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Publication number: DEK0026721MA
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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 29. August 1955 Bekanntgemacht am 12. Juli 1956Registration date: August 29, 1955. Advertised on July 12, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Es sind schon seit langem kombinierte Stromtind Spannungswandler bekannt, bei denen die aktiven Teile des Stromwandlers und die aktiven Teile des Spannungswandlers übereinander in einem mit einer Isolierflüssigkeit gefüllten Isoliermantel mit metallenem Deckel und metallenem Boden untergebracht sind. Die beiden Durchführungen, die zum Herausführen der Wicklungsenden einmal des Stromwandlers und zum anderen desThere have been combined currents for a long time Voltage converters known in which the active parts of the current transformer and the active Parts of the voltage transformer on top of each other in an insulating jacket filled with an insulating liquid are housed with a metal lid and metal base. The two implementations, the one to lead out the winding ends of the current transformer and the other of the

ίο Spannungswandlers dienen, sind dabei gegeneinandergerichtet, weil beispielsweise bei untenliegendem Spannungswandler das an die Hochspannung angeschlossene Ende dier Hochspannungswicklung des Spannungswandlers nach oben zum Deckel geführt werden muß, während die beiden Enden der Niederspannungs- oder Sekundärwicklung des obenliegenden Stromwandlers nach unten an die auf Erd- bzw. erdnahem Potential befindlichen Stromwandlersekundärklemmen angeschlossen werden müssen. Es ist auch schon seit langem bekannt, bei derartigen kombinierten Wandlern die aktiven Teile des Stromwandlers ganz oder teilweise in dem haubenartig ausgebildeten Deckel unterzubringen und die aktiven Teile des Spannungswandlers ganz oder teilweise in das Fundament zu versenken. Zur Potentialsteuerung der beiden gegeneinandergerichteten Durchführungen, ist es auch schon bekannt, diese teleskopförmig im Bereich der Mittelachse des Isoliermantels anzuordnen und in ihrem Dielektrikum leitende Beläge 3cίο are used for voltage converters, are directed against each other, because, for example, with the voltage converter below, the end connected to the high voltage is the high voltage winding of the voltage converter must be led up to the cover, while the two ends of the Low voltage or secondary winding of the overhead CT down to the Current transformer secondary terminals at ground or near ground potential must be connected have to. It has also been known for a long time that in such combined converters the active parts of the current transformer wholly or partially in the hood-like cover to accommodate and the active parts of the voltage transformer in whole or in part in the foundation to sink. To control the potential of the two oppositely directed bushings, it is also already known to arrange these telescopically in the area of the central axis of the insulating jacket and conductive coatings 3c in their dielectric

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vorzusehen, die eine lineare Steuerung des Hochspannungspotentials gewährleisten. Hierbei werden die leitenden. Beläge konzentrisch zueinander in abgestufter Länge (nach Art einer Kondensatordurchführung) .angeordnet. Das Anbringen von solchen konzentrisch gewickelten leitenden Belägen ist aber in der Praxis bei der Herstellung derartiger kombinierter Strom- und Spannungswandler umständlich und schwierig, da hierfür sehr vielprovide a linear control of the high voltage potential guarantee. Here are the senior. Linings concentric to one another in graduated lengths (like a condenser bushing) .arranged. The application of such concentrically wound conductive coverings but is in practice in the manufacture of such combined current and voltage converters cumbersome and difficult, as there is a lot to do with it

ίο Sorgfalt aufgewandt werden muß. Handelt es sich um eine Papierisolation, welche mit öl imprägniert \vird, so¹ sind die konzentrischen Beläge bei der erforderlichen Trocknung und Imprägnierung des gesamten Papierwickels hinderlich, da die Metallhäute dieser Beläge sowohl dem Wasserdampf (bei der Trocknung) wie"'dem. .öl (bei der Imprägnierung) einen Widerstand entgegensetzen, der bei Anwendung perforierter Beläge (Höchstätter-Papier) zwar gemindert werden kann, aber immer noch bemerkbar ist. Auf jeden Fall werden die Trocknungs- und Imprägnierungszeiten wesentlich verlängert. Falls die Isolierung der Wicklungen und Durchführungen mit einem härtbaren Gießharz erfolgen soll, ist das Anbringen konzentrischer Steuerbeläge ebenfalls sehr ungünstig, da derartige Metallbeläge sich sehr schwer in der Gießform gegeneinander distanzieren lassen und in bezug auf den Gießharzkörper eine Inhomogenisieru.ng bedeuten. . .ίο care must be taken. If it is a paper insulation, which with oil-impregnated \ vill, as ^1, the concentric coverings at the required drying and impregnation of the whole paper reel are a hindrance, since the metal skins of the coverings of both the water vapor (at the drying) such as '' the.. oil (during impregnation) oppose a resistance that can be reduced when using perforated coverings (Höchstätter paper), but is still noticeable. In any case, the drying and impregnation times are significantly extended. If the insulation of the windings and bushings If a hardenable casting resin is to be used, the application of concentric control coverings is also very unfavorable, since such metal coverings are very difficult to separate from one another in the casting mold and mean inhomogenization with respect to the casting resin body.

Die Erfindung betrifft einen kombinierten Strom- und Spannungswandler, bei dem die beiden voneinander verschiedenes Innenpotential aufweisenden, Durchführungen gegeneinandergerichtet sind und über leitende Beläge. eine Potentialsteuerung ermöglichen. Erfindungsgemäß werden die Oberflächen der isolierten Durchführungen von auf ihnen angebrachten Elektroden potentialgesteuert, welche paarweise elektrisch miteinander verbunden sind, wobei die Kapazitäten der jeweils zu einem Paar zusammengeschlossenen Steuerelektroden zum Innern ihrer Durchführungen unter Berücksichtigung der Streukapazitäten gegen die Umgebung so groß gewählt sind, daß durch ihr Kapazitätsverhältnis das gewünschte Potential des Elektrodenpaares gewährleistet ist. Die Erfindung vermeidet also die Anordnung leitender Beläge in dem Dielektrikum der Durchführungen und damit die eingangs, geschilderten Nachteile und Schwierigkeiten. ^: The invention relates to a combined current and voltage converter in which the two bushings, which have different internal potentials, are directed against one another and over conductive coatings. enable potential control. According to the invention, the surfaces of the insulated bushings are potential-controlled by electrodes attached to them, which are electrically connected to one another in pairs, the capacities of the control electrodes, which are connected to form a pair, for the interior of their bushings, taking into account the stray capacitances against the environment, are selected to be so large that through it Capacity ratio the desired potential of the electrode pair is guaranteed. The invention thus avoids the arrangement of conductive coatings in the dielectric of the bushings and thus the disadvantages and difficulties described at the outset. ^:

Die zur Erzielung einer guten Potentialsteuerung durch die Elektroden gemäß der Erfindung vorgeschlagene Kapazitätenbemessung kann man besonders einfach und vorteilhaft dadurch erreichen, daß die leitende Innenwandung jeder der beiden Durchführungen sich, vom zugehörigen Wandler aus gesehen, konisch erweitert, während die Wandstärke der Isolation der beiden Durchführungen mit zunehmendem Abstand vom zugehörigen Wandler abnimmt. Vorzugsweise wird die Anordnung so getroffen, daß jede der beiden Durchführungen aus einem Hohlkegelstümpf aus Blech besteht, dessen dünnes Ende den.aktiven Teilen des Strom- bzw. Spannungswandlers'zugewandt ist und auf den das Isoliermaterial mit einer vom eigentlichen Strombzw. Spannungswandlerkörper zum Durchführungsende abnehmenden Schichtdicke aufgebracht ist. Als besonders vorteilhaft ist noch zu erwähnen, daß man die Elektrodenpaare so ausbilden und anordnen kann, daß sie nicht nur zur Potentialsteuerung, sondern gleichzeitig auch zur medianischen formschlüssigen Verbindung der beiden Durchführungen miteinander dienen. Dadurch wird gleichzeitig ermöglicht, daß der eine, unten auf einem Fundament stehende Wandler gleichzeitig als Träger für den oben angeordneten zweiten Wandler benutzt wird, so daß besondere Abstützungen für letzteren erspart werden.The one proposed according to the invention for achieving good potential control by the electrodes Capacitance measurement can be achieved particularly easily and advantageously in that the conductive inner wall of each of the two bushings seen from the associated transducer, widens conically, while the wall thickness the insulation of the two bushings decreases with increasing distance from the associated converter. Preferably, the arrangement is made so that each of the two bushings from a hollow truncated cone made of sheet metal, the thin end of which den.active parts of the current or Voltage converter is facing and on which the insulating material with one of the actual Strombzw. Voltage transformer body applied to the bushing end with decreasing layer thickness is. It should also be mentioned as particularly advantageous that the electrode pairs are designed and arranged in this way can that they are not only used to control potential, but at the same time also to median form-fitting connection of the two bushings with each other. This will at the same time enables one of the transducers standing below on a foundation at the same time is used as a carrier for the second transducer arranged above, so that special supports be saved for the latter.

Die Abb. 1 zeigt schematisch einen Schnitt durch die wesentlichen Teile eines kombinierten Strom- und Spannungswandlers gemäß der Erfindung, und zwar in Isoliermantelbauweise mit einer Isolierflüssigkeit. Mit 10 ist der zylindrische, · vorzugsweise aus Porzellan bestehende Isoliermantel bezeichnet, der zweckmäßig außen in bekannter Weise mit Rippen versehen ist. Der auf Hochspannungspotential liegende Metalldeckel mit den Hochspannungsanschlußklemmen und das auf Erdpotential liegende Fundament des kombinierten Wandlers sind in der Abb. 1 der Einfachheit halber ebenso fortgelassen wie die üblicherweise be- go nötigten Abstützteile, Armaturen usw. Der obere, in dem Isoliermantel 10 angeordnete Stromwandler weist eine beispielsweise aus vier symmetrisch verteilten Spulen bestehende Primärwicklung 11 auf, die. gegebenenfalls in bekannter Weise umschaltbar ist. Die Enden der Primärwicklungsspulen werden nach oben zu den am Deckel vorgesehenen primären Anschlußklemmen bzw. zu der im oder am Deckel vorgesehenen Umschaltvorrichtung geführt. Der ringförmige Eisenkern 12 des Stromwandlers trägt die Sekundärwicklung 13, die zur statischen Abschirmung von einer metallischen Hülse 14 umgeben ist, welche zur Vermeidung einer Kurzschlußwindung in bekannter Weise geschlitzt sein muß. An dieser Hülse 14 ist ein hohl-,kegelstumpfartig ausgebildetes Rohr 15 (Tubus) aus leitendem Material, z. B. Blech, angebracht, in dessen Hohlraum die Enden 16 der Sekundärwicklung 13 des Stromwandlers nach unten zu den im Fundament angeordneten sekundären Stromwandlerklemmen 17 geführt werden. Der Eisenkern 12 des Stromwandlers befindet sich auf Erdpotential,Fig. 1 shows schematically a section through the essential parts of a combined current and voltage converter according to the invention, in an insulating jacket construction with an insulating liquid. The cylindrical insulating jacket, preferably made of porcelain, is denoted by 10, which is expediently provided with ribs on the outside in a known manner. The one on high voltage potential lying metal cover with the high-voltage connection terminals and that on earth potential lying foundation of the combined transducer are shown in Fig. 1 for the sake of simplicity just as omitted as the usually required support parts, fittings, etc. The upper, Current transformer arranged in the insulating jacket 10 has one, for example, of four symmetrically distributed coils existing primary winding 11, the. optionally switchable in a known manner is. The ends of the primary winding coils are facing up to those provided on the cover primary connection terminals or to the switching device provided in or on the cover guided. The annular iron core 12 of the current transformer carries the secondary winding 13, the is surrounded by a metallic sleeve 14 for static shielding, which to avoid a short-circuit winding must be slotted in a known manner. On this sleeve 14 is a hollow, truncated cone formed tube 15 (tube) made of conductive material, for. B. sheet, attached, in the cavity of which the ends 16 of the secondary winding 13 of the current transformer down to the im Secondary current transformer terminals 17 arranged on the foundation. The iron core 12 the current transformer is at ground potential,

: desgleichen die Hülse 14·und der Tubus 15. In der Abb. ι ist nur. ein Eisenkern dargestellt; der Stromwandler kann aber auch in an sich bekannter Weise ein Mehrkernstrpmwandler sein, bei. dem: likewise the sleeve 14 · and the tube 15. In the Fig. Ι is only. an iron core shown; but the current transformer can also be known per se Way to be a multi-core speed converter. to the

; dann die verschiedenen sekundärbewickelten Kerne entweder axial nebeneinander oder radial umeinander angeordnet sein können. Zur Isolierung des sekundärbewickelten Eisenkernes 12 gegenüber der Primärwicklung 11 dient die mit 18 bezeichnete Isolierung, welche sich um den Tubus 15 herum fortsetzt und dort mit i8_a bezeichnet ist. Die Schichtstärke der ringförmigen.Isolierung 18 ist so gewählt, daß im Bereich des Ringwickels 12, 13 an keiner Stelle seiner Schirmhülse 14 die zulässige; then the various secondary-wound cores can be arranged either axially next to one another or radially around one another. The insulation designated 18, which continues around the tube 15 around and is designated there by i8 _a serves to isolate the sekundärbewickelten iron core 12 with respect to the primary winding. 11 The layer thickness of the annular.Isolierung 18 is chosen so that in the area of the coil 12, 13 at no point on its shielding sleeve 14 is the permissible

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Feldstärke überschritten wird. Die Schichtdicke ■ der rohrförmigen Isolierung i8_e des, Tubus 15 nimmt mit zunehmendem Abstand^ vom eigentlichen Wandlerkörper ab,, ist also am Ende des Tubus 15 am dünnsten. Über der Isolation 18 des Ringwickels 12, 13 ist ein leitender Belag 19 vorgesehen, der an dem Anfang der Durchführung in einem'Ringwulst iC)_a endet. Auf der Oberfläche der Isolation i8_a der Durchführung des Stromwandlers ist eine Anzahl von ringförmigen Steuerelektroden 20 bis 33 angeordnet, die zur gegenseitigen Isolierung mit Isoliermaterial entsprechender Stärke umgeben sind.Field strength is exceeded. The layer thickness ■ the tubular insulation i8 _e of, tube 15 decreases with increasing distance ^ from the actual transducer body from ,, is therefore at the end of the tube 15 at its thinnest. A conductive coating 19 is provided over the insulation 18 of the ring coil 12, 13, which ends in a ring bead iC) _{a at the beginning of the passage.} A number of ring-shaped control electrodes 20 to 33 are arranged on the surface of the insulation i8 _{a of} the implementation of the current transformer, which are surrounded by insulating material of appropriate thickness for mutual insulation.

Der Spannungswandler des kombinierten Wandlers liegt unten im Isoliermantel 10 bzw. ragt mit seinen aktiven Teilen mehr oder weniger weit in das Fundament hinein. Sein beispielsweise horizontal liegender geerdeter Mantelkern 34 trägt auf seinem mittleren Schenkel die Sekundärwicklung 34_O, deren Enden zu den im Fundament angeordneten Anschlußklemmen 35 geführt sind, von denen eine auf Erdpotential liegt. Die Sekundärwicklung 34_a ist umgeben von der Hochspännungswicklung 36, die lagenweise aufgewickelt ist. Der Anfang der innersten Wicklungslage ist an Erdpotential angeschlossen, das Ende der äußersten Wicklungslage, welches an die volle Hochspannung angeschlossen wird, ist an einen leitenden Schirmbelag, 37 angeschlossen, der mit einem hohlkegelstumpfartig ausgebildeten Rohr 38 (Tubus) verbunden ist. Das Rohr 38 erweitert sich mit zunehmendem Ab-The voltage converter of the combined converter is located at the bottom in the insulating jacket 10 or protrudes with its active parts more or less far into the foundation. His, for example, horizontally lying grounded jacket core 34 carries the secondary winding 34 _O on its middle leg, the ends of which are led to the connection terminals 35 arranged in the foundation, one of which is at ground potential. The secondary winding 34 _a is surrounded by the high voltage winding 36, which is wound in layers. The beginning of the innermost winding layer is connected to earth potential, the end of the outermost winding layer, which is connected to the full high voltage, is connected to a conductive shield covering 37, which is connected to a tube 38 (tube) shaped like a hollow truncated cone. The pipe 38 widens with increasing distance

: stand von dem eigentlichen Spannungswandlerkörper und bildet die leitende Innenwandung einer . Durchführung für das nach oben zum Deckel zu führende Ende der Hochspannungswicklung 36 des Spannungswandlers. Die äußere Wicklungsisolation 39 der Hochspannungswicklung setzt sich in der rohrförmigen Isolation 39_ß des Tubus 38 fort. Die Schichtdicke der Isolation 39_ß nimmt mit zunehmender Entfernung vom eigentlichen Wandlerkörper ab, so daß sie am Ende des Tubus 38 am geringsten ist. Die Isolation 39 wird in bekannter Weise zusammen mit der Lagenisolation der Hochspannungswicklung 36 hergestellt und trägt auf ihrer Oberfläche einen leitenden Belag 40, welcher geerdet wird und am Anfang der Durchführung 38, 39_fl in einem Ringwulst 4O_a endet. Auf der Oberfläche der Isolierung 39,, der Durchführung sind eine Anzahl Steuerelektroden 41 bis 54 vorgesehen, welche die Durchführung ringförmig umgeben und zur gegenseitigen Isolation mit Isoliermaterial ausreichender Stärke umgeben sind. Die beiden gegeneinandergerichteten !Durchführungen 15, i8_fl und 38, 39_a liegen nebeneinander, wie aus Abb. 1 ersichtlich ist. Die in gleicher Höhe liegenden Steuerelektroden der beiden Durchführungen werden nun elektrisch leitend miteinander verbunden, also z.B. die Elektrode 33 mit der Elektrode 41, die Elektrode 32,mit der Elektrode 42 usw. Man erhält also eine Anzahl von Elektrodenpaaren 33, 41 bzw. 32, 42 bzw. 31,43 usw. Die Kapazitäten der jeweils zu einem Paar, zusammengeschlossenen Elektroden zum Innern ihrer Durchführungen, d. h. also zu dem Tubus 15 bzw. zu dem Tubus 38,.werden unter Berücksichtigung der Streukapazitäten gegen die Umgebung so groß gewählt, daß durch ihr Kapazitätsverhältnis das gewünschte Potential jedes Elektro.denpaares gewährleistet ist. Dies ist im wesentlichen dann erreicht, wenn die Eigenpotentiale der paarweise verbundenen Elektroden linear mit der Länge der Durchführungen ansteigen. Bezeichnet man beispielsweise die Kapa^ zität der Steuerelektrode 32 zu dem Tubus 15 mit Ca und die Kapazität der zugehörigen Steuerelektrode 42 zu dem Tubus 38 mit Cb, so werden diese Kapazitäten gemäß der Formel: stood from the actual voltage transformer body and forms the conductive inner wall of a. Bushing for the end of the high-voltage winding 36 of the voltage converter to be led up to the cover. The outer winding insulation 39 of the high-voltage winding continues in the tubular insulation 39 _{ß of} the tube 38. The layer thickness of the insulation 39 _ß decreases with increasing distance from the actual transducer body, so that it is smallest at the end of the tube 38. The insulation 39 is produced in a known manner together with the layer insulation of the high-voltage winding 36 and has a conductive coating 40 on its surface, which is grounded and ends in an annular bead 40 _a _{at the beginning of the bushing 38, 39 fl.} A number of control electrodes 41 to 54 are provided on the surface of the insulation 39 ″ of the bushing, which ring-shaped surround the bushing and are surrounded by insulating material of sufficient thickness for mutual insulation. The two leadthroughs 15, 18 _f1 and 38, 39 _a facing one another lie next to one another, as can be seen from FIG. 1. The control electrodes of the two bushings, which are at the same height, are now connected to one another in an electrically conductive manner, for example, the electrode 33 with the electrode 41, the electrode 32, with the electrode 42, etc. 42 or 31, 43 etc. The capacitances of the electrodes connected to a pair of electrodes to the interior of their passages, ie to the tube 15 or to the tube 38, are chosen to be so large, taking into account the stray capacitances against the environment, that the desired potential of each pair of electrodes is guaranteed by their capacity ratio. This is essentially achieved when the intrinsic potentials of the electrodes connected in pairs increase linearly with the length of the bushings. If, for example, the capacitance of the control electrode 32 to the tube 15 is denoted by Ca and the capacitance of the associated control electrode 42 to the tube 38 is denoted by Cb, then these capacitances are given in accordance with the formula

Ca k .:Ca k.:

CbCb

η + ι — k η + ι - k

gewählt, in welcher η die Gesamtzahl der. Elektrodenpaare (in Abb. 1 also 14 Elektrodenpaare) und k die jeweilige Ordnungszahl eines Elektrodenpaaires bedeutet. Wenn man die Durchführungen so, wie an Hand der Abb. 1 erläutert ist, ausbildet, also die Rohre 15.und 38 sich konisch vom Wandler aus gesehen erweitern läßt unter gleichzeitiger Verringerung der Wandstärke der Isolation i8₀ bzw. 39_a, so läßt sich leicht die erwähnte Bemessung der Kapazitäten Ca und Cb erzielen.chosen, in which η is the total number of. Electrode pairs (in Fig. 1 therefore 14 electrode pairs) and k means the respective ordinal number of an electrode pair. If the bushings are designed as explained with reference to Fig. 1, that is to say the tubes 15 and 38 can be expanded conically from the transducer, while at the same time reducing the wall thickness of the insulation i8 ₀ or 39 _a , then easily achieve the aforementioned dimensioning of the capacities Ca and Cb.

Man kann, was zwar in. Abb. 1 nicht gezeichnet ist, gegebenenfalls den Durchmesser der beiden Durchführungen 15, i8_e und 38, 39_fl nach ihren Enden hin sich kontinuierlich verjüngen lassen, so daß die Durchmesser der Steuerelektroden 20 bis 33 und 41 bis 54 nach den Durchführungsenden hin. geringer werden. Da es schwierig ist,- sowohl bei einer solchen konischen als auch bei der aus Abb. 1 ersichtlichen zylindrischen' Ausführung der Durchführungen die Elektroden so herzustellen, daß sie nach Ummantelung mit Isoliermaterial möglichst dicht an der Oberfläche der Durchführungen anliegen, wird.gemäß der weiteren Erfindung vorgeschlagen, die Elektroden aus flexiblen Bändern aus leitendem Material herzustellen, welche um die betreffende Durchführung in entsprechenden axialen Abständen voneinander herumgeschlungen werden. Noch vorteilhafter, ist es, die jeweils zu einem Paar zusammengeschlossenen Elektroden aus einem einzigen, beide Durchführungen gemeinsam umschlingenden endlosen flexiblen Band herzustellen und dieses Band an den Durchführungen mittels einer Spannvorrichtung zu befestigen. Die Abb. 2 zeigt in einem Schnitt senkrecht zu den Längsachsen der Durchführungen ein Beispiel für eine solche Elektrodenausbildung. Um die beiden Durchführungen 15, i8_a und 38, 2>9_a ist ein endloses flexibles Band 55 aus leitendem Werkstoff, vorzugsweise aus geklöppeltem Kupferschlauch mit einer Versteifungseinlage, z. B. aus Hartpapier oder Preßspan, herumgelegt. Die Isolierung, welche das iao Band 55 umgibt, wird vorher aufgebracht, ist aber in der Abb. 2 der Einfachheit halber nicht dargestellt. Ein Spannklotz 56 wird in die Schlaufe zwischen den beiden Durchführungen geschoben und mittels einer Verschnürung 57 zu einer Isolierleiste 58 hin gezogen, die dabei tangential an die beidenOne can, although this is not shown in Fig. 1, optionally _{allow the diameter of the two passages 15, 18 e} and 38, 39 _fl to taper continuously towards their ends, so that the diameters of the control electrodes 20 to 33 and 41 to 54 towards the end of the execution. decrease. Since it is difficult - both with such a conical and with the cylindrical design of the bushings shown in Fig. 1 to produce the electrodes in such a way that they are as close as possible to the surface of the bushings after being encased with insulating material, according to the further Invention proposed to produce the electrodes from flexible strips of conductive material, which are wrapped around the relevant passage at corresponding axial distances from one another. It is even more advantageous to produce the electrodes, which are joined together to form a pair, from a single endless flexible band that wraps around both feedthroughs and to fasten this band to the feedthroughs by means of a tensioning device. Fig. 2 shows an example of such an electrode design in a section perpendicular to the longitudinal axes of the bushings. To the two passages 15, i8 _a and 38, 2> 9 _a is an endless flexible band 55 made of conductive material, preferably made of braided copper hose with a stiffening insert, for. B. made of hard paper or pressboard laid around. The insulation that surrounds the iao tape 55 is applied beforehand, but is not shown in FIG. 2 for the sake of simplicity. A tensioning block 56 is pushed into the loop between the two bushings and pulled by means of a lacing 57 to an insulating strip 58, which is tangential to the two

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von dem Band 55 umschlungenen Durchführungen angepreßt wird. Durch diese einfache Spannvorrichtung wird das endlose Band 55 so gespannt, daß es jeweils auf etwa 270 Winkelgrade an deris pressed by the band 55 wrapped around the bushings. With this simple jig the endless belt 55 is stretched so that it is each to about 270 degrees at the

5 Oberfläche des Isolierkörpers i8_a bzw. 39_a aufliegt. An den restlichen etwa 90⁰ liegt das Band 55 nicht auf. Die beiden so gebildeten Schlingen um die Durchführungen 15, i8_a und 38, 2>9a stellen ein Elektrodenpaar, z. B. das Elektrodenpaar 32, 425 surface of the insulator i8 _a or 39 _a rests. The band 55 does not rest on the remaining 90 ^{° or so.} The two loops formed in this way around the bushings 15, i8 _a and 38, 2> 9a represent a pair of electrodes, e.g. B. the pair of electrodes 32, 42

der Abb. 1, dar. Die in Abb. 1 gezeichneten Verbindungen zwischen den Elektroden jedes Paares ergeben sich bei dieser in Abb. 2 dargestellten Anordnung automatisch. Gleichzeitig werden durch die gemäß Abb. 2 so gebildeten Elektrodenpaare beide Durchführungen mechanisch miteinander formschlüssig verbunden. In der Abb. 2 ist wie gesagt nur ein so hergestelltes Elektrodenpaar dargestellt. Bei dem nächstfolgenden bzw. vorhergehenden Elektrodenpaar wird die Spannvorrichtung spiegelbildlich zu Abb. 2 angeordnet, d. h., die Isolierleiste des vorhergehenden bzw. nächstfolgenden Elektrodenpaares liegt auf der anderen, gegenüberliegenden Seite der Durchführungen, so daß die nicht von einer Elektrode gesteuerten 90⁰ des Umfanges der Durchführung von der vorhergehenden bzw. nächstfolgenden Elektrode erfaßt werden. Als weiterer Vorteil einer derartigen Elektrodenausbildung ist noch hervorzuheben, daß die Länge der endlosen Bänder 55 für alle Elektrodenpaare praktisch gleich groß ist, wodurch die Fabrikation wesentlich vereinfacht . wird. Etwa auftretende, durch die Anfertigung usw. bedingte Längendifferenzen können durch mehr oder weniger starkes Anziehen der Verschnürung 57 gegebenenfalls ausgeglichen werden. Ferner werden die beiden Durchführungen durch diese Elektrodenausbildung und -befestigung formschlüssig derart mit einander mechanisch verbunden, daß der eine Wandler, z. B. der 'in Abb. 1 unten auf dem Fundament befestigte Spannungswandler, gleichzeitig als Träger für den Stromwandler dienen kann, so daß eine besondere Abstützung des Stromwandlers vom Fundament her ebenso in Fortfall kommen kann wie eine Befestigung der aktiven Teile des Strotnwandlers am Deckel des Isoliermantels 10.Fig. 1. The connections drawn in Fig. 1 between the electrodes of each pair result automatically in this arrangement shown in Fig. 2. At the same time, both leadthroughs are mechanically positively connected to one another by the electrode pairs formed in accordance with FIG. 2. In Fig. 2, as mentioned, only one pair of electrodes produced in this way is shown. In the next or previous pair of electrodes, the clamping device is arranged in a mirror image of Fig. 2, that is, the insulating strip of the previous or next pair of electrodes is on the other, opposite side of the bushings, so that the 90 ^{° of} the circumference of the Implementation can be detected by the preceding or next following electrode. Another advantage of such an electrode design should be emphasized that the length of the endless belts 55 is practically the same for all electrode pairs, which considerably simplifies manufacture. will. Any differences in length that may arise due to the manufacture etc. can be compensated for by tightening the lacing 57 to a greater or lesser extent. Furthermore, the two bushings are mechanically connected to each other in a form-fitting manner through this electrode formation and fastening in such a way that one transducer, e.g. B. the 'in Fig. 1 fastened on the foundation voltage converter, can also serve as a carrier for the current transformer, so that a special support of the current transformer from the foundation can be omitted as well as an attachment of the active parts of the current converter on the cover of the Insulating jacket 10.

An Stelle der bei ölisolierten Meßwandlern im allgemeinen üblichen Isolation der aktiven Wandlerteile¹ und der Durchführungen, mittels ölimprägnierter Papierlagen oder Papierbänder kann man für die Isolierung der beiden Wandler und ihrer Durchführungen in an sich bekannter Weise auch ein härtbares Gießharz verwenden. Wenn man den Stromwandler und den Spannungswandler des kombinierten Wandlers für-sich gießt, so werden die S teuer elektroden auf die beiden Durchführungen zweckmäßig in der an Hand von Abb. 2 beschriebenen Art und Weise erst nach Fertigstellung der beiden die aktiven Wandlerteile enthaltenden Gießharzkörper aufgebracht. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die beiden Wandler des kombinierten Wandlers gemeinsam in einer Gießform mit dem Gießharz zu vergießen und zu härten. In diesem Fall müßte man die Elektrodenpaare unter Benutzung von entsprechenden Distanzstücken bei dem Gieß Vorgang gleich mit vergießen. Vorteilhafter dürfte jedoch die vorher beschriebene getrennte Herstellung der beiden gießharzisolierten Wandler sein. Verwendet man für die Isolation der aktiven Wandlerteile und der Durchführungen ein härtbares Gießharz, so ist es nicht erforderlich, den kombinierten Wandler wie in Abb. 1 in einem ölgefüllten Gefäß unterzubringen. Bei entsprechender Bemessung der Isolierung und ausreichender Kriechstromfestigkeit des verwendeten Gießharzes kann man den kombinierten Wandler gemäß der Erfindung ohne jedes ihn umhüllendes Gefäß aufstellen. Der Spannungswandler erhält in diesem Fall ein Fundament zur Aufstellung des kombinierten Wandlers; in dem Fundament werden die sekundären Anschlußklemmen in üblicher Weise b,. untergebracht. An dem Gießharzkörper des Stromwandlers müssen dann oben die Anschlußklemmen für die Primärwicklung des Stromwandlers und die Hochspannungswicklung des Spannungswandlers in geeigneter Weise befestigt werden. Die hierfür erforderlichen Anschlußklemmen werden zweckmäßig in an sich bekannter Weise dann in dem Gießharzkörper des Stromwandlers mit eingegossen. Bei einer solchen Ausbildung des kombinierten Wandlers wird man selbstverständlich die öffnungen der beiden Durchführungsrohre 15 und 38 in geeigneter Weise verschließen oder abdecken. Ein kombinierter Strom- und Spannungswandler in der im Prinzip aus Abb. 1 ersichtlichen Bauart ■ läßt sich ohne Schwierigkeit für eine Betriebsspannung von nokV ausführen. Für höhere Span- * nungen, z. B. 220 kV, empfiehlt es sich, den Stromwandler in der altbekannten Kreuzringbauweise auszuführen, bei welcher die den isolierten, sekundärbewickelten geerdeten Eisenkern umschlingende Primärwicklung ebenfalls mit einer entsprechenden hohlringförmigen Isolierhülle umgeben ist, die sich in einer Durchführung für die Enden der Primärwicklung fortsetzt. Der Stromwandler hat dann zwei Durchführungen, von denen die eine nach oben, die andere (wie in Abb. 1) nach unten gerichtet ist. Für den Spannungswandler wählt man dann eine ebenfalls bekannte Kaskadenanordnung mit zwei Eisenkernen, von denen jeder die Hälfte der Hochspannungswicklung und je eine Kopplungswieklung trägt. Die beiden HochspannungST wicklungshälften werden in Reihe geschaltet; ihre Verbindungsleitung, die sich auf halbem Hochspannungspotential befindet, wird mit einer der Verbindungsleitungen der beiden Kopplungswicklungen leitend verbunden. Der Eisenkern des oberen Transformators liegt auf dem vollen Hochspannungspotential, während der Kern des unteren Transformators (wie in Abb. 1) sich auf Erd-■ potential befindet und die Sekundärwicklung trägt. Der Anfang der innersten Wicklungslage der oberen Hochspannurigswicklungshälfte wird an die Hochspannungsanschlußklemme angeschlossen, das Ende der äußersten Wicklungslage mit dem Ende der äußersten Wicklungslage der unteren Hochspannungswicklungshälfte verbunden. Beide GliederInstead of the usual isolation of the active converter parts ¹ and the bushings with oil-insulated transducers, by means of oil-impregnated paper layers or paper tapes, a curable casting resin can also be used in a known manner for the insulation of the two converters and their bushings. If you cast the current transformer and the voltage transformer of the combined converter for yourself, the expensive electrodes are expediently applied to the two bushings in the manner described in Fig. 2 only after the two cast resin bodies containing the active converter parts have been completed. But there is also the possibility of casting the two transducers of the combined transducer together in a casting mold with the casting resin and hardening them. In this case, the electrode pairs would have to be cast at the same time as the casting process using appropriate spacers. However, the separate production of the two cast resin-insulated transducers described above should be more advantageous. If a hardenable casting resin is used for the insulation of the active converter parts and the bushings, it is not necessary to place the combined converter in an oil-filled vessel as in Fig. 1. With an appropriate dimensioning of the insulation and sufficient creep resistance of the casting resin used, the combined transducer according to the invention can be set up without any vessel surrounding it. In this case, the voltage converter receives a foundation for the installation of the combined converter; in the foundation the secondary terminals are in the usual way b ,. housed. The connection terminals for the primary winding of the current transformer and the high-voltage winding of the voltage transformer must then be fastened in a suitable manner at the top of the cast resin body of the current transformer. The connection terminals required for this purpose are then expediently cast in the cast resin body of the current transformer in a manner known per se. With such a design of the combined transducer, the openings of the two ducts 15 and 38 will of course be closed or covered in a suitable manner. A combined current and voltage converter of the type shown in principle in Fig. 1 ■ can be implemented without difficulty for an operating voltage of nokV. For higher voltages *, e.g. B. 220 kV, it is advisable to run the current transformer in the well-known cross-ring design, in which the insulated, secondary wound, earthed iron core wrapped primary winding is also surrounded with a corresponding hollow ring-shaped insulating sleeve, which continues in a bushing for the ends of the primary winding. The current transformer then has two bushings, one of which is directed upwards and the other (as in Fig. 1) downwards. A well-known cascade arrangement with two iron cores, each of which carries half of the high-voltage winding and one coupling wave each, is then selected for the voltage converter. The two high-voltage ST winding halves are connected in series; its connecting line, which is at half the high voltage potential, is conductively connected to one of the connecting lines of the two coupling windings. The iron core of the upper transformer is at full high voltage potential, while the core of the lower transformer (as in Fig. 1) is at ground ■ potential and carries the secondary winding. The beginning of the innermost winding layer of the upper high voltage winding half is connected to the high voltage connection terminal, the end of the outermost winding layer is connected to the end of the outermost winding layer of the lower high voltage winding half. Both limbs

6OJ SW/1756OJ SW / 175

K 26721 VIHb/21d² K 26721 VIHb / 21d ²

des Kaskadenspannungswandlers sind also im Prinzip so aufgebaut wie der Spannungswandler in Abb. i. Jeder hat eine Durchführung, nämlich für die Verbindungen der beiden Hälften derHoch-Spannungswicklung und der Kopplungswicklungen. Die aktiven Teile des oberen Gliedes sind an oder in dem Deckel des Gefäßes befestigt, so daß die Durchführung dieses Gliedes nach unten gerichtet ist und neben der nach oben gerichteten (primären)of the cascade voltage converter are basically constructed like the voltage converter in Fig. i. Each has a feedthrough, namely for the connection of the two halves of the high-voltage winding and the coupling windings. The active parts of the upper limb are on or fixed in the lid of the jar so that the implementation of this limb is directed downwards is and next to the upward (primary)

ίο Durchführung des in Kreuzringbauweise ausgeführten Stromwandlers verläuft. Diese beiden Durchführungen werden nun in der gleichen Art und Weise durch Elektrodenpaare potentialgesteuert, wie die beiden darunterliegenden Durchführungen (nach unten gerichtete — sekundäre — Durchführung des Stromwandlers und nach oben gerichtete Durchführung des unteren Spannungswandlergliedes), also ebenso wie die beiden Durchführungen der Abb. 1. Die auf den beiden sichίο Implementation of the cross-ring design Current transformer runs. These two implementations are now carried out in the same way and way, potential-controlled by pairs of electrodes, like the two bushings below (downward - secondary - implementation of the current transformer and upward directed implementation of the lower voltage converter element), so just like the two bushings a Fig. 1. The one on the two

ao durchsetzenden Isolierringwickeln des Stromwand- ' lers vorgesehenen leitenden Beläge werden mit der Verbindungsleitung der beiden Hochspannungswicklungsteile des Spannungswandlers verbunden, liegen also auf dem halben Hochspannungspotential. Im Interesse einer guten Raumausnutzung ordnet man die beiden Glieder des Spannungswandlers in dem Isoliermantelgefäß zweckmäßig so an, daß die beiden Durchführungen des Spannungswandlers übereinanderliegen, also die gleiche Mit- telachse aufweisen. Für 400 kV Betriebsspannung verwendet man entweder zwei übereinandergesetzte Einheiten von 220 kV der vorstehend erläuterten Bauart oder man verwendet eine Anordnung, wie sie vorstehend für eine Spannung von z. B. 220 kV beschrieben ist, verstärkt jedoch die Isolationen entsprechend der höheren Betriebsspannung von 400 kV.ao penetrating insulating ring windings of the Stromwand- 'lers provided conductive coverings are with the Connecting line of the two high-voltage winding parts of the voltage converter connected, are therefore at half the high voltage potential. In the interest of a good use of space one arranges the two elements of the voltage transformer in the insulating jacket appropriately so that the two bushings of the voltage transformer are on top of each other, i.e. the same have central axis. For an operating voltage of 400 kV, either two stacked one on top of the other are used Units of 220 kV of the type described above or an arrangement such as they above for a voltage of e.g. B. 220 kV is described, but strengthens the insulation corresponding to the higher operating voltage of 400 kV.

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Combined current and voltage converter in which the two are different from each other Bushings having internal potential are directed against one another and ■ Potential control via conductive coverings

+5 enable, characterized in that the

Surfaces of the insulated bushings are potential-controlled by electrodes attached to them, which are electrically conductively connected to one another in pairs, the capacitances (Ca and Cb) of the control electrodes, which are connected to a pair, are chosen to be so large for the interior of their bushings, taking into account the stray capacitances against the environment that the desired potential of the electrode pair is guaranteed by their capacity ratio.

2. Combined converter according to claim 1, characterized in that the capacitances (Ca and Cb) of the control electrodes connected to form a pair of the inner wall of the bushing in question according to the formula

Ca ~CbApprox ~ Cb

η + ι - k

are dimensioned in which η denotes the total number of electrode pairs and k denotes the respective ordinal number of an electrode pair.

3. Combined transducer according to claim 1, characterized in that the conductive inner wall each of the two passages is conical as seen from the associated transducer expanded, while the wall thickness of the insulation of the two bushings increases with Distance from the associated converter decreases.

4. Combined transducer according to claim 3, characterized in that each of the two Bushings consist of a hollow truncated cone made of sheet metal, the thin end of which is the facing active parts of the current or voltage transformer and on which the insulating material is applied with a layer thickness decreasing from the active current or voltage converter body to the bushing end.

5. Combined converter according to claim 1 to 4, characterized in that the for Potential control of the feedthroughs serving electrodes made of flexible 'tapes conductive material (preferably made of braided copper tubing), which around the implementation in question wrapped around each other at corresponding axial distances and with one for the isolation of two axially adjacent ones on the bushing Electrodes are provided with a sufficient insulating layer.

6. Combined converter according to claim 5, characterized in that the each to a pair of connected electrodes from a single, both feedthroughs in common looping and attached to these by means of a tensioning device endless consist of flexible tape and that both passages through the electrode pairs formed in this way are mechanically interlocked with each other.

7. Combined converter according to claim 6, characterized in that the with his active parts on a foundation mounted a converter, e.g. B. the voltage converter, via its upwardly directed implementation as well as the electrode pairs and the downward directed other implementation the active

. Parts of the second transducer, e.g. B. the current transformer, wearing.

For this purpose ι sheet of drawings