DE7926647U1 - Freiluftkondensator, insbesondere steuerkondensator mit in seinem isoliergehaeuse angeordneten kondensatorstapeln - Google Patents

Description

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Freiluftkondensator, insbesondere Steuerkondensator mit
in seinem Isoliergehäuse angeordneten Kondensatorstapeln

Die Erfindung bezieht sich auf einen Freiluftkondensator
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie findet Anwendung hauptsächlich bei Leistungsschaltern oder auf für die Fernmeldeankoppelung an Hochspannungsanlagen.

Die Erfindung geht von bekannten Freiluftkondensatoren aus, deren Kondensatorkörper oder Aktivteil aus einem Stapel in
Serie geschalteter Flachwickelelemente besteht, welche Aluminiumfolien als Beläge und ein Dielektrikum aus ölimprägniertem Kondensatorpapier enthalten. Derartige Steuerkonden-

satoren sind in der FGD -Dielektra Werbedruckschrift "Steuerkondensatoren für Hochspannungsschalter", Prospekt 811
(1000.4-70) gezeigt und bescljrieben, bei welchen sich der
deren Akt-ivteil bildende Stapel ölimpregnierter Flachwickel in einem langgestreckten Isoliergehäuse aus glasiertem
Porzellan befindet, das mit aufgekitteten Gußarmaturen und
mi* Abschlußdeckeln versehen ist, wobei im Inneren der etwa zylindrischen Bohrung des Porzellangehäuses an dessen beiden Enden Ausgleichselemente für die temperaturbedingten Volumenschwankungen des Isolieröles angeordnet sind.

Diese Isoliergehäuse aus Porzellan lassen sich jedoch nur
mit relativ grc3en Fertigungstoleranzen von plus/minus 2 %, bezogen auf den Innendurchmesser ihres zylindrischen Hohl-

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raumes herstellen, so daß deren theoretisch zylindrischer Hohlraum tatsächlich relativ große Schwankungen sowohl hinsichtlich seines Querschnittes an verschiedenen Abschnitten als auch in Bezug auf die achsparallele Konzentrizität seiner Innenfläche aufweist. Daher können nur entsprechend dem geringsten freien Raum des Gehäuseinneren bemessene Elementenstapel eingesetzt werden, wobei in dem das Aktivteil im Gehäuseinneren umgebenden Raum das Restvolumen des Innenraumes mit dem Isolieröl gefüllt ist. ''

Diese relativ große Isolierölmenge erfordert aber, zum Aus- f gleich ihrer temperaturbedingten Volumenschwankungen ent- κ;, sprechend groß bemessene Ausgleichselemente wie Balgen oder Membranedosen an den beiden Enden des um deren maximale Ausdehnung verlängerten Isoliergehäuses. Dies wiederum steht dem Bestreben entgegen, den hohen Qualitätsanforderungen entsprechende Freiluftkondensatoren gleicher Spannung und Kapazitäten mit möglichst geringen äußeren Abmessungen wirt- . schaftlich herzustellen. Hierbei bildet nämlich das in Be- j tracht zu ziehende Gesamtvolumen des in dem Isoliergehäuse befindlichen Isolieröles und das dementsprechend bemessene Hubvolumen der Ausgleichselemente einen nicht unerheblichen Anteil der Gesamtabmessungen des Kondensators.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen möglichst wirtschaftlich zu erstellenden Freiluftkondensator mit einem festen Isoliergehäuse aus Porzellan anzugeben, dessen äußere Abmessungen, bei gleicher Spannungsfestigkeit und Kapazität des Kondensators wesentlich geringer als jene der bisher üblichen Freiluftkcndensatoren sind. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vor- | teilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind mit den An- 1 Sprüchen 2 bis 5 gekennzeichnet, von welchen sich der Anspruch 1 2 auf die Anordnung und Ausbildung der Verbindungsbügel, und 1 der Anspruch 3 auf spezielle Verdrängungsleisten bezieht, und f die Ansprüche 4 und 5 besondere Verdrängungskörper betreffen, 1 die die flachen oder segmentförmigen Verdrängungsleisten er- j ganzen oder ersetzen können. \

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Die Vorteile der Erfindung liegen einerseits in der daau ¹Ch geschaffenen Möglichkeit, elektrisch gleichwertige Freiluftkondensatoren mit geringeren äußeren Abmessungen herstellen zu können, und andererseits in der erhöhten Wirtschaftlichkeit der Fertigung solcher Freiluftkondensatoren. Die Aufteilung des Aktivteiles in zwei oder mehr blockförmige Stapel von Kondensatorelementen, die mittels der dazwischen angeordneten und an Stapelplatten der Elemente, z.B. mittels Dornnieten, befestigten, elastischen Verbindungsbügel miteinander elektrisch und mechanisch verbunden sind, erlaubt es, etwaige Krümmungen der Innenwandung des Isoliergehäuses besser als mit den bisher üblichen, über die gesamte erforderliche Länge erstreckten Kompakt-Flachwickel-Stapeln ausgleichen zu können. Darüber hinaus können eine Vielzahl mit unterschiedlichen Standarddimensionen vorgefertigter Kondensatorwickelstapel auf Lager gehalten, und bei Bedarf zu Freiluftkondensatoren mit den jeweils gewünschten elektrischen Eigenschaften zusammengefaßt werden, wodurah sich deren Herstellung auf kostensparende Weise bewerkstelligen läßt.

Zudem ist bei dem neuen Freiluftkondensator zufolge der 1h. dem ölgefüllten Spaltraum zwischen Elementenstapel und Gehäuseinnenfläche zusätzlich zu den oder auch statt der Verdrängungsleisten befindlichen zahlreichen festen Verdrängungskörper, welche auch die unregelmäßigen Toleranzhohlräume der Porzellangehäuse zu einem erheblichen Teil ausfüllen, das Gesamtvolumen des im Isoliergehäuse notwendigen IsolierSles sehr gering. Daher können die hierzu notwendigen Ausgleichselemente für das ölvolumen wesentlich kleiner als bisher dimensioniert, und dementsprechend in einem Isoliergehäuse gleicher Dimensionen mehr Kondensatorstapel untergebracht oder das Isoliergehäuse mit geringeren Abmessungen gefertigt werden.

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Darüberhinaus lassen sich mit den Verdrängungsleisten und den verhältnismäßig kleinen, abgerundeten Verdrängungskörpern aus festem Isolierstoff, beispielsweise Glaskugeln, tropfenförmige Gießharzkörper oder auch verschiedene flache Hartpapier- oder Preßspanleislen, die Spalträume in dem Gehäuseinneren auf einfache und kostensparende Weise, weitgehend ausfüllen, wobei alle toleranzbedingten Erweiterungen dieser, Raumes berücksichtigt werden. Die im Querschnitt segmentförmigen Verdrangungsleisten, vorzugsweise aus Hartpapier, sind so Gemessen, daß sie sich - die Blockform des Aktivteiles etwa zur Zylinderform ergänzend - zwischen jeder ebenen Begrenzungsfläche des Elementenstapeis und der gekrümmten Innenfläche der Gehäusewandung gerade noch einführen lassen.

Die Preßspanleisten können hingegen in unterschiedlichen Breiten auf Lager gehalten, und bei der Anfertigung eines Freiluftkondensators der beschriebenen Art, in der gewünschten Länge abgeschnitten und - gegebenenfalls in mehreren Lagen unterschiedlicher Breite übereinander gestapelt in den im Querschnitt segmentförmigen Hohlraum zwischen der Innenfläche des Isoliergehäuses und den ebenen Begrenzungsflächen der Elementenstapel eingeführt werden.

Somit werden die Hohlraumerweiterungen bei dem erfindungsg-^- mäßen Steuerkondensator mit den kleinen Verdrängungskörpern ausgefüllt, wobei entweder über die gesamte Kondensatorlänge erstreckte, dem Mindesttoleranzmaß des Isoliergehäuses entsprechend vorgefertigte Verdrängungsleisten oder auch an deren statt in entsprechenden Längen abgeschnittene und übereinander gelegte Preßspanleisten der vorausgehend beschriebenen Art Verwendet werden können. In jedem Falle sind alle noch freibleibenden Hohlräume zwischen dem Kondensatorstapel und der Gehäuseirmenwandung weitgehend mit den verhältnismäßig kleinen Verdrängungskörpern gefüllt, so daß das gesamte Volumen des Isolieröles in dem Gehäuse, und dementsprechend die Abmessungen der Ausgleichselemente klein sind.

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Nachstehend ist die Erfindung unter Angabe weiterer Vorteile und Einzelheiten derselben an Hand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Freiluftkondensator nach der Erfindung und die

Figuren 2 und 3 einen der dort vorgesehenen Verbindungsbügel in Seitenansicht bzw. in Draufsicht.

Der in Fig. 1 gezeigte Freiluft-Steuerkondensator 1 weist ein Isoliergehäuse 2 aus Porzellan auf, das außen mit daraus umfänglich vorspringenden Schirmen und Innen mit einem im wesentlichen zylindrischen Kohlraum ausgebildet ist. über einen wesentlichen Teil dieses Hohlraumes erstreckt, ist in diesem ein Aktivteil 3 des Kondensators 1 angeordnet, bestehend aus wenigstens zwei Stapeln 4 von Kondensatorelementen 5» wobei die Elementenstapel 4 durch wenigstens zwei Verbindungsbügel 6 miteinander verbunden sind.

Jeder dieser Verbindungsbügel 6 weist einen Bogenabschnitt 8 auf, der seitlich in zwei gelochte Laschen 7 übergeht, wie dies in den Figuren 2 und 3 gezeigt ist. Die elastischen Verbindungsbügel 6 sind so zwischen den Elementenstapeln angeordnet und z.B. mittels Dornnieten an deren Stapelplatten 15 befestigt, daß sie die Stapel elektrisch und mechanisch miteinander verbinden und etwaige Längenabweichungen derselben sowie Krümmungen des Gehäuses 2 in dessen Längsrichtung ausgleichen. Die Kröpfung dieser Verbindungsbügel 6 ist unter optimaler Berücksichtigung der auf sie einwirkenden mechanischen Beanspruchungen etwa zweimal so groß wie der Krümmungsradius ihres Bogenabschnittes 8 bemessen, und mit den gelochten Laschen 7 sind die Verbindungsbügel 6 an den U-förmigen Stapelplatten 15 am Ende der Elementenstapel 4 befestigt, z.B. angeschraubt oder angenietet.

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An den beiden Enden des Isoliergehäuses 2 sind je eine metallische Armatur 10 und zwischen dieser und dem betreffenden Ende des Elementenstapels 4 je ein Ausgleichselement 9 in Form von Balgen oder Membranedosen angeordnet. Diese dienen dazu, unzulässigen Überdurck im Gehäuseinneren zu verhindern, indem sie temperatürbedingte Schwankungen des Volumens des Isolieröles ausgleichen, welches den das Aktivteil 3 umgebenden Raum 11 im Inneren des Isoliergehäuses 2 ausfüllt.

Um das Gesamtvolumen des Isolieröles möglichst klein zu halten, sind in dem das Aktivteil umgebenden Raum 11 im zylindrischen Gehäuseinneren segmentförmige Verdrängungsleisten 12 aus festem Isolierstoff angeordnet, wobei dieser Raum 11 darüberhinaus eine Vielzahl verhältnismäßig kleiner Verdrängungskörper 13, zum Beispiel Glaskugeln, Gießharztropfen oder dergleichen enthält. Anstelle der im Querschnitt segmentförmigen Verdrangungsleisten oder auch zusätzlich zu diesem können dort gegebenenfalls auch deren Verdrängungsvolumen vergrößernde, flache Preßspanleisten angeordnet sein, die je nach Bedarf von in verschiedenen Breiten vorgeschnittenen Flachleisten in der erforderliehen Länge oder Teillänge abgeschnitten und in den betreffenden Abschnitt des das Aktivteil 3 umgebenden Raumes 11 eingeschoben werden. Um ein Eindringen der ^leinen Verdrängungskörper zwischen die Kondensatorelemente 5 des Aktivteiles 3 zu verhindern, ist dieses umfänglich mit einem Belag 14 aus Papier oder Kunststoffolie umgeben, z.B. bewickelt.

Neben den Verdrängungsleisten 12 verringern auch die zusätzlichen kleinen Verdrängungskörper 13 die Menge des Isolieröles sehr wesentlich das den Aktivteil 3 im Gehäuseinneren umgebenden Spaltraum zwischen der Innenfläche des Isoliergehäuses 2 und der Außenfläche des Aktivteiles

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ausfüllt. Daher sind hierfür sparsam demensionierte Ausgleiehselemente 9 ausreichend. Andererseits schaffen die zwischen den Stapeln 4 angeordneten Verbindungsbügel 6 die Möglichkeit, die einzelnen Kondensatorelementenstapel 4 des Aktivteiles 3 des Kondensators 1 elektrisch und mechanisch so miteinander zu verbinden, daß sie toleranzbedingte Krümmungen des Porzellangehäuses 2 und/oder Ausbuchtungen in dessen Inneren mitmachen. Die Verbindungsbügel 6 schaffen darüberhinaus die Möglichkeit, Stapelmodelle zu erstellen, die baukastenmäßig, je nach gewünschter Kapazität und Spannung des Freiluftkondensators zusammengestellt werden können. Vor allem aber ergeben sich mit der Erfindung die Vorteile, daß durch kleinere Bauweise kostengünstig gefertigt werden kann, wobei durch den erhöhten Aktivteil und niedrigere Gradienten die Betriebssicherheit des Freiluftkondensators verbessert wird.

Claims (1)

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   Ansprüche:

   T) Freiluftkondensator, insbesondere Steuerkondensator, mit

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   gestatteten Isoliergehäuse aus Porzellan, in dem ein öiisoliertes Aktivteil aus blockförmig gestapelten und elek trisch miteinander verbundenen Kondensatorelementen sowie wenigstens ein öl-Druck/Volumen-Ausgleichselement angeordnet sind und der das Aktivteil umgebende Raum im zy-

   \ lindrischen Goh'-vuseinneren mit Isolieröl gefüllt ist,

   <j dadurch gekennzeichnet, daß in dem

   Isoliergehäuse (2) mindestens zwei blockförmige Stapel

   (4) von Kondensatorelementen (5), und zwischen den -einander zugekehrten Enden jedes dieser Elementenstapel (4) mindestens zwei elastische Verbindungsbügel (6) angeordnet sind, welche die Elementenstapel (4) elektrisch und mechanisch miteinander verbinden, wobei in den das Aktivteil (3) umgebenden Raum im Inneren (11) des Isoliergehäuses (2) entsprechend bemessene Verdrängungsleisten (12) aus festem Isolierstoff, z. B. Preßspan

   l' oder Hartpapier, eingefügt sind.

   Freiluftkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Elementenstapeln (4), einander gegenüberliegend, Verbindungsbügel (6) angeordnet sind_? deren jeder mit zwei in einer gemeinsamen Ebene erstreckten, mittig gelochten Laschen (7) und mit einem diese verbindenden, elastischen Bogenabschnitt (8) aasgebildet ist, dessen Kröpfung etwa gleich dem zweifachen Krümmungsradius seines Scheitelbogens bemessen ist.

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   3« Freiluftkondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängungsleisten (12) im Querschnitt segmentförmig ausgebildet sind, wobei jeweils die Breite ihrer ebenen Fläche gleich jener der anliegenden Fläche des Aktivteiles (3) bemessen ist.

   4. Freiluftkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die Stapel (4) des Aktivteiles (3) und dessen Verdrängungsleisten (12) sowie die Ausgleichselemente (9) umgebende ölgefüllte Raum (11) im Inneren des Isoliergehäuses (2) vergleichsweise kleine, abgerundete Verdrängungskörper (13) aus festss Isolierstoff, z.B. Glaskügelchen, enthält, wobei das Aktivteil (3) mit einem diese ausschließenden Belag (14), z. B. aus Papier, umgeben ist.

   5. Freiluftkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Raum (11) im Isoliergehäuse (2) flüssig eingebrachte und in dem Isolieröl erstarrte Verdrängungskörper (13) aus Gießharz enthält.