DE524873C

DE524873C - Durchfuehrungsisolator mit Induktionsvorrichtung zur Speisung von Niederspannungsapparaten aus Hochspannungsnetzen

Info

Publication number: DE524873C
Application number: DEI36132D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1928-11-15
Filing date: 1928-11-15
Publication date: 1931-05-15
Also published as: CH146033A; AT128178B; GB336463A

Description

Durchführungsisolator mit Induktionsvorrichtung zur Speisung von Niederspannungsapparaten aus Hochspannungsnetzen Bei hohen Spannungen ist die Verwendung der normalen Spannungswandler zur Speisung von Niederspannungsappara:en, wie Meßgeräte, Relais, Synchronisier- und Alarmvorrichtungen, sehr kostspielig. Eine wesentliche Verbilligung wurde mit Vorrichtungen erreicht, welche nicht direkt die Spannung zwischen zwei Leitungen, von denen keine geerdet ist, zu messen gestatten, sondern die Spannung zwischen Leitung und Erde. Durch geeignete Zusammenschaltung zweier solcher Vorrichtungen ist dann auch die Spannung zwischen unisolierten Leitern meßbar. Zu dieser Gruppe von Vorrichtungen gehört auch diejenige der vorliegenden Erfindung; sie hat gegenüber einigen der bekann:en Vorrichtungen vor allem den Vorteil größerer abgebbarer Leistung gegenüber anderen den Vorteil noch kleinerer Herstellungskosten und geringeren Raumbedarfes.
.Die vorliegende Erfindung betrif%t einen Durchführungsisolator für Mauern, Ülschalter, Transformatoren usw., der zugleich als Vorrichtung zur Speisung von Niederspannungsapparaten aus Hochspannungsnetzen, vornehmlich zu Meßzwecken, zur Speisung von Relais und Synchronisierapparaten dienen soll. Es wird nämlich ein Transformator gebildet, indem ein Eisenkern, allgemein ein fe,rromagnetischer Kern, in den Hohlraum eines Durchführungsisolators verlegt wird. Der Kern steht unter dem Potential der Hochspannungsleitung; er kann selbst auch als Stromleiter dienen, bei größeren Strömen zusammen mit kupfernen Leitern. Die primäre Wicklung ist auf den Isolator gewickelt und mit ihrem einen Ende mit der Hochspannungsleitung, mit dein anderen Ende mit der geerdeten Fassung des Isolators verbunden, und zwar zweckmäl.')igerweise so, daß hierdurch ein gleichmäßiges Spannungsgefälle längs der ganzen Wicklung en-steht. Die sekundäre Wicklung is: über oder in der Nähe der Fassung angebracht. Der Eisenkern ist aus gegenseitig isolierten Blechen oder Drähten zusammengesetzt, um die Wirbelstromverluste zu reduzieren. Aus demselben Grund ist der den Hauptstrom führende Leiter als ein in der Achsrichtung geschlitztes, den Eisenkern umschließendes Rohr ausgebildet oder als Draht im Zentrum des Eisenkernes, oder es sind um den Kern herum mehrere gegenseitig isolierte Leiter angebracht. Wiedcr zur Vermeidung von Wirbelströmen ist die Fassung an wenigs:ens einer Stelle durch eine Isolierschicht geteilt. Der Eisenkern steht beidseitig über die Wicklung vor, da hierdurch der magneIsche Widerstand erheblich kleiner ist, als wenn der Kern dieselbe Länge besitzt wie die Wicklung. Die Wicklungen können nur auf einer Seite der Fassung angebracht sein oder auch auf beiden Seiten, was prinzipiell keine Änderung bedeutet. Sie werden, wie bei Hochspannungstransformatoren üblich, in viele Einzelspulen unterteilt. Die Verteilung auf beide Seiten wirkt vermindernd auf die Kraftlinienstreuung. Um nicht zwei vollständige, parallel geschaltete Wicklungen zu benötigen, ist es zweckmäßig, die erste Spule der einen Seite mit der ersten der anderen Seite in Serie zu schalten, diese wieder mit der zweiten Spüle der ersten Seite, diese mit der zweiten Spule der zweiten Seite usf. und für diese Verbindungen die leitenden Einlagen einer Kondensatordurchführung zu verwenden. Das Potential dieser Einlagen nimmt vom zentralen Hochspannungsleiter bis zur Fassung hin treppenartig ab, in gleicher Weise wie das der einzelnen Spulen, die mit Hilfe der Kondensatoreinlagen untereinander verbunden werden. Wie bei jedem Transformator, kann naturgemäß auch hier die Autotransformatorschaltung angewendet werden.
Nach dem Prinzip der Stabstromwandler kann die Vorrichtung zugleich als Stromwandler gebaut werden, indem um die Fassung ein mit Draht umwickelter ringförmiger Eisenkern gelegt wird. Der geblechte Eisenkern ist an mindestens .einer Seite so aufgeschnitten, daß Wirbelströme vermieden sind.
Abb. i ist eine Prinzipdarstellung der bescbriebenen Vorrichtung. Darin bedeutet: i den Durchführungsisolator, 2 die Fassung, mit welcher derselbe befestigt wird, z. B. im Deckel .eines Ölschalters, Transformators oder besonderen Kessels oder in einer Mauer, 3 den Eisenkern, 4. den Hochspannungsstromleiter, die Primärwicklung des Spannungswandlers, 6 dessen Sekundärwicklung, 7 den Eisenkern des Stromwandlers, 8 dessen Sekundärwicklung, während der Hochspannungsleiter selber dessen Primärwicklung darstellt.
Zum Schutz gegen Corona können die Wicklungen in einzelne seriengeschaltete Spulen unterteilt und diese durch je eine metallene Hülle, welche mit einem geeigneten Punkt, am besten mit dem Mittelpunkt der Spulen, leitend verbunden ist, umgeben werden. Zum Schutz gegen die Witterung und Corona läßt sich der Oberteil mit Porzellanschirmen überdecken und .der verbleibende Luftraum mit einer isolierenden Masse ausfüllen. Ist der gleiche Apparat für Innenräume bestimmt, so tritt an Stelle der Porzellanüberdeckung vorteilhaft ein Hartpapierrohr.
Um Wirbelstrombildung zu vermeiden, werden zweckmäßigerweise alle leitenden Teile in an sich bekannter Weise durch Einfügung isolierender Flächen unterbrochen.
Der ferromagnetische Kern kann auch in sich geschlossen werden, wobei derselbe zur Isolierung gegen die geerdeten Teile durch einen zweiten Durchführungsisolator geführt wird. Abb. 2 stellt einen solchen Apparat dar, wobei die Bezeichnungen mit denen der Abb. i übereinstimmen. Diese Ausführung eignet sich insbesondere dann, wenn Ströme gemessen werden sollen, die nicht die nötige Größe zur 'genügenden Magnetisierung des Stromwandlerkernes erreichen, so daß durch Benutzung des zweiten Durchführungsisolators in an sich bekannter Weise ein Schleifenstromwandler gebildet wird. Die Spannungswandlerwicklungen können dabei auf einer Durchführung verbleiben oder auf beide verteilt sein. Damit in letzterem Falle nicht zwei parallel geschaltete Wicklungen nötig sind, ist es zweckmäßig, die in einzelne Spulen unterteilte Wicklung so zu wählen, daß die erste Spule der linken Durchführung in Abb. 2 mit der ersten Spule der rechten Durchführung in Serie geschaltet wird, diese wieder mit der zweiten links, diese mit der zweiten rechts usf.
,Als eine Art Durchführungsisolatoren sind auch die Kabelendverschlüsse zu betrachten. Sie unterscheiden sich von den Durchführungen prinzipiell nur dadurch, als die metallene Fassung des isolierenden Rohres in den Bleimantel übergeht, während bei Durchführungen das isolierende Rohr beidseitig der Fassung vorsteht. Die beschriebene Induktionsvorrichtung kann deshalb auch an Kabelendverschlüssen angebracht werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Durchführungsisolatormit Induktionsvorrichtung zur Speisung von Niederspannungsapparaten aus Hochspannungsnetzen, dadurch .gekennzeichnet, daß sich im Innern des Isolators ein ferromagnetischer Kern befindet, daß die primäre Wicklung der Induktionsvorrichtung mit ihrem einen Ende mit der Hochspannungsleitung, mit dem anderen Ende mit der geerdeten Fassung des Isolators verbunden ist, und daß sich die sekundäre Wicklung in der Nähe der Fassung befindet, daß ferner der Durchführungsisolator die beiden Wicklungen gegen den ferromagnetischen Kern isoliert. z. Durchführungsisolator mit Induktionsvorrichtung zur Speisung von Niederspannungsapi:ara:en aus Hochspannungsnetzen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der ferromagnetische Kern einen offenen magnetischen Kreis bildet. 3. Durchführungsisolator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, da.ß der ferromagnetische Kern über die Enden der Wicklungen vorsteht. Durchführungsisolator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichne;, .daß der ferromagnetische Kern geschlossen ist und zur Isolation gegen Erde durch einen zweiten Durchführungsisolator geführt ist. Durchführungsisolator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichne" daß als Durchführungsisolator eine Kondensatordurchführung verwendet wird, deren Kondensatoreinlag.en dazu dienen, bei unterteilter Primärwicklung Teilspulen auf dein Oberteil der Durchführung mit solchen auf dem Unterteil in Serie zu schalten. 6. Durchführungsisolator nach Anspruch ,1, dadurch gekennzeichnet, d-1.> die Wicklungen auf beiden Isolatoren untergebracht sind. 7. Durchführungsisolator nach Anspruch 6 mit unterteilten Wicklungen, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spule der ZVicklung der einen Durchführung mit der ersten der anderen, diese wieder mit der zweiten Spule der ersten Durchführung, diese mit der zweiten Spule der anderen, diese mit der dritten Spule der ersten Durchführung usf. in Serie geschaltet ist. S. Durchführungsisolator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen unter t)1 oder einer isolierenden Ausgußmasse untergebracht sind. 9. Durchführungsisolator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen in einzelne seriengeschaLete Spulen unterteilt und diese je durch eine metallene Hülle, welche mit einem geeigneten Punkt der Spulen leitend verbunden ist, gegen Corona geschirmt sind. io. Durchführungsisolator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die primäre Wicklung so verteilt ist, daß der Spannungsgradient längs der Oberfläche des Durchführungsisolators in gewollter Weise gesteuert ist. 11. Durchführungsisolator nach den Ansprüchen i und a, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe Durchführungsisolator zugleich zur gegenseitigen Isolation des primären und sekundären Teiles eines Stromwandlers dient. 12. Durchführungsisolator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des Durchführungsisolators ein Kabelendverschluß tritt.