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Hochspannungs-Durchführungsstromwandler Es sind Porzellandurchführungen
für Hochspannungsleiter bekannt, die ein Porzellanrohr aufweisen, an dessen Enden
Platten mit Öffnungen zum Hindurchführen eines Primärleiters vorgesehen sind, die
mittels in der Durchführung angeordneter Spannbolzen fest miteinander verbunden
werden.
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Ferner sind Durchführungsstromwandler bekannt, bei denen ein Stromleiter
runden Querschnitts eine fest auf ihm angeordnete Isolation aus Hartpapier trägt,
Seine Enden sind von Porzellanisolatoren umgeben. die mit einem Ende an dem den
Sekundärteil (Kern, Sekundärwicklung und Anschlußklemmen) tragenden Wandlergehäuse
befestigt sind und an ihren anderen Enden Anschlußkontakte für den Primärleiter
tragen. Die Isolatoren sind durch Verbindungsmittel, wie insbesondere Schellen,
Flansche, Bolzen od. dgl., an dem Wandlergehäuse befestigt, während die Teile des
Wandlergehäuses ihrerseits durch besondere Verbindungsmittel zusammengehalten werden.
Es ist ferner ein Vorschlag eines Säulenisolators mit in bestimmten Abständen zueinander
angeordneten metallischen Schutzglocken bekannt, gemäß welchem der hohle Isolierkörper
im Innern mit Spannketten oder -stangen derartig versehen ist, daß er von Zug-und
Biegungsbeanspruchungen befreit und nur auf Druck beansprucht wird.
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Es ist weiter bei Hochspannungs-Stromwandlern mit einteiligem Isolierkörper
der Vorschlag bekannt, die Armaturen am oberen und unteren Ende über einen im Innern
des Isolierkörpers verlaufendes, nur ein Gegenlager besitzendes gebogenes Flachband
mit an seinen beiden Enden befindlichen Spannvorrichtungen kittlos zu befestigen.
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Es ist weiterhin ein aus mehreren konzentrischen Rohren verschiedener,
nach außen kleiner werdender Länge zusammengesetzter Durchführungsisolator aus keramischem
Stoff für Stromwandler bekannt, bei welchem die einzelnen Rohre aus j e zwei im
wesentlichen
symmetrischen Teilen bestehen, die unter Vermeidung
von Kittungen an den Stoßstellen aufeinandergeschliffen sind. Das Zusammenhalten
der einzelnen Rohrteile erfolgt entweder durch Zusammenspannen mittels des stabförmigen,
in den Isolatoraufbau einschiebbaren Primärleiters oder durch nichtlösbare Kittverbindungen.
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Schließlich ist noch ein Hochspannungswandler mit einem Durchführungsisolator
bekannt, um den sich außen die in Windungsabteilungen unterteilte, zwischen Hochspannung
und Erde geschaltete Hochspannungswicklung und gegebenenfalls eine Niederspannungswicklung
herumlegt und in dessen Innern sich bei induktiver Spannungsmessung noch ein an
Oberspannung liegender Eisenkern befindet. Die gesamte Anordnung wird durch einen
vom Strom durchflossenen Durchführungsbolzen zusammengehalten. An seiner Stelle
kann auch ein als Flachband zu beiden Seiten des Eisenkerns durch die Durchführung
geleiteter Durchführungsleiter vorgesehen sein.
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Bei Stromwandlern tritt im Falle hoher Ströme eine thermische Wirkung
auf, die eine mehr oder weniger große Ausdehnung der vom Primärstrom durchflossenen
Metallteile verursacht, was eine Lockerung der durch solche stromdurchflossenen
Teile zusammengehaltenen Bauteilgruppen zur Folge haben kann. Außerdem können bei
Stromwandlern durch Überströme oder Kurzschlusströme erhebliche mechanische Beanspruchungen
auftreten, die auf die elektrodynamische Schleifenwirkung des Primärstromweges zurückzuführen
sind. Diese Beanspruchungen wirken sich hauptsächlich als seitliche Kräfte auf den
Durchführungs- bzw. Primärleiter aus. Sie müssen von denjenigen Teilen des Wandlers
aufgenommen werden, von denen der Primärleiter gehalten wird.
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungs-Durchführungsstromwandler,
der entweder einen eigenen Primärleiter aufweist oder auf vorhandene, zugleich als
Primärleiter für den Wandler dienende Leiter, z. B. Sammelschienen, aufschiebbar
ist und bei dem der Primärleiter mit dem Wandlerkörper keine feste Verbindung aufweist.
Die kennzeichnende Besonderheit der Erfindung besteht darin, das der Hohlraum im
Innern seines bzw. seiner Durchführungsrohre, die in an sich bekannter Weise aus
einem zur Aufnahme von Biegungskräften geeigneten Stoff bestehen, durch leitende
Beläge oder Einlagen axial und radial spannungsgesteuert und an ihren Hochspannungsenden
von Porzellanisolatoren umgeben sind, zur Unterbringung von Dichtstromführenden
durchgehenden Haltemitteln, welche in Verbindung mit Endplatten die Porzellanisolatoren
mit dem Wandlergehäuse zusammenhalten, einen größeren und gegebenenfalls anders
geformten Querschnitt aufweist als der Primärleiter und daß innerhalb der Enden
des Durchführungsrohres den Primärleiter führende, mit den Endplatten verbundene
Hülsen od. dgl. kraft- und formschlüssig eingesetzt sind, mittels welcher etwaige
auf den Primärleiter wirkende seitliche Kräfte im wesentlichen auf das Durchführungsrohr,
das etwa in seiner Mitte mit dem Wandlergehäuse verbunden ist, übertragen werden.
Durch die Ausbildung gemäß der Erfindung wird bei einem Stromwandler der zur Rede
stehenden Gattung erreicht, i. das die metallenen Haltemittel sich in einem feldfreien
Raum befinden und die Spannungsverteilung auf der Außenseite der Isolatoren nicht
nachteilig beeinflussen können, 2. das der Wandler auch zur Aufnahme von Biegungskräften,
wie sie bei Kurzschluß auftreten können, besonders geeignet ist, 3. das die Haltemittel
im Gegensatz zu stromführenden Metallteilen den Einflüssen der Wärmeausdehnung entzogen
sind, .4. das der Wandler besonders vielseitig verwendbar ist, da ein und dieselbe
Ausführungsform für verschiedenartige Formen und Abmessungen von Primärleitern ohne
weiteres verwendbar ist, 5. das der Wandler besonders einfach zu montieren und zu
zerlegen ist, da nichtlösbare Kittverbindungen vermieden sind, 6. das der Wandler
sich auch für die industrielle Massenherstellung gut eignet, weil konische Paßflächenzwischen
zusammenzufügenden keramischen Rohrteilen nicht erforderlich sind.
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Im folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeichnung beispielsweise
näher erläutert Fig. i zeigt einen Längsschnitt durch einen Teil eines Wandlers;
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf den Wandler, teilweise im Schnitt; Fig.3 zeigt
eine Ausführungsform eines plattenartigen Trägers zum Durchführen einer Mehrzahl
von Primärleitern.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. i weist der Wandler ein axial und
radial spannungsgesteuertes Durchführungsrohr q. auf, in dessen Innerem eine Anzahl
Metalleinlagen (nicht dargestellt) entsprechend angeordnet ist. Die innerste Einlage
ist mit der Hochspannung und die äußerste mit der Erde verbunden, so das im Innern
des Durchführungsrohrs ein feldfreier Raum entsteht. Das Durchführungsrohr q. ist
in seinem mittleren Teil bei 5 im Durchmesser etwas vergrößert, so das zwei Absätze
6 und 7 gebildet werden, gegen welche sich besondere Tragringe 8, g anlegen. Diese
sind jeweils mit einer ringförmigen Stufe io und ii versehen, durch welche Auflager
für Gehäuseteile 12 und 13 gebildet werden. Der Gehäuseteil 12, der zugleich die
Befestigungsplatte des Wandlers darstellt, ist, wie bei 14 angedeutet, mit einem
Raum zur Aufnahme von Sekundäranschlußklemmen versehen und weist weiterhin einen
Ringansatz 15 bzw. 16 auf, in den der Rand 17 des als Haube oder Schale ausgebildeten
Gehäuseteils 13 eingesteckt werden kann. Der Gehäuseteil i2 oder gegebenenfalls
die Gehäuseteile 12 und 13 können je mit einer ringförmigen Ausnehmung 18 versehen
sein, in welchen die Enden i9 und 2o von Porzellanisolatoren 21 und 22 ruhen. Die
Isolatoren können in bekannter Weise mit Schirmringen 23 versehen sein.
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An den Stirnenden 24 der Isolatoren 21, 22 liegt, zweckmäßig unter
Zwischenschaltung einer elastisch nachgiebigen Zwischenlage 25, jeweils eine Endplatte
26. Die Endplatten sind mit einem Ansatz 27 versehen,
der mit seiner
Außenwandung kraft- und formschlüssig in das Innere des Durchführungsrohrs 4 hineinpaßt.
Die Isolatoren 2I sind durch das Rohr 4 von seitlich auf die Stromleiter 32 wirkenden
Kräften weitgehend entlastet, da das Rohr diese Kräfte zu einem wesentlichen Teil
aufnimmt. Denn einerseits erfährt das starre Isolatorrohr 21 durch das in ihm angebrachte
nachgiebige Durchführungsrohr 4 eine mechanische Verstärkung schlechthin; andererseits
ist die mechanische Verbindung beider Rohre über die Endplatte 26 und die elastisch
nachgiebige Zwischenlage 25 keine absolut starre, sondern eine erforderlichenfalls
etwas nachgiebige Verbindung, weil die über diese Zwischenlage übertragene Haltekraft
der Bolzen 29, die unabhängig ist von einer etwaigen Längung der Stromschiene 32
infolge Stromwärme, lediglich zum Festhalten der starren Isolatoren auszureichen
braucht. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß diese Ausbildung im Falle hoher Überströme
oder Kurzschlüsse eine wirkungsvolle Entlastung der Porzellanteile von den elektrodynamischen
Kräften ermöglicht. Die Endplatten sind mit einer Anzahl durchgehender Öffnungen
28 versehen, durch welche Spannbolzen 29 hindurchgesteckt sind, die an ihren Enden
Gewindemuttern 30 tragen und sich in dem feldfreien Raum in der Durchführung
befinden. In den Endplatten 26 können eine oder mehrere Öffnungen, insbesondere
Schlitze 31, zur Durchführung der Stromleiter 32 vorgesehen sein.
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Ein Stromwandler gemäß der Erfindung läßt sich auf besonders einfache
Weise zusammenbauen. Die Tragringe 8 und 9 werden auf das Rohr 4 gesteckt und legen
sich gegen die Widerlager 6 und 7. In gleicher Weise werden die Gehäuseteile 12
und 13 aufgesteckt, wobei sich der Rand 17 des Gehäuseteils 13 hinter den Ringansatz
13, 16 legt. Dann «-erden die Isolatoren 21 und 22 über die Enden des Rohrs 4. gesetzt.
Der Isolator 21 ruht mit seinem Endflansch I9 in der Ausnehmung 18 am Gehäuseteil
12. Nun werden die Endplatten 26 auf die Enden der Isolatoren 21 und 22 gelegt,
die Spannbolzen 29 durchgesteckt und die Muttern 3o angezogen.
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Danach können der bzw. die Stromleiter, z. B. Schienen, durch die
Öffnungen in den Endplatten hindurchgeführt werden, so daß sie sich innerhalb des
Wandlers unter dem Temperatureinfluß frei ausdehnen und zusammenziehen können.
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Es kann vorteilhaft sein, den bzw. die Stromleiter, insbesondere Schienen,
an den Stellen, an denen sie durch die Endplatten 26 hindurchgeführt sind, mit einer
zusätzlichen Isolation zu versehen.