EP0236974B1 - Kombinierter Hochspannungsstrom- und -spannungswandler - Google Patents

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EP0236974B1
EP0236974B1 EP87103201A EP87103201A EP0236974B1 EP 0236974 B1 EP0236974 B1 EP 0236974B1 EP 87103201 A EP87103201 A EP 87103201A EP 87103201 A EP87103201 A EP 87103201A EP 0236974 B1 EP0236974 B1 EP 0236974B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
transformer
hood
combined
current transformer
voltage
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP87103201A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0236974A3 (en
EP0236974A2 (de
Inventor
Norbert Dipl.-Ing. Preissinger (Fh)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Trench Germany GmbH
Original Assignee
MWB Messwandler Bau AG
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Publication date
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Priority claimed from DE19863608388 external-priority patent/DE3608388A1/de
Priority claimed from DE19863608390 external-priority patent/DE3608390A1/de
Application filed by MWB Messwandler Bau AG filed Critical MWB Messwandler Bau AG
Priority to AT87103201T priority Critical patent/ATE76999T1/de
Publication of EP0236974A2 publication Critical patent/EP0236974A2/de
Publication of EP0236974A3 publication Critical patent/EP0236974A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0236974B1 publication Critical patent/EP0236974B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/20—Instruments transformers
    • H01F38/22—Instruments transformers for single phase ac
    • H01F38/34—Combined voltage and current transformers
    • H01F38/36—Constructions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F29/00—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00
    • H01F29/14—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with variable magnetic bias
    • H01F2029/143—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with variable magnetic bias with control winding for generating magnetic bias

Definitions

  • the present invention relates to a combined high-voltage current and voltage converter in head design according to the preamble of claim 1.
  • the feed-through conductor forming the primary conductor of the current transformer is arranged horizontally and is passed laterally through the hood forming the head of the current transformer.
  • at least one of the two bushings is designed to be electrically insulating.
  • the hood is usually divided lengthways, that is to say it has two shells (cf. DE-A-27 28 191).
  • Such a design of a hood thus has not only three openings, which must be tightly sealed during assembly for later filling with insulating liquid or with pressurized insulating gas, but also the longitudinal dividing line to be sealed.
  • the object of the present invention is to provide a combined high-voltage current and voltage converter at the beginning Form mentioned type so that a simple manufacture of the head housing and a good seal is made possible with the least possible sealable bushings within the head housing.
  • both the primary conductor of the current transformer and the secondary system of the current and active parts of the voltage transformer should be easy to install.
  • all lateral openings in the hood are eliminated.
  • the hood is completely relieved of the weight of the secondary system of the current transformer and only has to bear the lower weight of the voltage transformer.
  • the hood can therefore be made of much thinner material, possibly even in one piece using the deep-drawing process, and thus can be manufactured much more cheaply and easily.
  • all current transformer parts can also be preassembled on the end plate and the voltage transformer in the hood, and the units preassembled in this way can be placed on the insulating column (support) or on the end plate and fastened there.
  • a controlled foil feedthrough in the through opening of the secondary system can also be dispensed with. So you get by with a uniform insulating medium, especially with an inert insulating gas, such as sulfur hexafluoride, or insulating oil.
  • a head-mounted high-voltage current transformer in particular under the usual excess pressure of an inert insulating gas, such as sulfur hexafluoride, which essentially consists of a column made of insulating material (supports), such as porcelain, epoxy resin or a composite insulator made of a GRP tube with cast-on silicone fins , consists of a base part 3 supporting the insulating column 2 and the head part 4 containing the active parts of the current and voltage converter.
  • an outlet pipe 5 is arranged coaxially to the latter, in which the secondary outlet pipes 6 run and are guided to the secondary terminals in the foot part 3.
  • a potential control device in particular potential control winding, can be provided in a manner known per se.
  • an end plate 8 is insulated, ie oil or gas-tight. It has a collar 9 projecting downwards, which engages over the insulating column 2 from the outside.
  • An inner support edge 10 lies on the end face 11 of the insulating column 2 with the interposition of a seal 12.
  • the discharge pipe 5 is inserted in a secondary system 16, which preferably consists of a plurality of toroidal cores 13 with associated secondary windings and a cast resin sheathing 15 forming a ring 14.
  • the latter is exclusively attached to the end plate 8 by means of insulating supports 17. These supports 17 are advantageously arranged at an angle to the outside and are expediently attached centrally to the discharge pipe 5.
  • the primary conductor 18 is exclusively attached to the end plate 8. This is U-shaped, the base 19 of which passes through the ring 14 or the cores 13 at least approximately centrally, the one leg 20 being fastened in this by means of a connecting section 22 which is guided through the bore 100 of the end plate 8 so as to be insulating-tight.
  • An outer flange 23 attached to the leg 20 serves as a support. This leg can be contacted from the outside, ie from below the end plate 8.
  • the connecting section 22 is secured by an insulating sleeve 47 and an insulating ring 48, which may consist of one piece with the insulating sleeve 47, and is insulated and insulated.
  • the other leg 21 is attached from the inside by means of the outer flange 23 on the inside 101 of the end plate 8, in particular screwed on. There are no holes through to the outside, so that no seals are required.
  • the connection is made via an externally attached connection 106, so that the entire head 4 is at this potential connected there. It is therefore a non-switchable primary conductor 18.
  • the end plate 8 is designed such that it projects laterally on all sides of all active parts, that is to say the secondary system 16 and the primary conductor 18.
  • it has a tub or plate shape.
  • a hood 24 designed as a head housing is placed over these aforementioned parts from above.
  • a flange 27 is provided with which the hood 24 can be screwed tightly onto the end plate 8 by means of screw connections 28.
  • the hood 24 can consist of a tube section 29 and a hood-shaped or pot-shaped cover 30, which are sealed at the joint 31 in an insulating-tight manner, are soldered or welded or screwed, for example flanged, in the case of a metal design, and are, for example, in the case of a GRP (glass fiber reinforced plastic) design the joint 31 are overlapped.
  • the hood 24 can also consist of a single drawn or pressed part or molded part.
  • the secondary discharges are led out at the periphery 32 at a reinforced diversion point 33, into which the diversion pipe 5 is inserted.
  • the ring 14 is preferably metallized on the outside, for example with spray galvanizing. As usual, this metal covering is connected to earth potential.
  • At least three supports 17 are provided.
  • the supports 17 for the ring 14 can also be integrally formed on the ring 14, that is to say they can be cast in one piece from casting resin. But they can also be molded with suitable approaches or releasably connected to the ring 14.
  • the arrangement of an individual support 17 on the ring 14 can be such that a threaded part 43 designed as a threaded sleeve or threaded bolt is molded into the cast resin sheathing 15 and the supports 17 can be screwed to the latter by means of a counter-threaded part 44 molded therein (FIG. 2).
  • connection between the diversion point 33 and the diversion pipe 5 is designed mechanically as a longitudinally displaceable plug connection.
  • the upper end of the diversion tube 5 is coaxially surrounded and held resiliently in the manner of a sliding fit by one or more contact springs 45, for example as ring contact springs arranged in the ring around the diversion tube 5, preferably as a multiply slotted collar.
  • Each abutment 102 expediently has a support plate 103 for each support 17, the support surface 35 of which is preferably arranged perpendicular to the longitudinal axis L of the associated supports 17.
  • the support plates 103 are provided with a bore 104 through which a screw shaft 37 of a fastening screw 38 can be pushed through from below and is screwed to a threaded part of the support 17 designed as a threaded bushing 39.
  • the support plates 103 can be one leg of an angle rail, the other leg of which is attached to the end plate 8, for example by screws from the inside.
  • a support plate 103 is advantageously provided on each side of a prism 105, this prism 105 being integrally formed on or attached to the end plate 8.
  • This type of support attachment within the space of the hood 24 avoids that 8 holes have to be provided in the end plate and sealed in an insulating-tight manner.
  • a voltage converter 200 is provided over the secondary system 16 or over its cast resin sheathing 15. It is arranged within the one- or in particular two-part hood 24 and fastened in it to at least two fastening tabs 201 provided there or to a partial or an annular flange.
  • the cover 30 is preferably designed as a dome and connected to a lower cylindrical section, for example the pipe section 29, in an insulating-tight manner, in particular screwed.
  • a plug device 202 is attached at the bottom of the voltage converter 200, preferably screwed on or in particular molded onto the cast resin sheathing 203 of the high and low voltage windings 200.1, 200.2. This is preferably a multiple plug device for the secondary rejects of the voltage converter 200, so that a voltage converter 200 with a plurality of connections is thus provided.
  • a plug device counterpart 203 is rigidly fastened in the lower part of the hood 24 or the head 4, for example screwed to it.
  • the plug device counterpart 203 is attached to the secondary system 16 of the current transformer at the top, for example screwed on or molded on.
  • open outlet lines which are molded on the outside, in particular along the cast resin sheathing 15 or cheaper, or molded into it by means of cast resin, and are led into the discharge pipe 5. In the latter they are led to the clipboard in foot 3 of the converter.
  • the plug connection 202, 204 is designed such that the individual devices 202, 204 are axially displaceable relative to one another in the assembled state, but remain securely connected.
  • the arrangement can be such that the assembly of the plug device parts 202, 204 takes place directly and automatically or indirectly via intermediate connecting elements when the hood 24 is put on.
  • the division of the hood 24 is expediently arranged in an area 205 between the feedthrough conductor, that is to say the base 19 of the primary conductor 18 and the leg 206 of the magnetic core 207 passing through the windings 200.1 and 200.2 of the voltage converter 200.
  • this leg 206 is below and the non-winding Leg 208 arranged above.
  • the magnetic core 207 or 207.1 and the beginning of the internal high-voltage winding 200.1 are at high-voltage potential.
  • the dome 30 is adapted to the dimensions of the voltage converter 200 and it can usually be at least smaller in diameter around it than the remaining section of the hood 24. This possibility arises when the magnetic core 207 is designed as a frame core according to FIG. 4.
  • the magnetic core can advantageously be designed as a jacket core 207.1. This is preferably arranged in the horizontal plane. This results in a lower design and the diameter of the dome 30 must at least not be greater than that of the cylindrical section 29.
  • the magnetic core 207 or 207.1 is attached directly or indirectly to the transducer head 4 via angular or U-shaped sections 211.
  • the plug connection can be brought together in the direction of rotation without difficulty in an exact angular position, the plug devices 202 and 204 and / or on the hood 24 or on the dome 30 and on the end plate 8 or on the pipe section 29 and / or on the cast resin casings 15 and 203 coding elements 209 and counterparts 210, for example in the form of tongue and groove or pins 209.1 and bores 210.1 or the like. In this way, incorrect connection of the voltage converter 200 can be avoided in principle.
  • the primary conductor 18 of the current transformer 16, 18 can consist of two or more parts consist, for example, of an angle and one leg or of a base and two legs. At an angle, the one angle leg forms the base 19 to which the leg 20 or 21 is attached.
  • This type of design allows easy installation, especially with small core or ring inner diameters.
  • the legs 20, 21 are attached at an obtuse angle to a right angle at the ends of the rod-shaped base 19.
  • the legs 20, 21 can be designed as bolts.
  • the isolation of the leg or legs 20 and / or 21 is advantageously carried out via an insulating sleeve and a ring, which is preferably a flange of the insulating sleeve, which are attached tightly in the end plate 8, for example by pouring or by means of ring seals or the like.
  • the ring or flange is screwed tightly on the one hand to the outer flange 23 of the legs 20, 21 and on the other hand to the end plate 8.
  • the primary conductor 18 is designed as a coaxial double conductor in which two U-shaped conductors which are insulated from one another are provided.
  • One preferably consists of an outer conductor 50 and the other of an inner conductor 51. These are separated and fixed in position by suitable insulation paths which are at least partially separated from one another by a solid dielectric 52, such as cast resin.
  • the dielectric 52 is provided at least in the region of the connection sections 22 and thus seals at the same time.
  • the outer conductor 50 of one leg 20 is arranged insulated from the end plate 8 by an insulating bush and the outer conductor 50 of the other leg 21 is conductively connected to the end plate 8, for example directly attached therein without insulation.
  • the outer conductors 50 of the legs 20, 21 have an outer flange 23.
  • the inner conductors 51 of the legs 20, 21 are guided to the outside in an insulated manner, and connection contacts 53, for example by means of a clamp 54, can be pivoted accordingly. The same can be provided on the insulated outer conductor 50 of the leg 20.
  • This configuration of the primary conductor 18 as a double conductor makes it possible to use the two conductors separately or to connect them in series or in parallel. It is therefore possible to switch over in a ratio of 1: 2 or, in the case of parallel connection, the primary conductor can be used for a higher current load.
  • each of the two coaxial conductors can also carry a separate measuring current.
  • the parallel connection takes place by interconnecting the inner conductor 50 and the outer conductor 51 of the leg 20 and the leg 21.
  • connection contacts 53 to the left outer conductor 50, by electrically connecting the outer flange 23 to the electrically conductive end plate 8, by a further electrical connection of the end plate 8 via a further connection contact 53 to the left inner conductor 51, with the right one Connection section 22 is further contacted with the right terminal contact 53.
  • Clamp clamps 54 can also be used to connect the base 19 of the primary conductor 18 to the legs 20, 21. These can be made from the tubular or solid material of the legs 20, 21 or from the base 19, both in the outer conductors 50 and in the Inner conductors 51, be made. This can be done by appropriate shaping and / or machining. The conductor part 55 to be clamped can be reduced in diameter.
  • the outer conductor 50 of the legs 20, 21 has a bore in the area 56 of the inner conductor 51 of the base 19.
  • connection of the outer conductors 50 from the base 19 to the legs 20, 21 takes place in each case via a flange 59 which is attached to the ends 19 of the outer conductor 50 on the base 19 and with which the ends 60 of the outer conductors 50 of the legs protrude somewhat inside the head housing 24 20, 21 are screwed.
  • Shields 212 are advantageously attached to all inner surfaces of the jacket core 207. These can also form a common framework. They are advantageously rounded at the end 213 which points downward to the ring 14 of the current transformer 16, 18, and are rounded downwards.
  • the sheath core 207 in the direction of the feed-through conductor 19 of the current transformer primary conductor 18.
  • the feed-through conductor 19 can penetrate the entire head 4 horizontally, protruding from the hood 24 on both sides and being electrically insulated from it at least on one side. But it can also have the U-shape described. If necessary, it can also consist of two parallel strands, so that it can be switched. One of the two strands is then attached to each leg in an electrically insulated manner from the end plate.
  • the use of the current transformer part with a switchable primary winding of the combined transformer according to the invention is particularly advantageous if the voltage transformer part is disconnected via the plug device 202, 204 and this transformer is then operated as a pure current transformer.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen kombinierten Hochspannungsstrom- und -spannungswandler in Kopfbauweise gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Bei vorbekannten Stromwandlern ist es grundsätzlich bekannt, daß der den Primärleiter des Stromwandlers bildende Durchführungsleiter waagrecht angeordnet und durch die den Kopf des Stromwandlers bildende Haube seitlich hindurchgeleitet ist. Hierbei ist wenigstens eine der beiden Durchführungen elektrischisolierend ausgebildet. Bei Hochspannungsstromwandlern dieser Art ist dabei die Haube üblicherweise längsgeteilt, also zweischalig ausgebildet (vgl. DE-A-27 28 191).
  • Eine derartige Ausführung einer Kopfhaube besitzt also nicht nur drei Öffnungen, die bei der Montage zwecks späterer Füllung mit Isolierflüssigkeit oder mit unter Druck stehendem Isoliergas dicht verschlossen sein müssen, sondern darüber hinaus noch die abzudichtende Längstrennlinie.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen kombinierten Hochspannungsstrom- und -spannungswandler der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß eine einfache Herstellung des Kopfgehäuses und eine gute Abdichtung mit möglichst wenig abzudichtenden Durchführungen innerhalb des Kopfgehäuses ermöglicht wird. Gleichzeitig sollen sowohl der Primärleiter des Stromwandlers als auch das Sekundärsystem des Strom- und die Aktivteile des Spannungswandlers einfach montierbar sein.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines kombinierten Wandlers in Kopfbauweise entfallen sämtliche seitlichen Öffnungen in der Kopfhaube. Die Kopfhaube ist vom Gewicht des Sekundärsystems des Stromwandlers vollkommen entlastet und muß nur das geringere Gewicht des Spannungswandlers tragen. Es kann daher die Kopfhaube aus wesentlich dünnerem Material, gegebenenfalls sogar einteilig im Tiefziehverfahren, und damit wesentlich kostengünstiger und leichter hergestellt werden. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung können außerdem alle Stromwandlerteile auf der Abschlußplatte und der Spannungswandler in der Haube vormontiert werden und die so vormontierten Einheiten auf die Isoliersäule (Stützer) bzw. auf die Abschlußplatte aufgesetzt und dort befestigt werden. Auch kann eine gesteuerte Foliendurchführung in der Durchgangsöffnung des Sekundärsystems, wie sie häufig üblich ist, entfallen. Man kommt also mit einem einheitlichen Isoliermedium, insbesondere mit inertem Isoliergas, wie Schwefelhexafluorid, oder auch Isolieröl, aus.
  • Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und werden nachfolgend anhand von in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
  • Dabei zeigen:
    • Fig. 1
    einen kombinierten Hochspannungsstrom- und -spannungswandler gemäß der Erfindung von der Seite im Längsschnitt,
    Fig. 2
    den kombinierten Wandler gemäß Figur 1 in einer um die Längsachse um 90o gedrehten Ansicht im Schnitt,
    Fig. 3
    eine Ansicht der Haube gemäß dem Schnitt A-B der Fig. 1,
    Fig. 4
    einen oberen Haubenabschnitt mit einem Spannungswandler mit Mantelkern,
    Fig. 5
    den Stromwandlerteil des kombinierten Wandlers mit einer umschaltbaren Primärwicklung,
    Fig. 6
    einen Längsschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform eines kombinierten Wandlers gemäß der Erfindung und
    Fig. 7
    eine Draufsicht auf den Wandler gemäß Fig. 6 in der Schnittebene A-B der Figur 6 gesehen.
  • Mit 1 ist ein insbesondere unter dem üblichen Überdruck eines inerten Isoliergases, wie Schwefelhexafluorid, stehender Hochspannungsstromwandler in Kopfbauweise bezeichnet, der im wesentlichen aus einer Säule aus Isoliermaterial (Stützer), wie Porzellan, Epoxydharz oder aus einem Verbundisolator aus einem GFK-Rohr mit angegossenen Silikonrippen, aus einem die Isoliersäule 2 tragenden Fußteil 3 und die Aktivteile des Strom- und Spannungswandlers enthaltenden Kopfteil 4 besteht. In der Säule 2 aus Isoliermaterial ist ein Ausleitungsrohr 5 koaxial zu dieser angeordnet, in dem die Sekundärausleitungen 6 verlaufen und zu den Sekundärklemmen im Fußteil 3 geführt sind. Zwischen dem Ausleitungsrohr 5 und der Säule 2 kann in an sich bekannter Weise eine Potentialsteuereinrichtung, insbesondere Potentialsteuerwicklung, vorgesehen sein.
  • Am oberen Ende 7 der Isoliersäule 2 ist eine Abschlußplatte 8 isoliermitteldicht, also öl- oder gasdicht, befestigt. Sie besitzt einen nach unten ragenden Kragen 9, der die Isoliersäule 2 von außen übergreift. Ein innerer Auflagerand 10 liegt auf der Stirnfläche 11 der Isoliersäule 2 unter Zwischenlage einer Dichtung 12 auf.
  • Das Ausleitungsrohr 5 steckt in einem vorzugsweise aus mehreren Ringkernen 13 mit zugehörigen Sekundärwicklungen und einer einen Ring 14 bildenden Gießharzumhüllung 15 bestehenden Sekundärsystem 16. Letzteres ist über isolierende Stützer 17 ausschließlich auf der Abschlußplatte 8 befestigt. Diese Stützer 17 sind vorteilhaft schräg nach außen verlaufend angeordnet und zweckmäßig zentrisch zum Ausleitungsrohr 5 angebracht. Außerdem ist auf der Abschlußplatte 8 der Primärleiter 18 ausschließlich befestigt. Dieser ist U-förmig ausgebildet, wobei dessen Basis 19 den Ring 14 bzw. den ober die Kerne 13 zumindest annähernd zentrisch durchsetzt, wobei der eine Schenke, 20 mittels eines durch die Bohrung 100 der Abschlußplatte 8 isoliermitteldicht hindurchgeführten Anschlußabschnittes 22 in dieser befestigt ist. Als Auflager dient dabei ein an dem Schenkel 20 angebrachter Außenflansch 23. Dieser Schenkel ist von außen, d.h. von unterhalb der Abschlußplatte 8 her, kontaktierbar. Der Anschlußabschnitt 22 ist dabei durch eine Isolierbuchse 47 und einen isolierenden Ring 48, der mit der Isolierbuchse 47 aus einem Stück bestehen kann, isoliermitteldicht und isoliert befestigt. Der andere Schenkel 21 ist von innen mittels des Außenflansches 23 auf der Innenseite 101 der Abschlußplatte 8 befestigt, insbesondere aufgeschraubt. Dabei sind keine nach außen durchgehenden Bohrungen vorgesehen, so daß keine Dichtungen erforderlich sind. Der Anschluß erfolgt über einen außen angebrachten Anschluß 106, so daß der ganze Kopf 4 auf diesem dort angeschlossenen Potential liegt. Es handelt sich also hierbei um einen nicht umschaltbaren Primärleiter 18.
  • Die Abschlußplatte 8 ist so ausgebildet, daß sie alle aktiven Teile, also das Sekundärsystem 16 und den Primärleiter 18 allseitig seitlich überragt. Beispielsweise besitzt sie Wannen- oder Tellerform. Über diese vorgenannten Teile ist von oben eine als Kopfgehäuse ausgebildete Haube 24 gestülpt. An dem die Haubenöffnung 25 begrenzenden Rand 26 ist ein Flansch 27 vorgesehen, mit dem die Haube 24 auf die Abschlußplatte 8 über Schraubenverbindungen 28 dicht aufgeschraubt werden kann. Die Haube 24 kann aus einem Rohrabschnitt 29 und aus einem hauben- oder topfförmigen Deckel 30 bestehen, die an der Stoßstelle 31 isoliermitteldicht verschlossen, bei Metallausführung verlötet oder verschweißt oder verschraubt, beispielsweise angeflanscht, sind und beispielsweise bei GFK-Ausführung (glasfaserverstärkter Kunststoff) an der Stoßstelle 31 überlappt sind. Die Haube 24 kann auch aus einem einzigen Zieh- oder Preßteil oder Formteil bestehen.
  • Am Ring 14 des Sekundärsystems 16 sind am Umfang 32 unten die Sekundärausleitungen an einer verstärkten Ausleitungsstelle 33 herausgeführt, in die das Ausleitungsrohr 5 eingeführt ist. Der Ring 14 ist vorzugsweise außen metallisiert, beispielsweise mit einer Spritzverzinkung. Dieser Metallbelag wird - wie üblich - auf Erdpotential gelegt.
  • Es sind wenigstens drei Stützer 17 vorgesehen. Die Stützer 17 für den Ring 14 können am Ring 14 selbst mit angeformt, also aus Gießharz in einem Stück gegossen sein. Sie können aber auch mit geeigneten Ansätzen eingeformt oder mit dem Ring 14 lösbar verbunden sein.
  • Die Anordnung eines Einzelstützers 17 am Ring 14 kann so erfolgen, daß in die Gießharzumhüllung 15 je ein als Gewindehülse oder Gewindebolzen ausgebildetes Gewindeteil 43 eingeformt ist und die Stützer 17 mittels eines in diesen eingeformten Gegengewindeteils 44 mit diesem verschraubbar sind (Fig. 2).
  • Um beim Betrieb eine bei Temperaturänderungen mögliche unterschiedliche Längenausdehnung der Isoliersäule 2 und des Ausleitungsrohres 5 auszugleichen und auch um die Montage des Sekundärsystems 16 auf dem Ausleitungsrohr 5 zu vereinfachen, ist die Verbindung zwischen der Ausleitungsstelle 33 und dem Ausleitungsrohr 5 mechanisch als längsverschiebbare Steckverbindung ausgebildet. Das obere Ende des Ausleitungsrohres 5 ist dabei nach Art eines Gleitsitzes von einer oder mehreren Kontaktfedern 45, beispielsweise als im Ring um das Ausleitungsrohr 5 angeordnete Ringkontaktfedern, vorzugsweise als mehrfach geschlitzter Kragen, koaxial umgeben und federnd gehalten.
  • An der Abschlußplatte 8 sind auf deren Innenseite 101 Widerlager 102 angeformt oder befestigt, insbesondere angeschraubt. Jedes Widerlager 102 weist zweckmäßig je Stütze 17 eine Auflageplatte 103 auf, deren Auflagefläche 35 vorzugsweise senkrecht zur Längsachse L der zugeordneten Stützer 17 angeordnet sind. Die Auflageplatten 103 sind mit einer Bohrung 104 versehen, durch die hindurch von unten ein Schraubenschaft 37 einer Befestigungsschraube 38 hindurchgesteckt werden kann und mit einem als Gewindebuchse 39 ausgebildeten Gewindeteil des Stützers 17 verschraubt ist.
  • Die Auflagenplatten 103 können der eine Schenkel einer Winkelschiene sein, deren anderer Schenkel auf der Abschlußplatte 8, beispielsweise durch Schrauben von innen befestigt ist.
  • Vorteilhaft ist je eine Auflageplatte 103 auf jeder Seite eines Prismas 105 vorgesehen, wobei dieses Prisma 105 an der Abschlußplatte 8 angeformt oder an dieser befestigt ist.
  • Durch diese Art der Stützerbefestigung innerhalb des Raumes der Haube 24 wird vermieden, daß in der Abschlußplatte 8 Bohrungen vorgesehen und isoliermitteldicht verschlossen werden müssen.
  • Über dem Sekundärsystem 16 bzw. über dessen Gießharzumhüllung 15 ist ein Spannungswandler 200 vorgesehen. Er ist innerhalb der ein- oder insbesondere zweiteiligen Haube 24 angeordnet und in diesem an wenigstens zwei dort vorgesehenen Befestigungslaschen 201 oder an einem Teil- oder an einem Ringflansch befestigt. Vorzugsweise ist der Deckel 30 als Dom ausgebildet und mit einem unteren zylindrischen Abschnitt, beispielsweise dem Rohrabschnitt 29, isoliermitteldicht verbunden, insbesondere verschraubt. Um eine einfache Montage des erfindungsgemäßen kombinierten Wandlers zu ermöglichen, ist unten am Spannungswandler 200 eine Steckvorrichtung 202 angebracht, vorzugsweise angeschraubt oder insbesondere an die Gießharzumhüllung 203 der Hoch- und Niederspannungswicklungen 200.1, 200.2 angeformt. Vorzugsweise ist dies eine Vielfachsteckvorrichtung für die Sekundärausleitungen des Spannungswandlers 200, so daß damit ein Spannungswandler 200 mit mehreren Anschlüssen vorgesehen ist.
  • Oberhalb des Stromwandlers, also oberhalb seines Sekundärsystems 16 bzw. der Gießharzumhüllung 15, ist ein Steckvorrichtungsgegenstück 203 im unteren Teil der Haube 24 bzw. des Kopfes 4 starr befestigt, beispielsweise mit diesem verschraubt. Vorzugsweise ist das Steckvorrichtungsgegenstück 203 am Sekundärsystem 16 des Stromwandlers oben angebracht, beispielsweise engeschraubt oder mit angeformt. In dieses Steckvorrichtungsgegenstück 203 münden Auslaßleitungen, die außen, insbesondere entlang der Gießharzumhüllung 15 oder günstiger an diese mittels Gießharz angeformt oder in diese eingeformt sind und in das Ausleitungsrohr 5 weitergeführt sind. Im letzteren werden sie zum Klemmbrett im Fuß 3 des Wandlers geführt. Um temperatur- und/oder druckbedingte Längenänderungen der Haube 24 oder dgl. auszugleichen, ist die Steckverbindung 202, 204 so ausgebildet, daß die Einzelvorrichtungen 202, 204 in zusammengebautem Zustand axial gegeneinander verschiebbar sind, jedoch kontaktsicher verbunden bleiben.
  • Hierbei kann die Anordnung so getroffen sein, daß das Zusammensetzen der Steckvorrichtungsteile 202, 204 beim Aufsetzen der Haube 24 unmittelbar und selbsttätig oder mittelbar über Zwischenverbindungselemente erfolgt.
  • Günstigerweise ist die Teilung der Haube 24 in einem Bereich 205 zwischen dem Durchführungsleiter, also hier der Basis 19 des Primärleiters 18 und dem die Wicklungen 200.1 und 200.2 des Spannungswandlers 200 durchsetzenden Schenkel 206 des Magnetkerns 207 angebracht. Insbesondere ist dieser Schenkel 206 unten und der wicklungsfreie Schenkel 208 oben angeordnet. Der Magnetkern 207 bzw. 207.1 und der Anfang der innen liegenden Hochspannungswicklung 200.1 liegen auf Hochspannungspotential.
  • Vorzugsweise ist der Dom 30 den Abmessungen des Spannungswandlers 200 angepaßt und er kann üblicherweise wenigstens um diesen herum im Durchmesser kleiner sein als der übrige Abschnitt der Haube 24. Diese Möglichekit ergibt sich bei Ausführung des Magnetkernes 207 als Rahmenkern gemäß Fig. 4.
  • Vorteilhaft kann der Magnetkern als Mantelkern 207.1 ausgebildet sein. Dieser ist vorzugsweise in horizontaler Ebene angeordnet. Dadurch ergibt sich u.a. eine niedrigere Bauweise und der Durchmesser des Doms 30 muß dabei zumindest nicht größer sein als der des zylindrischen Abschnittes 29. Die Befestigung des Magnetkernes 207 bzw. 207.1erfolgt unmittelbar oder über Winkel- oder U-förmige Abschnitte 211 mittelbar am Wandlerkopf 4.
  • Damit beim Aufsetzen der Haube 24 bzw. des Spannungswandlers 200 die Steckverbindung in Drehrichtung ohne Mühe in genauer Winkellage aufeinandergebracht werden kann, sind an den Steckvorrichtungen 202 und 204 und/oder an der Haube 24 bzw. an dem Dom 30 und an der Abschlußplatte 8 bzw. an dem Rohrabschnitt 29 und/oder an den Gießharzumhüllungen 15 und 203 Codierelemente 209 und Gegenstücke 210, beispielsweise in Form von Nut und Federn oder Stiften 209.1 und Bohrungen 210.1 oder dgl. angebracht. Hierdurch läßt sich ein Fehlanschluß des Spannungswandlers 200 grundsätzlich vermeiden.
  • Gemäß einer weiteren, in Figur 5 dargestellten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Primärleiter 18 des Stromwandlers 16, 18 aus zwei oder mehr Teilen bestehen, beispielsweise aus einem Winkel und aus einem Schenkel oder aus einer Basis und aus zwei Schenkeln. Bei einem Winkel bildet der eine Winkelschenkel die Basis 19, an die der Schenkel 20 bzw. 21 angebracht wird. Diese Art der Ausführung gestattet einen leichten Einbau, insbesondere bei kleinen Kern- oder Ringinnendurchmessern. Bei dreiteiliger Ausführung sind die Schenkel 20, 21 stumpfwinklig bis rechtwinklig an den Enden der stabförmigen Basis 19 befestigt. Die Schenkel 20, 21 können dabei als Bolzen ausgebildet sein. Die Isolierung des oder der Schenkel 20 und/oder 21 erfolgt mit Vorteil über eine Isolierbuchse und über einen Ring, der vorzugsweise ein Flansch der Isolierbuchse ist, die dicht in der Abschlußplatte 8 angebracht sind, beispielsweise durch Eingießen oder mittels Ringdichtungen oder dergleichen. Der Ring oder Flansch wird einerseits mit dem Außenflansch 23 der Schenkel 20, 21 und andererseits mit der Abschlußplatte 8 dicht verschraubt.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Stromwandlerteils der Erfindung besteht darin, daß der Primärleiter 18 als koaxialer Doppelleiter ausgebildet ist, in dem zwei voneinander isolierte U-förmige Leiter vorgesehen sind. Dabei besteht vorzugsweise der eine aus einem Außenleiter 50 und der andere aus einem Innenleiter 51. Diese sind durch geeignete Isolationsstrecken, die wenigstens zum Teil durch ein feste Dielektrikum 52, wie Gießharz, voneinander getrennt und lagefixiert sind. Das Dielektrikum 52 ist zumindest im Bereich der Anschlußabschnitte 22 vorgesehen und dichtet so gleichzeitig ab. Dabei ist der Außenleiter 50 des einen Schenkel 20 durch eine Isolierbuchse von der Abschlußplatte 8 isoliert angeordnet und der Außenleiter 50 des anderen Schenkels 21 ist mit der Abschlußplatte 8 leitend verbunden, beispielsweise direkt darin ohne Isolierung befestigt.
  • Hierbei besitzen natürlich die Außenleiter 50 der Schenkel 20, 21 einen Außenflansch 23. Die Innenleiter 51 der Schenkel 20, 21 sind isoliert nach außen geführt und an ihnen können Anschlußkontakte 53, beispielsweise mittels einer Klemmschelle 54, entsprechend schwenkbar angebracht sein. Das gleiche kann am isolierten Außenleiter 50 des Schenkels 20 vorgesehen sein.
  • Durch diese Ausgestaltung des Primärleiters 18 als Doppelleiter ist es möglich, die beiden Leiter getrennt zu verwenden oder hintereinander oder parallel zu schalten. Es ist daher eine Umschaltung im Verhältnis 1:2 möglich oder bei Parallelschaltung ist der Primärleiter für eine höhere Strombelastung verwendbar. Als Einzelleiter kann jeder der beiden Koaxialleiter auch einen gesonderten Meßstrom führen.
  • Die Parallelschaltung geschieht durch Zusammenschaltung der Innenleiter 50 und der Außenleiter 51 des Schenkels 20 und des Schenkels 21.
  • Die Reihenschaltung erfolgt durch Anlegen der Anschlußkontakte 53 an den linken Außenleiter 50, durch elektrische Verbindung des Außenflansches 23 mit der elektrisch leitenden Abschlußplatte 8, durch eine weitere elektrische Verbindung der Abschlußplatte 8 über einen weiteren Anschlußkontakt 53 mit dem linken Innenleiter 51, wobei an dem rechten Anschlußabschnitt 22 eine weitere Kontaktierung mit dem rechten Anschlußkontakt 53 erfolgt.
  • Zur Verbindung der Basis 19 des Primärleiters 18 mit den Schenkels 20, 21 können auch Klemmschellen 54 verwendet werden. Dabei können diese aus dem Rohr- oder Vollmaterial der Schenkel 20, 21 oder aus der Basis 19, und zwar sowohl bei den Außenleitern 50 als auch bei den Innenleitern 51, hergestellt sein. Dies kann durch entsprechende Formgebung und/oder spanende Bearbeitung erfolgen. Dabei kann der einzuklemmende Leiterteil 55 im Durchmesser reduziert sein.
  • Zur einfachen Montage besitzt der Außenleiter 50 der Schenkel 20, 21 im Bereich 56 des Innenleiters 51 der Basis 19 eine Bohrung.
  • Die Verbindung der Außenleiter 50 von der Basis 19 zu den Schenkeln 20, 21 erfolgt über je einen an den Enden 58 des Außenleiters 50 an der Basis 19 angebrachten Flansch 59, mit dem die innerhalb des Kopfgehäuses 24 etwas vorstehenden Enden 60 der Außenleiter 50 der Schenkel 20, 21 verschraubt sind.
  • Günstigerweise sind an allen Innenflächen des Mantelkerns 207 Abschirmungen 212 angebracht. Diese können auch einen gemeinsamen Rahmen bilden. Sie sind vorteilhaft am nach unten zu dem Ring 14 des Stromwandlers 16, 18 weisenden Ende 213 nach unten auswärts verrundet bzw. ballig ausgebildet.
  • Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, den Mantelkern 207 in Richtung des Durchführungsleiters 19 des Stromwandlerprimärleiters 18 anzuordnen. Der Durchführungsleiter 19 kann den gesamten Kopf 4 waagrecht durchsetzen, wobei er beidseitig aus der Haube 24 herausragt und wenigstens auf einer Seite elektrisch von dieser isoliert ist. Er kann aber auch die beschriebene U-Form aufweisen. Gegebenenfalls kann er auch aus zwei parallelen Strängen bestehen, so daß er umschaltbar ist. Einer der beiden Stränge ist dann an jedem Schenkel von der Abschlußplatte elektrisch isoliert angebracht.
  • Die Verwendung des Stromwandlerteils mit umschaltbarer Primärwicklung des erfindungsgemäßen kombinierten Wandlers ist insbesondere dann von Vorteil, falls der Spannungswandlerteil über die Steckvorrichtung 202, 204 abgekoppelt ist und dieser Wandler dann als reiner Stromwandler betrieben wird.

Claims (24)

  1. Kombinierter Hochspannungsstrom- und -spannungswandler in Kopfbauweise mit einer das Kopfgehäuse (4) tragenden Säule (2) aus Isoliermaterial wobei im Kopfgehäuse (4) die Aktivteile des Stromwandlers (16, 18) und über diesen die Aktivteile des Spannungswandlers (200) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärleiter (18) des Stromwandlers (16, 18) U-förmig ausgebildet ist, dessen Basis (19) den Ring (14) des Sekundärsystems (16) des Stromwandlers (16, 18) wenigstens annähernd zentrisch durchsetzt und dessen beide Schenkel (20, 21) nach unten ragen und ausschließlich auf der Abschlußplatte (8) des aus der Abschlußplatte (8) und des auf dieser befestigten Haube (24) bestehenden Kopfgehäuses (4) von innen befestigt sind, wobei zumindest der eine Schenkel (20) von der metallischen Abschlußplatte (8) elektrisch isoliert und durch diese hindurch von außen und unten kontaktierbar ist, und daß der Ring (14) des Sekundärsystems (16) des Stromwandlers (16, 18) über Stützer (17) ebenfalls ausschließlich auf der Abschlußplatte (8) befestigt ist.
  2. Kombinierter Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärleiter (18) des Stromwandlers (16, 18) aus wenigstens zwei voneinander isolierten parallelen Strängen besteht, wobei nur einer dieser Stränge einseitig mit der Abschlußplatte (8) kontaktiert ist.
  3. Kombinierter Wandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (14) des Sekundärsystems (16) des Stromwandlers (16, 18) innen im Kopfgehäuse (4) auf Befestigungselementen (102) befestigt ist.
  4. Kombinierter Wandler nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (24) innen Befestigungslaschen (201), einen Innenflansch oder Teile eines Innenflansches aufweist, an denen bzw. an dem der Spannungswandler (200) befestigt ist, daß der Spannungswandler (200) unten, also im Bereich des Stromwandlers (16, 18) eine Steckvorrichtung (202), insbesondere eine Vielfachsteckvorrichtung, aufweist, an die seine Sekundärausleitungen angeschlossen sind, daß ein Steckvorrichtungsgegenstück (204) im oberen Teil bzw. oberhalb des Stromwandlers (16, 18) angeordnet ist, und daß das Zusammenstecken der Steckvorrichtungsteile (202, 204) beim Aufsetzen der Haube (24) selbsttätig erfolgt.
  5. Kombinierter Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steckvorrichtungsgegenstück (204) oben auf dem Stromwandler (16, 18) befestigt ist.
  6. Kombinierter Wandler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Sekundärsystem (16) des Stromwandlers (16, 18) eine Gießharzumhüllung (15) aufweist, und daß das Steckvorrichtungsgegenstück (204) an dieser befestigt ist oder mit dieser eine bauliche Einheit bildet.
  7. Kombinierter Wandler nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckverbindung (202, 204) ein Axialspiel aufweist, um temperaturbedingte und/oder druckbedingte axiale Längenänderungen auszugleichen.
  8. Kombinierter Wandler nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausleitungen vom Steckvorrichtungsgegenstück (204) entlang der Gießharzumhüllung (15) des Stromwandlers (16, 18) nach unten zum Ausleitungsrohr (5) geführt sind.
  9. Kombinierter Wandler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausleitungen in die Gießharzumhüllung (15) des Sekundärsystems (16) des Stromwandlers (16, 18) eingeformt sind.
  10. Kombinierter Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckvorrichtung (202) unten am Gießharzkörper (203) des Spannungswandlers (200) angebracht oder angeformt ist.
  11. Kombinierter Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (24) zweigeteilt ist und aus einem auf die Abschlußplatte (8) isoliermitteldicht befestigbaren zylindrischen Abschnitt (29) und aus einem auf diesen aufsetzbaren und an diesem befestigbaren Dom (30) besteht.
  12. Kombinierter Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (24) im Bereich (205) zwischen dem Durchführungsleiter (19) des Stromwandlers (16, 18) und dem die Wicklungen (200.1, 200.2) des Spannungswandlers (200) durchsetzenden Magnetkernschenkel (207) geteilt ist.
  13. Kombinierter Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (24) im Bereich (205) zwischen der Durchführung (19) des Primärleiters (18) des Stromwandlers (16, 18) und dem die Wicklungen (200.1, 200.2) des Spannungswandlers (200) durchsetzenden Schenkel (206) des Mantelkerns (207) unterteilt ist und daß an der Trennstelle (31) die beiden Teile (29, 30) der Haube (24) isoliermitteldicht miteinander verbunden sind.
  14. Kombinierter Wandler nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromwandler im zylindrischen Abschnitt (29) der Haube (24) und der Spannungswandler (200) im Dom (30) der Haube (24) untergebracht ist.
  15. Kombinierter Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (24) mit der Abschlußplatte (8) und/oder die Steckverbindung (202, 204) und/oder die Gießharzumhüllungen (15, 203) in Aufsteckrichtung gegen unbeabsichtigte Winkelversetzung schützende Codierelemente (209.1, 210.1) aufweisen.
  16. Kombinierter Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Dom (30) ganz oder in einem oberen Teil im Durchmesser kleiner ist als der zylindrische Abschnitt (29) der Haube (24).
  17. Kombinierter Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis (19) des Primärleiters (18) des Stromwandlers (16, 18) den oder die senkrecht angeordneten Ringkern(e) (13) waagrecht durchsetzt.
  18. Kombinierter Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (207) des Spannungswandlers (200) als Mantelkern (207.1) ausgebildet ist.
  19. Kombinierter Wandler nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantelkern (207.1) in horizontaler Ebene verlaufend angeordnet ist.
  20. Kombinierter Wandler nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsrichtung des Mantelkerns (207.1) in Richtung des Durchführungsleiters (19) des Primärleiters (18) des Stromwandlers (16, 18) angeordnet ist.
  21. Kombinierter Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (207; 207.1) des Spannungswandlers (200) mit der Haube (24) elektrisch leitend verbunden ist.
  22. Kombinierter Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß auf allen Innenflächen des Kerns (207; 207.1) Abschirmungen (212) angebracht sind.
  23. Kombinierter Wandler nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmungen (212) am zum Stromwandler (16, 18) hinweisenden Ende (213) nach unten auswärts ballig ausgebildet sind.
  24. Kombinierter Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (24) und der Magnetkern (207; 207.1) des Spannungswandlers (200) auf Hochspannungspotential liegen und daß der innere Anfang der innen angeordneten Hochspannungswicklung (200.1) am Hochspannungspotential angeschlossen ist.
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