q. be connected so that in this way the whole battery is connected in series in parallel. Such a design results in a uniform K ondensa.torenbatterie for high voltage, in which the total voltage is distributed to individual zones with lower voltage; this makes it possible to dimension the individual section of each insulator 2 only for the corresponding partial voltage. The members 14 of the spark gaps absorbing the electrical overstresses or overvoltages expediently have a base 26 provided with a screw thread which rests against the washer io and by means of an end part 27 of the upper member 12 of the upper member 12 provided with a screw thread and through the opening ii S chut zvorrichtung with this last is connected. A screw nut 31 is used to firmly join the two parts 12 and 14 with the washer io.

Jedes Glied 12 hat am oheren Ende einen am besten kugelartig ausgebildeten Kopfteil 28, der innerhalb eines unteren Endteiles 29 des darüber angebrachten Gliedes 14 sich befindet. Der Teil 29 ist zweckmäßigerweise von hohler und gleichfalls kugelartiger Form" so daß seine innere Oberfläche von der gegenüberliegenden Oberfläche des Kugelkopfes--8 überall gleich weit absteht. Diese Bauart bedingt eine im wesentlichen gleichmäßige Feldverteilung, innerhalb der ganzen Funkenstrecke 30 zwischen den Flächen 28 und 29.Each link 12 has at the upper end a head part 28, which is best formed in the shape of a sphere and which is located within a lower end part 29 of the link 14 attached above it. The part 29 is such that its inner surface suitably of hollow and likewise spherical shape "from the opposite surface of the ball head - 8 projects equally far anywhere This design requires a substantially uniform field distribution within the whole spark gap 30 between the surfaces 28 and. 29

Die radiale Länge der Funkenstrecke 30 ist die kürzeste 'Entfernung zwischen jedem benachbarten Paare von leitenden Abschnitten 3, so daß, wenn die ganze Einrichtung eine übermäßige Spannung erhält, die Entladung nur zwischen den Gliedern 12 und 14 vor sich geht. und der Entladestrom zur Erde abgeleitet wird, bevor die anderen Teile der Anlage in Mitleidenschaft gezogen werden. Diese günstige Wirkung wird wesentlich dadurch unterstützt, daß diq Köpfe 28 innerhalb der Teile 29 eingeschlossen sind, und dadurch" daß alle anderen .sonst als Durchschlagsweg in. Betracht kommenden Abstände zwischen den Leitern wesentlich größer sind als Luftspalte 30.The radial length of the spark gap 30 is the shortest 'distance between each adjacent pairs of conductive sections 3 so that when the Whole facility receives excessive voltage, discharge only between the Links 12 and 14 going on. and the discharge current is diverted to earth, before the other parts of the system are affected. This cheap Effect is significantly supported by the fact that the heads 28 within the parts 29 are included, and thereby "that all others. Otherwise as a way of penetration in. Considerable distances between the conductors are much larger than Air gap 30.

Eitle andere Ausführungsform des Gestells ist in Abb. 5 dargestellt; hier sind die dem vorigen Beispiel entsprechenden Teile durch dieselben Bezugszahlen bezeichnet. Die zentral angeordnete Säule besteht hier nicht wie zuvor aus voneinander getrennten einzelnen Isolatoren 2s, sondern aus einem Ganzen. Eine derartige Säule kann aus Holz, Fiber oder einem anderen geeigneten Isoliermaterial ausgeführt sein.Vain other embodiment of the frame is shown in Fig. 5 shown; here the parts corresponding to the previous example are through the same Reference numerals denoted. The centrally arranged column does not exist here as before from separate insulators 2s, but from a whole. One such a column can be made of wood, fiber or some other suitable insulating material be executed.

Bei dieser Ausführung sind die Klammern 9 fortgelassen., und die zusammengehörigen Hälften 6 sind in ihrer Lage um einen ungewellten Teil 33 der Säule z herum durch Schrauben .oder Bolzen, welche durch Hülsen 38 hindurchgehen, gesichert. Auch die Glieder i z und 14 jedes Leiterteiles 3 sind am besten zu einem Ganzen vereinigt und bilden ein Element mit seitlichen Vertiefungen 35 zur Aufnahme der gewindelosen Enden 36 der Schrauben 34, mit denen die Einzelteile zusammengehalten werden. Zylin.drischebiegsame Isolierunterlagen. 37 liegen zwischen der Säule - und dem Zentralteil 35 des zur Schutzfunkenstrecke gehörenden Körpers i z bis 14.In this embodiment, the brackets 9 are omitted., And the associated Halves 6 are in position around a non-corrugated part 33 of the column z Screws. Or bolts, which go through sleeves 38, secured. Also the Members i z and 14 of each ladder part 3 are best combined into a whole and form an element with lateral recesses 35 for receiving the unthreaded Ends 36 of the screws 34 with which the items are held together. Cylindrical, flexible Insulating pads. 37 lie between the column - and the central part 35 of the for Protective spark gap belonging body i z to 14.

Bei den oben beschriebenen Anordnungen ist somit die zentrale Isoliersäule von allen elektrischen Überbeanspruchungen entlastet, und infolge der in sich abgeschlossenen Bauart der Sicherheitsfunkenstrecke 30 können die Entladungen die anderen Teile der Batterie auch nicht in. Mitleidenschaft ziehen. Die Anordnung ist daher durchaus betriebssicher und kann demnach für sehr große Spannungen verwendet werden.With the arrangements described above, the central insulating column is relieved of all electrical overloads, and as a result of the self-contained design of the safety spark gap 30 , the discharges cannot affect the other parts of the battery. The arrangement is therefore absolutely reliable and can therefore be used for very high voltages.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Frame for electrical high-voltage apparatus, in particular for capacitors, characterized in that one or more of the stacked hollow insulators, which are firmly connected to one another by conductor parts which serve for the electrical connection and mechanical fastening of the individual apparatus, are accommodated in the Isola.torhohlraum Spark gap are equipped to protect the apparatus and gesture parts against breakdown. a. Frame according to claim i; characterized in that the column consisting of alternately stacked insulators and radially spreading conductor parts is arranged centrally to the high-voltage apparatus.