DE652646C - Durchfuehrungs- oder Topfstromwandler - Google Patents

Durchfuehrungs- oder Topfstromwandler

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DE652646C
DE652646C DEP67453D DEP0067453D DE652646C DE 652646 C DE652646 C DE 652646C DE P67453 D DEP67453 D DE P67453D DE P0067453 D DEP0067453 D DE P0067453D DE 652646 C DE652646 C DE 652646C
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/20Instruments transformers
    • H01F38/22Instruments transformers for single phase ac
    • H01F38/28Current transformers
    • H01F38/30Constructions

Description

  • Durchführungs- oder Topfstromwandler Es sind Stromwandler bekannt, bei denen der Hohlraum des die Spulen enthaltenden Gefäßes mit einem pulverförmigen oder feinkörnigen Stoff, wie Porzellan- oder Glasmehl, geschlämmtem Ton, Kaolin und Sand, aufgefüllt wird, um Lagenänderungen der Spulen durch die dynamischen Wirkungen hoher Kurzschlußströme zu verhindern. Zwecks Vergleichmäßigung des elektrischen Feldes innerhalb des Geräts hat man den zur Einbettung der Induktionsspulen dienenden feinkörnigen Füllstoff in geringer Menge mit Graphitpulver oder feinem Metallpulver versetzt. Hierdurch wird zwar der Windungsdurchschlag der in der feinkörnigen Masse eingebetteten Induktionsspulen beim Auftreten von Überspannungen oder auch der Durchschlag zwischen der primären und sekundären Wicklung an gefährdeten Stellen vermieden, die Überschlagsicherheit über das Durchführungsteil solcher Wandler dagegen nur wenig oder gar nicht verbessert. Zur Vergleichmäßigung der Spannungsanteile, die auf die einzelnen Glieder von Staffelstromwandlern entfallen, hat man ferner die Kapazität der einzelnen Glieder der Staffel durch verschieden große Füllung der die Induktionsspulen bergenden Isoliergehäuse mit beschränkt leitendem Füllstoff abgestuft, wobei in den Isoliergehäusen über der Füllung mit solchem beschränkt leitenden Füllstoff ein mehr öder minder großer Luftraum verbleibt. Ein solcher über der Füllschicht in dem die Induktionsspulen des Wandlers 'bergenden Teil des Isoliergehäuses verbleibender Luftraum ist aber Ionisierungen und Glimm-. entladungen bei Überspannungen u. dgl. unterworfen, wodurch die Überschlagsicherheit des Durchführungsteiles ungünstig beeinflußt wird.
  • Durch die Erfindung wird unter Vermeidung der geschilderten Übelstände die Aufgabe gelöst, die Überschlagspannung vorzugsweise einzelner, d. h. nicht staffelförmig ges,chalteter Durchführungsstro#mwandler zu erhöhen, indem das Durchführungsteil des die Induktionsspulen des Wandlers bergenden Isoliergehäuses mit halbleitenden, pulverförmigen Stoffen schichtenweise gefüllt wird. Zur Steuerung des das Durchführungsteil durchsetzenden und umgebenden elektrischen Feldes wird dabei die Leitfähigkeit der das Durchführungsteil erfüllenden Halbleiterschichten zweckmäßig gestuft, und zwar derart, daß die Leitfähigkeit der Halbleiterschichten nach der Ausführungsöffnung des Durchführungsteiles abnimmt.
  • Infolge der Feldsteuerung durch die Abstufung der Leitfähigkeit der das Durchführungsteil erfüllenden Halbleiterschichten gelingt es, ohne Vergrößerung der bisher üblichen Abmessungen des Wandlerkörpers dessen Überschlagsicherheit in einfacher und wirtschaftlicher Weise zu erhöhen. Durch die Füllung des Durchführungsteiles mit einem halbleitenden Stoff, wie z. B. Schiefermehl, werden Ionisierungen, Glimm- und Entladungserscheinungen im Innern des Durchführungsteiles mit Sicherheit vermieden. Gleichzeitig wird dadurch den Elementarkapazitäten der Füllung des Isolierkörpers gegen seine äußere mittlere Fassung ein.. großer Widerstand vorgeschaltet, wodurch diedielektrischen Verschiebungsströme zwischen der Innen- und Außenelektrode des Wandlers und damit auch die Gleitfunkenströme über die Außenfläche des Durchführungsteiles stark gedrosselt werden, so daß ein vorzeitiger Überschlag über das Durchführungsteil unterbunden ist. Bei der Fertigstellung -des mit der Hochspannungswicklung versehenen Wandlers wird, wie dies bei den bisher bekannten Ausführungsformen solcher Wandler üblich war, der die Primärwicklung bergende, z. B. topfartige Isoliergehäuseteil mit einem verhältnismäßig gutleitenden Halbleiter, z. B. einem Graphit-Sand-Gemisch;ausgefüllt. Hierauf werden die im Durchführungsteil noch verbleibenden Hohlräume mit einem pulverförmigen, schlechter leitenden Halbleiter, z. B. Schiefermehl, ausgefüllt.
  • Die Füllung des Durchführungsteiles kann auch in der Weise vorgenommen werden, daß Tiber die vergleichsweise gutleitende Füllung des Wandlerisolierkörpers verschiedenartige Halbleiterfüllungen geschichtet werden, deren Leitfähigkeit bis zum Ausgangsende des Durchführungsteiles schichtweise abnimmt und zur gewünschten Beeinflussung des das Durchführungsteil umgebenden elektrischen Feldes zweckentsprechend gestuft ist.
  • Bei der Einbettung der Zu- und Abführungsleitungen zur Primärwicklung des Wandlers in Halbleiterfüllungen des Durchführungsteiles könnte infolge der an diesen Zu- und Ableitungen auftretenden, immerhin nicht unbeträchtlichen Feldstärken ein unerwünschtes Zusammenfritten der Halbleiterschichten eintreten, wodurch deren günstige Wirkung bei der Drosselung der Gleitfunkenströme wiederaufgehaben werden würde. Es ist daher zweckmäßig, diese Zu- und Abführungsleitungen gegen die Halbleiterschichten des Durchführungsteiles elektrisch abzuschirmen, was beispielsweise durch ein mit dem Kopfflansch zu verbindendes Metallrohr geschehen könnte, dessen äußerer Durchwesser entsprechend groß gewählt wird, damit im erwähnten Sinne schädlich wirkende Feldstärken nicht auftreten. Diese Schirmung der Zu- und Abführungsleitungen kann aber auch in der Weise erfolgen, daß ein zusätzliches, mitten durch das Durchführungsteil des Wandlerkörpers hindurchgeführtes keramisches Isolierrohr z. B. aus Porzellan auf der I1inenfläche metallisiert wird, wobei die Metallisierung dieses Isolierrohres mit dem Flansch an der Ausführungsöffnung des Wandlers und auch mit der gutleitenden Füllung des Wandlerisalierkörpers zu verbinden ist. Auf dieses Weise wird noch eine zusätzliche Isolation der Zu- und Abführungsleitunigen gegen die Halbleiterfüllung des Durch-Akrungsteiles des Wandlers geschaffen und e;@ie schädliche Frittung dieser Halbleiterschichten unter allen Umständen vermieden.
  • Die Abbildung zeigt im seitlichen Schnitt schematisch die Verwirklichung des Erfindungsgedankens an dem Beispiel eines Topfwandlers. Auf den S teg i o y im - Innern des Wandlerkörpers i i ist die Hochspannungswicklung 12 in der üblichen Weise aufgewickelt und durch die Zu- und Ableitungen 13 mit den Anschlüssen über dem Kopfflansch 14 und mit diesem selbst einpolig leitend verbunden. Diese Leitungen 13 sind durch ein z. B. keramisches Isblierrohr 15 durch das mit Schirmen versehene Durchführungsteil 16 des Wandlers hindurchgeführt. Das Isolierrohr 15 stützt sich mit seinem unteren Ende auf die leitende Graphit-Sand-Mischung 18 des Topfteiles des Wandlers. Die Bohrung des Isolierrohres 15 wird auf bekannte Weise, z. B. durch Schoopsche Bespritzung, metallisiert, wobei die Metallisierung z3 über die mit dem Kopfflansch 14 in leitender Berührung stehende obere Stirnfläche 24 und über die untere Stirnfläche des Rohres 15 bis in die leitende Hohlkehle 25 gef%ihrt ist. Auf diese Weise ist der Kopfflansch 14 ummittelbar leitend mit der leitenden Graphit-Sand-Mischung 18 verbunden. Der zwischen dem Isolierrohr 15 und der Innenwandung des Durchführungsteiles 16 verbleibende Hohlraum wird nun erfindungsgemäß bis zum oberen Rand des Durchführungsteiles mit verschiedenartigen Halbleiterschichten i9, 2o, 21 und 22 ausgefüllt. Beispielsweise schließt sich an das in der Klasse der- Halbleiter als sehr gut leitend zu bezeichnende Graphit-Sand-Gemisch 18 eine verhältnismäßig gutleitende Halbleiterschicht i9 aus Siliciumcarbid, an diese eine mäßig gutleitende Halbleiterschicht 2o aus einem Gemisch von Siliciumcarbid mit Sand, an diese wieder eine Halbleiterschicht 2i geringeren Leitvermögens, z. B. aus Schiefermehl, und schließlich eine noch schlechter leitende Halbleiterschicht oder nichtleitende Schicht 22, z. B. aus Porzellanmehl, an. Zweckmäßig ist das Isolierrohr 15 mit einem oberen flanschartigen Ansatz 26 versehen, der das Innere des Durchführungsteiles abschließt.
  • An Stelle der beispielsweise vorerwähnten verschiedenartigen aufeinandergeschichteten Halbleiter können natürlich auch beliebige andere und in ihrer Leitfähigkeit zweckmäßig abgestufte treten. Insbesondere bleibt es unbenommen, die Unterteilung der Halbleiterschichten in eine größere oder geringere Anzahl vorzunehmen oder das Durchführungsteil mit einem einzigen Halbleiterstoff zu füllen. Der günstigste Einfluß des Ersatzes der bisher üblichen leitenden Füllung des Durchführungsteiles bei Durchführungs- und Topfwandlern durch eine Haflbleiterfü.llung geht beispielsweise aus dem nachstehenden Vergleich der Überschlagspannungen hervor, die an einem Topfwandler ähnlich der Abbildung @erzielt wurden.
  • Bei Füllung sowohl des topfartigen Isolierkörperteiles wie des anschließenden Durchführungsteiles mit gutleitendem Graphit-Sand-Gemisch ergab sich als normalfrequente, effektive Überschlagspannung über das trockene Durchführungsteil 117 kV. Nach Ersatz der Graphit - Sand - Giemischfüllung des Durchführungsteiles desselben Wandlers durch eine Füllung mit halbleitendem Schiefermehl wurde bei im übrigen ungeänderten Versuchsbedingungen eine normalfrequente, effektive Trockenüberschlagspannung des Durchführungsteiles desselben Topfwandlers von 137 kV erreicht. Die Steigerung der Überschlagspannung betrug in diesem Falle also nahezu 2o %.
  • Die Erfindung beschränkt sich naturgemäß nicht auf das in der Abbildung dargestellte Ausführungsbeispiel, sondern kann sinngemäß bei allen Durchführungen und durchführungsartigen Geräten für Hochspannung zu dem Zwecke Anwendung finden, dass frühzeitige Einsetzen von Gleitfunkenentladungen und Überschlägen zu vermeiden.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Durchführungs- oder Topfstromwandler, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des sein Durchführungsteil durchsetzenden und umgebenden Feldes dieses Durchführungsteil mit halbleitenden, in ihrer Leitfähigkeit vorzugsweise schichtweise gestuften Stoffen gefüllt ist.
  2. 2. Durchführungs- oder Topfstromwandler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die gutleitende Halbleiterfüllung (i8) des mit der Durchführung (i6) aus dem Ganzen bestehenden Isoliergehäuses (i i) eine aus beliebig vielen Halbleiterschichten (i9, 2o, 21, 22) bestehende Füllung des Durchführungsteiles (i6) anschließt, deren Leitfähigkeit nach der Ausführungsöffnung des Durchführungsteiles abnimmt.
  3. 3. Durchführungs- oder Topfstromwandler nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Durchführungsteil geführten An.schlußleitungen gegen die Halbleiterfüllungen metallisch abgeschirmt sind.
  4. 4. Durchführungs- oder Topfstromwandler nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung der Zu- und Ableitungen (i3) durch die innere Metallisierung (23) eines zusätzlichen Isolier-, z. B. Porzellanrohres (i5) erfolgt, die über die Stirnflächen des mit einem oberen (26) und unteren (i7) Wulst und Hohlkehle (25) versehenen Isolierrohres hinausgeführt ist.
  5. 5. Durchführungs- oder Topfstromwandler nach Anspruch i biss 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallisierung (23) des zusätzlichen- Isolierrohres (i5) auch bis in die Hohlkehle (25) des unteren Wulstes (i7) dieses Rohres geführt ist.
DEP67453D 1933-04-30 1933-04-30 Durchfuehrungs- oder Topfstromwandler Expired DE652646C (de)

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DE652646C true DE652646C (de) 1937-11-04

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DE (1) DE652646C (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE970767C (de) * 1948-12-16 1958-10-30 Carl Schoerg Dipl Ing Hitzebestaendig eingebettete Spulen und Wicklungen
DE1224390B (de) * 1964-04-30 1966-09-08 Standard Elektrik Lorenz Ag Anordnung fuer elektrische Schaltungen z. B. im Bergbau mit Schlagwetter- und Explosionsschutz

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE970767C (de) * 1948-12-16 1958-10-30 Carl Schoerg Dipl Ing Hitzebestaendig eingebettete Spulen und Wicklungen
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