DE69204211T2 - Isolierende Durchführung für einen Mittelspannung-Leistungskondensator. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen Durchführungsisolator für einen Mittelspannungs- oder Hochspannungs-Leistungskondensator mit dichtgeschlossenem Metallgehäuse, der aus einem, auf seiner gesamten Länge durchbohrten länglichen Durchführungskörper besteht, dessen unteres Ende am Gehäuse rechtwinklig zu einer in diesem Gehäuse ausgebildeten Öffnung befestigt ist und an dessen oberem Ende eine Metallklemme angebracht ist, die über einen durch den Durchführungsisolator hindurchgeführten Leiter elektrisch mit dem genannten Kondensatorelement verbunden ist.
• Ein beispielsweise aus der Druckschrift GB-A-1 429 937 bekannter Durchführungsisolator der beschriebenen Art besteht aus einem Porzellan-Durchführungskörper mit metallischen Enden, an denen eine, die Metallklemme bildende Kappe sowie gegebenenfalls eine Metallmanschette zur Befestigung am Gehäuse angebracht sind.
• Die Metallisierung eines oder beider Enden des Porzellan-Durchführungskörpers erfolgt durch Aufbringen mehrerer Metallschichten auf Silber-, Kupfer- und Zinnbasis, wobei die Kappe und die Manschette unter Zufuhr von Lötzinn anschließend auf diese Metallflächen aufgelötet werden. Diese Arbeitsschritte sind fehleranfällig und müssen sorgfältig durchgeführt werden, um dichte Verbindungen zu erzielen.
• Des weiteren wurde in der Druckschrift US-A-4,965,407 bereits vorgeschlagen, einen Isolatorkörper aus cycloaliphatischem Harz um den Leiter herumzugießen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Durchführungsisolator mit vereinfachter Anwendung zu schaffen, und diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 erfüllt. Der in Form einer zylindrisch-viereckigen Muffe ausgebildete Fußstutzen weist Anziehschrägen auf, die eine Einklemmfläche sowie in einer sicheren Anschlaglage gegenüber einer Aussparung eine Verdrehsperre bilden. Die mechanische Befestigung des Durchführungsisolators auf dem Kondensatorgehäuse erfolgt durch einfaches Einsetzen und kräftiges Drehen des Unterteils des Durchführungskörpers, so daß die Gehäusewand. eingeklemmt wird. Die Dichtigkeit dieser Verbindung wird durch einen Dichtungsring gewährleistet, der in eine im Boden des Durchführungsisolators ausgebildete Nut eingesetzt ist.
• Der Dichtungsring weist einen zylindrischen Querschnitt auf, und der Querschnitt der Nuten ist vorteilhafterweise rechteckig ausgeführt, jedoch können sowohl für den Dichtungsring als auch für die Nuten beliebige andere Querschnittsformen gewählt werden.
• Der Dichtungsring besteht aus Silikonharz mit Kieselsäure als Füllstoff oder aus jedem anderen Material. Der Durchführungskörper besteht aus cycloaliphatischem Harz für Freiluftverwendung, und die Metallklemme ist als Einsatz ausgeführt, der während des Gießvorgangs mit dem Durchführungskörper verbunden wird.
• Das in den Durchführungskörper eingelassene Unterteil des Einsatzes weist eine geriefte Oberfläche auf, die eine gute Verbindung zwischen dem Harz und dem Einsatz gewährleistet, wobei jedoch auch jede andere Ausführung möglich ist, die ein gutes Haften des Harzes ermöglicht.
• Dieses Unterteil ist vorteilhaft als massives zylindrisches Vollteil oder mit einer Axialbohrung versehen ausgeführt, wobei diese Bohrung über die gesamte Länge des Einsatzes verläuft und fluchtend mit einer im Durchführungskörper ausgebildeten Bohrung übereinanderliegt, die zur Durchführung eines elektrischen Leiters zur Verbindung des im Gehäuse montierten Kondensatorelements mit der äußeren Klemme dient.
• Die Hauptanwendung des Durchführungsisolators ist ein Mittelspannungskondensator mit dichtgeschlossenem Metallgehäuse, der beispielsweise entsprechend dem französischen Patent 2.580.854 ausgeführt ist, wobei die Erfindung jedoch selbstverständlich auch für andere Anwendungen einsetzbar ist.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung unter Angabe weiterer Vorteile und Merkmale näher erläutert. Dabei zeigen:
• - Fig. 1 eine Vorderansicht in schematischer Darstellung eines erfindungsgemäßen, in die Gehäuseöffnung eingesetzten Durchführungsisolators vor seiner Drehbefestigung;
• - Fig. 2 eine teilweise aufgebrochene Schnittansicht des auf dem Gehäuse befestigten Durchführungsisolators;
• - Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III aus Fig. 1;
• - Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV aus Fig. 2;
• - Fig. 5 eine zu Fig. 1 analoge Ansicht einer Ausführungsvariante.
• Die Figuren zeigen einen Mittelspannungskondensator mit einem Metallgehäuse 10, dessen obere Wand eine vieleckige, insbesondere quadratische Öffnung 11 aufweist, an der ein allgemein mit 12 bezeichneter Durchführungsisolator senkrecht befestigt ist.
• Der Durchführungsisolator 12 besteht aus einem Gießkörper 13 aus cycloaliphatischem Harz für Freiluftverwendung sowie aus einem Metalleinsatz 14, dessen Unterteil während des Gießens des Durchführungskörpers 13 in das Harz eingelassen wird, und dessen Oberteil als Klemme ausgebildet ist. Der Durchführungsisolator 12 weist eine Drehlängsachse 16 sowie eine, längs dieser Drehachse 16 über die gesamte Länge des Durchführungsisolators verlaufende Bohrung 17 auf.
• Durch die Bohrung 17 ist ein Verbindungsleiter 18 hindurchgeführt, der die Klemme 14 elektrisch mit den im Gehäuse montierten Kondensatorelementen (nicht dargestellt) verbindet.
• Der Verbindungsleiter 18 kann während des Gießens des Durchführungskörpers 13 in das Harz eingelassen werden und an seinem unteren Ende ein Anschlußelement zur Herstellung der elektrischen Verbindung mit den Kondensatorelementen durch eine Schraub-, Lötoder sonstige Verbindung aufweisen.
• Der zylindrische Durchführungskörper 13 weist nach einer unter Fachleuten bekannten Art an seiner Außenseite Rippen zur Verlängerung der Kriechstrecken auf. Die äußere Oberfläche des Unterteils 15 des als massives zylindrisches Teil ausgeführten Einsatzes 14 ist gerieft oder auf jede andere Art und Weise behandelt, um eine wirksame Haftung des Harzes auf dem Metalleinsatz zu gewährleisten und so jede Gefahr von Kriechströmen in diesem Bereich zu vermeiden.
• Die dichte Verbindung zwischen dem Durchführungskörper 13 des Isolators und der Wand des Gehäuses 10 wird durch Einsetzen des Klemmen-Profilstutzens 19 erreicht, der eine zylindrische Zentriermuffe 20 aufweist, die in eine vieleckige oder quadratische Muffe 21 übergeht. Die zylindrische Muffe 20 weist eine Höhe auf, die der Blechdicke der Wand 10 annähernd entspricht und wird mit ihrem Querschnitt unter geringem Spiel in die quadratische Öffnung 11 eingesetzt. Die quadratische Muffe 21, in die die zylindrische Muffe 20 übergeht, entspricht in ihrer Größe dem Ausschnitt der quadratischen Öffnung 11, und ihre vier Ecken bilden in Bezug auf die zylindrische Muffe 20 seitlich herausstehende Vorsprünge 26. Jede Ecke bildet mit der Unterseite des Durchführungskörpers 13 einen Spalt, dessen Breite annähernd der Dicke des Blechs 10 entspricht.
• Die durch die quadratische Muffe 21 gebildete Flanke des Spalts ist als eine den Spalt verengende Schräge 30 ausgebildet, so daß bei Drehung des Durchführungskörpers die Befestigung der Klemme durch Einklemmen der in den Spalt ragenden Wand 10 gewährleistet wird.
• Die Blockierung der Klemme in Drehrichtung wird durch eine oder zwei sich gegenüberliegende Rastnasen 31 gewährleistet, die durch Einbringen einer Aussparung in eine oder zwei sich gegenüberliegende Seiten der quadratischen Öffnung 11 zur Bildung einer nach innen gebogenen, bei Drehung der Klemme in den Spalt hineinragenden Zunge, hergestellt werden. Die Verbiegerichtung der Rastnase 31 entspricht der Drehrichtung der Klemme bei ihrer Befestigung auf der Wand 10, und eine Drehung in entgegengesetzter Richtung wird durch das Hochziehen der Rastnase 31 verhindert. Am Endpunkt der Drehung kann die Rastnase 31 in eine Vertiefung einschnappen oder gegen einen Anschlag geführt werden.
• Die Unterseite des Durchführungskörpers 13 besteht aus einem zylindrischen Boden 22 mit ausreichend großem Durchmesser, um eine sichere Auflage und eine hohe Stabilität der mechanischen Verbindung zu gewährleisten. In die Unterseite dieses Bodens 22 sind zwei Nuten 23 und 25 mit unterschiedlichem Querschnitt eingebracht. In die Nut 23 ist ein Dichtungsring 24 eingelegt, und in die Nut 15 wird ein Klebkitt zur hermetischen Abdichtung und endgültigen Versiegelung eingefüllt. Die Querschnittsform des Dichtungsrings 24 und der Rechtecktnut 13 gewährleistet eine wirksame Abdichtung in Höhe der Verbindung zwischen dem Durchführungskörper 13 und der Wand 10.
• Die Dichtigkeit der Bohrung 17 wird dadurch erreicht, daß das Ende des Leiters 18 mit der Klemme 14 verlötet oder auf jede andere Art und Weise verbunden wird, wobei die Verbindung selbst an der Unterseite erfolgen kann, wenn der Verbindungsleiter z.B. in den Durchführungskörper eingelassen ist.
• Die Anwendung der Erfindung ergibt sich aus der vorstehenden Beschreibung.
• - Nach dem Gießen des Durchführungskörpers 13 mit dem darin eingelassenen Einsatz 14 müssen lediglich ein Dichtungsring 24 in die Nut 23 eingelegt, ein Strang mit Kitt/Kleber zur Versiegelung in die Nut 25 eingefüllt und die zylindrisch-viereckige Muffe 19 in die zuvor behandelte Öffnung 11 der Wand 10 eingesetzt sowie anschließend der Durchführungskörper 13 des Isolators bis zum Anschlag bzw. Einschnappen der auf dem Umfang der Öffnung 11 der Wand 10 angeordneten, einander gegenüberliegenden Rastnasen 31 verdreht werden.
• - Nach dem Einsetzen des Leiters 18 in die Bohrung 17, muß lediglich das Leiterende an die Klemme 14 angelötet werden, wobei darauf zu achten ist, daß die Bohrung 17 gleichzeitig abgedichtet wird. Diese Arbeitsschritte erfordern keinerlei besondere Vorsichtsmaßnahmen, und die Gefahr des Auftretens von Kriechströmen am Durchführungsisolator 12 ist praktisch nicht vorhanden, bei während der Herstellung des Durchführungskörpers 13 in das Harz eingelassenem Leiter 18 sogar ausgeschlossen. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf eine besondere Ausführungsform des Durchführungsisolators 12 oder der Öffnung 11 beschränkt, und das Prinzip ist nicht nur auf Leistungskondensatoren anwendbar, sondern kann auf andere elektrische Geräte übertragen werden.
• Fig. 5 zeigt eine Ausführungsvariante, bei der für identische oder entsprechende Teile jeweils die gleichen Kennziffern verwendet werden wie in Figur 1. Die dichte Verbindung zwischen dem Durchführungskörper 13 und der Wand des Gehäuses 10 wird mittels einer Manschette 119 hergestellt, die einerseits eine zylindrische Muffe 120 und andererseits einen Bodenring 121 umfaßt. Dieser Bodenring 121 wird rechtwinklig zur Öffnung 11 auf die Wand 10 gelötet oder geschweißt. Das untere Ende des Durchführungskörpers 13 weist einen zylindrischen Schaft 122 auf, dessen Durchmesser dem der Muffe 120 entspricht, um ein Einstecken des Schafts 122 in die Muffe 120 unter Krafteinwirkung zu ermöglichen. In den Schaft 122 sind zwei in Axialrichtung gegeneinander versetzte Nuten 123 eingebracht, und in jede Nut 123 ist eine Dichtung 124 eingelegt. Die Dichtungen 124 und Nuten 123 sind vorteilhaft mit rechteckigem Querschnitt ausgeführt, und es ist leicht erkennbar, daß diese Dichtungen eine wirksame Abdichtung der Verbindungsstelle zwischen dem Durchführungskörper 13 und der Wand 10 gewährleisten.

Claims (8)

1. Durchführungsisolator für einen Mittelspannungs- oder Hochspannungs-Leistungskondensator mit dichtgeschlossenem Metallgehäuse (10), der aus einem, auf seiner gesamten Länge durchbohrten länglichen Durchführungskörper (13) besteht, dessen unteres Ende über einen Dichtungsring (24) am Gehäuse (10) rechtwinklig zu einer in diesem Gehäuse ausgebildeten Öffnung (11) unter Ausbildung einer dichten Verbindung befestigt ist, und an dessen oberem Ende eine Metallklemme (14) angebracht ist, die über einen die genannte Öffnung (11) durchragenden und durch den Durchführungsisolator hindurchgeführten Leiter (18) elektrisch mit dem genannten Kondensatorelement verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Durchführungskörper (13) als aus einem cycloaliphatischen Harz bestehendes Formstoffteil ausgeführt ist, daß die im Gehäuse ausgebildete Öffnung (11) einen vieleckigen Querschnitt aufweist, daß der Durchführungsisolator an der Unterseite in einen Fußstutzen (19) übergeht, der dazu dient, in die genannte Öffnung (11) eingesetzt zu werden, und einen zylindrischen Abschnitt in Form einer Muffe (20), die in den vieleckigen Ausschnitt der Öffnung (11) eingesetzt wird und deren Höhe annähernd der Wanddicke des Gehäuses (10) entspricht, sowie einen vieleckigen Abschnitt (21) umfaßt, dessen Form an die Öffnung angepaßt ist, um durch Einsetzen des Fußstutzens (19) in die Öffnung (11) und Teildrehung des Durchführungsisolators eine Befestigung des Durchführungsisolators auf dem Gehäuse zu ermöglichen, wobei die seitlich herausstehenden Ecken (26) des vieleckigen Abschnitts (21) Schrägen (30) aufweisen, die mit den Rändern der Öffnung (11) zusammenwirken, um durch die Teildrehung die Unterseite des Durchführungsisolators auf dem Gehäuse festzuspannen.

2. Durchführungsisolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite des Durchfiilirungsisolators einen ringförmigen Kragen aufweist, der um die genannte Öffhung (11) auf der Wand des Gehäuses aufliegt, und daß der Kragen eine Nut (23) zur Aufnahme der um die im Gehäuse ausgebildete Öffhung (11) herum geführten Dichtung (24) sowie eine Nut (25) zur Aufhahme eines Klebkitts zur Versiegelung aufweist.

3. Durchführungsisolator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand der Öffnung (11) eine in das Gehäuseinnere gebogene Zunge (31) aufweist, um eine Rastnase (31) zum Blockieren des Durchführungsisolators in Drehrichtung zu bilden.

4. Durchführungsisolator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vieleckige Abschnitt (21) einen Anschlag aufweist, der mit der genannten Rastnase (31) zusammenwirkt, um die Drehung des Durchführungsisolators zu begrenzen.

5. Durchführungsisolator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Rastnase (31) bei der Drehung elastisch in den Fußstutzen (19) des Durchführungsisolators eingreift, um eine Rückdrehsperre zu bilden.

6. Durchführungsisolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite des Durchführungsisolators einen Schaft (122) aufweist, der unter Krafteinwirkung in eine zylindrische Muffe (120) mit einem auf das Gehäuse (10) aufgeschweißten Bodenring (121) eingesetzt wird, und daß der genannte Schaft (122) eine äußere Umlaufnut (123) zur Auftiahme einer Dichtung (124) aufweist.

7. Durchführungsisolator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Schaft (122) zwei in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnete Nuten (123) mit rechteckigem Querschnitt zur Aufnahme von je einer Dichtung (124) aufweist.

8. Durchführungsisolator nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Klemme (14) als Metalleinsatz ausgeführt ist, dessen Unterteil (15) während des Gießvorgangs in das Harz eingelassen wird.