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Hochspannungskondensatorbatterie, insbesondere für sehr große Leistungen
aus in den übereinanderliegenden Stockwerken eines Gestells angeordneten Kondensatorgruppen
Es ist bereits bekannt, bei Hochspannungskondensatoren, die hauptsächlich als Kettenisolatoren
dienen, die elektrische Beanspruchung der Isolierteile durch säulenartigen . Aufbau
der hintereinandergeschalteten Kondensatoren gleichmäßig zu verteilen, so daß auf
jeden Bestandteil der ganzen Säule nur ein Bruchteil der ganzen Spannung entfällt.
Die bis jetzt bekannte Ausführungsform dieser etagenmäßigen Anordnung von Einzelkondensatoren
eignet sich aber nicht gut zum Aufbau von Batterien als ein einheitliches, in sich
geschlossenes, solides Ganzes für große Leistungen mit mehreren Kondensatoren in
jedem Stockwerk, und sie erlaubt es auch nicht, die einzelnen Teile des Gestells
oder die Kondensatoren bequem und schnell auszuwechseln.
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Ferner ist es auch bekannt, bei einer Kondensatorbatterie die einzelnen
Gruppen übereinander in einem Regalgestell anzuordnen, und zwar ohne Rücksicht darauf,
-wie die einzelnen Gruppen miteinander geschaltet werden. Diese Anordnung hat den
Nachteil, daß das Regalgestell als ein ganze, unzerlegbares Stück aufgebaut ist
und daher bei einem Umbau der Batterie nur als Ganzes umgebaut bzw. ausgewechselt
werden kann.
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Die Erfindung betrifft .eine neue, besonders vorteilhafte Bauart einer
Hochspannungskondensatorbatterie, insbesondere für sehr große Leistungen, aus in
den übereinanderliegenden Stockwerken eines Gestells angeordneten Kondensatorgruppen,
die darin besteht, daß die Tragsäulen des Gestells aus vertikal angeordneten Isolatoren
aufgebaut und die Kondensatoren jedes Stockwerks an horizontalen, zwischen den Isolatoren
der Säulen angeordneten Querträgern befestigt sind, derart, daß nicht nur die Kondensatoren,
sondern auch Isolatoren und Querträger leicht auswechselbar sind. Besonders einheitlich
und vorteilhaft wird die Anordnung, wenn man für alle Stockwerke die gleichartigen
Bauelemente (Isolatoren- bzw. Querträger) von gleicher Gestalt und Größe macht.
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Bei dieser Bauart können Batterien jeder beliebigen Größe leicht aus
einer verhältnismäßig geringen Zahl von genormten Bauteilen zusammengesetzt werden,
was eine billige
und betriebssichere Herstellung zur Folge hat.
Eine gute Betriebssicherheit der Anordnung wird ferner dadurch bedingt, daß die
elektrischen Beanspruchungen günstig verteilt sind.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht in der
leichten nachträglichen Abänderung der Batterie, da das Gestell nicht als ein Einzelstück,
sondern aus einer Anzahl von einfachen, genormten, -leicht an- und abzubauenden
Elementen hergestellt wird.
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Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind auf der Zeichnung
in sechs Abbildungen dargestellt.
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Abb. i zeigt das erste Ausführungsbeispiel -in Seitenansicht mit teilweisem
Schnitt.
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Abb. 2 und 3 zeigen das zweite Ausführungsbeispiel in Seitenansicht
und Draufsicht. Abb. ¢ ist eine Draufsicht auf Abb. i.
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Abb. 5 und 6 zeigen in größerem Maßstäbe einen der Kondensatoren in
zwei Projektionen, und zwar ist die rechte Seite der-Abb. 5 ein Schnitt nach der
Linie V-V der Abb. 6.
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Die Anordnung besteht aus einer Grundplatte i, einer Anzahl übereinandergestellter
Isolatorenstockwerke 2 und aus einer Anzahl von Kondensatorgruppen 3.
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Bei der Ausführungsform gemäß Abb. i und 4. sind die Isolatoren als
eine senkrechte Säule ausgebildet; zwischen ihnen liegen die seitlich ausladenden
Querträger mit den Kon-- densatorgruppen 3. Die IsolatorenSäule 2 besteht -aus Einzelisolatoren
4. bekannter Form, die miteinander bzw. mit der Grundplatte i durch Bolzen 6 verbunden
sind, die in in den Isolatoren ¢ liegende Muttern 7 eingreifen. Diese einfache Bauart
ermöglicht einen schnellen Auf- und Abbau.
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Die Kondensatorgruppen 3 sitzen je an einem Metallkörper bzw. Querträger
9, durch dessen Mittelteil io die Schraube 6 hindurchgeht. Von dem Mittelteil io
gehen Arme 12 aus, die mit Öffnungen 14 versehen sind.
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Die Gehäuse der einzelnen Kondensatoren 15 sind mit Flanschen 17 versehen,
mittels derer sie unter Vermittlung der Schrauben 18 an den Armen 12 befestigt werden.
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Jedes Stockwerk enthält eine Mehrzahl von Einzelkondensatoren 15,
die durch den Metallkörper 9 und die Flansche 17 miteinander elektrisch verbunden
sind, welch letztere die Niederspannungsklemmen der Kondensatoren 15 bilden. Die
Hochspannungsklemmen i9 der Kondensatoren 15 sind miteinander und mit den Niederspannungsklemmen
der Kondensatoren des Barüberliegenden Stockwerks durch Leitungen 20 verbunden,
von denen eine in Abb. i dargestellt ist. Hierdurch ergibt sich eine Hochspannungskondensatorbatterie,
die aus einer Reihe von Kondensatoreinheiten 15 zusammengesetzt ist. Wenn man diese
Einheiten, wie dargestellt, gruppiert, so unterteilt sich die Gesamtspannung in
niedrigere Spannungszonen derart. <laß der Einzelisolator .l nur den entsprechend
kleineren Spannungsabfall auszuhalten hat. So kann man an Stelle eines einzigen
sehr teueren Isolators, der für den ganzen Spannungsabfall gebaut sein muß, mit
einer Anzahl verhältnismäßig kleiner und daher sehr billiger Isolatoren auskommen.
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Die Teile 9 und 15 sind ebenso wie die Teile 4 untereinander
gleichgestaltet, so däß man mit einer verhältnismäßig kleinen Zahl verschiedener
auswechselbarer Elemente jede beliebige Batteriegröße aufbauen kann.
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Die Kondensatoreinheiten jedes Stockwerks 3 sitzen in Metallgehäusen
2a, deren Bodenplatten 23 in derselben Ebene liegen. Hierdurch ergibt sich unter
jedem Stockwerk 3 eifre verhältnismäßig große Metallfläche, an der der Potentialgradient
verhältnismäßig niedrig ist; mit anderen Worten, die elektrischen Beanspruchungen
zwischen den Stockwerken 3 sind sehr günstig verteilt.
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Diese günstige Feldverteilung wird noch durch die Form und Anordnung
der Metallkörper 9 gefördert, die nicht nur die elektrischen Beanspruchungen verringern,
sondern auch gleichmäßig machen.
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Bei . der Ausführungsform gemäß Abb. a und 3 sind die Isolatoren nicht
zu einer einzigen Säule, sondern zu mehreren aufgebaut, wodurch sich Isolatoren
von wesentlich kleinerem Durchmesser und geringerer Wandstärke verwenden lassen.
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Die Einzelkondensatoren 15 jedes Stock= werks liegen hier zwischen
Querträgern 25, die zwischen den Einzelisolatoren 4 jeder der Stockwerke 26 angeordnet
sind. Hier enthält also die ganze Batterie sechs Säulen von Isolatoren 4 in einem
Gestell von viereckigem Querschnitt. Die Kondensatoren 15 können wie bei der ersten
Ausführungsform oder auch sonst irgendwie geschaltet sein.
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Die Abb. 5 und 6 zeigen einen Einzelkondensator 15 in größerem Maßstäbe.
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22 ist das Kondensatorgehäuse, das oben mit einer Öffnung 28 versehen
ist, die von einem Flansch 29 umgeben ist. Unten ist das Gehäuse offen und durch
die Platte 23 mittels Schrauben 3o verschlossen. 32 ist ein Durchführungsisolator,
der sich mit einem Flansch 33 auf den Flansch 29 legt und durch Schrauben 35 unter
Vermittlung eines Ringes 36 gehalten wird. Die Hochspannungsklemme wird durch ein
Rohr 37 gebildet, das durch den Isolator hindurchgeht und an seinen beiden Enden.
38 und 39 mit Gewinde versehen ist. Die Muttern 4o dienen
zum Anschließen
der Leitungen 2o der Abb. r, während der Isolator durch eine Kappe 41 i abgedeckt
wird.
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Auf das untere Ende des Rohres 37 ist eine Preßvorrichtung für die
Kondensatorplatten 43 aufgeschraubt, deren senkrechte Flächen 44 parallel zu den
Diagonalebenen des Gehäuses 22 angeordnet sind.
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In das untere Ende des Rohres 37 ist eine schwach konische Schraube
45 eingeschraubt, die das Eindringen von Fremdkörpern verhindert und gleichzeitig
das Rohr auseinanderzuspreizen und damit die Preßvorrichtung 43 abzustützen gestattet.
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Die in bekannter Weise aufgebauten Kondensatorabschnitte liegen zwischen
den Flächen, 44 und Platten 48, die durch Schrauben 47 des Gehäuses angepreßt werden.
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Bei dem eben beschriebenen Kondensator sind die Teile, die unter hoher
Spannung stehen, in Berührung mit der zentralen Preßvorrichtung 43, während die
äußeren Teile des Kondensators, die eine niedrigere Spannung haben, mit dem Gehäuse
22 in elektrischer Verbindung stehen. . Es ist deshalb nur eine verhältnismäßig
schwache Isolation erforderlich, und es ist die Gefährdung an der Hochspannungsklemme
auf ein Mindestmaß herabgesetzt, während die elektrischen Beanspruchungen am Gehäuse
22 gleichmäßig verteilt sind.