EP1417689B1 - Hochspannungsdurchführung - Google Patents

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EP1417689B1
EP1417689B1 EP02742635A EP02742635A EP1417689B1 EP 1417689 B1 EP1417689 B1 EP 1417689B1 EP 02742635 A EP02742635 A EP 02742635A EP 02742635 A EP02742635 A EP 02742635A EP 1417689 B1 EP1417689 B1 EP 1417689B1
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EP
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bushing
foot
support body
insulating body
voltage
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ABB Schweiz AG
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B17/00Insulators or insulating bodies characterised by their form
    • H01B17/26Lead-in insulators; Lead-through insulators
    • H01B17/28Capacitor type

Definitions

  • a high-voltage bushing is assumed to comprise a cylindrically symmetrical support body which can be subjected to high voltage, a feedthrough foot that can be grounded, a field-controlling insulating body held on the support body, which is held on the bushing foot, and an integrally formed on the insulating outdoor insulation.
  • a high-voltage-carrying conductor is guided through a feasible to ground housing wall from the interior of an apparatus, such as a transformer or a switch to open air.
  • the invention relates to a high voltage feedthrough, as shown for example in Fig.4 of US 4,123,618 A is described.
  • the described implementation is designed in the manner of a column and contains a bushing foot designed as a mounting flange 25, which can comprise an opening of a grounded housing of an electrical apparatus, in particular a transformer or a high-voltage switch, and can be fastened to the housing.
  • the mounting flange 25 is held on a field-controlling, cylindrically symmetrical insulating body 55.
  • the insulating body 55 is formed as a capacitor bushing and is in turn mounted on the lateral surface of a longitudinal axis of the column and extendable to high voltage potential conductor 23, which serves as a power connection of the implementation.
  • the field-controlling insulating body is molded gap-free of an outdoor insulation 57 on the basis of an elastic weather-resistant material.
  • Side is the open air insulation of the lateral surface of the field-controlling insulating body 55 formed on an adjoining end face on the current conductor 23, so that the field-controlling insulating body 55 is completely enveloped by the outdoor insulation.
  • the invention solves the problem of specifying a high-voltage bushing of the type mentioned, which is characterized by simple construction and high reliability.
  • annular portion of the lateral surface of the support body is formed as a sealing surface and is formed in a subsequent to the sealing surface further annular portion of the lateral surface guided in the circumferential direction and filled with material of the outdoor insulation ring groove.
  • the sealing surface is used in the manufacture of the inventive high voltage feedthrough supporting a sealing ring of a mold.
  • the outdoor insulation can be poured in the production of high voltage feedthrough in a simple manner to the outer surface of the support body.
  • edge of the outdoor insulation is then particularly well set and secured against damage when the annular groove is filled on its side facing away from theêtsfuss side only to the edge of the edge with material of the outdoor insulation, so that the lateral surface thus formed and the subsequent, formed as a sealing surface formed first portion of the lateral surface of the support body steplessly into one another.
  • the high-voltage feedthrough shown is designed in the manner of a column and includes a cylindrical supporting body 2 which is cylindrically symmetrical and can be acted upon with high voltage, a metal feed-through foot 3 which can be guided to earth potential, and a support 4 supported on the feed-through body 2 with a shoulder 4.
  • an outdoor insulation 7 is applied, which is formed on its side facing away fromêtsfuss 3 end face of the lateral surface 6 via an adjoining end face 8 of the field-controlling insulating on the support body 2.
  • the support body 2 may be formed as a tube or as a solid bolt. In his training as a pipe, he not only carries the insulating body 5, but also serves to accommodate a high-voltage cable end, which is electrically conductively secured by a cable bolt at the upper end of the support body. If the support body is designed as a bolt, then this bolt can carry the otherwise flowing in the cable end current.
  • the insulating body has an upper predominantly cylindrical and a lower partially conical section.
  • the cylindrical portion is disposed inside the outdoor insulation 7 and serves to control the electric field of the current flowing in operation flow in the area of the outdoor insulation 7 and the suitssfusses 3.
  • the underlying, partially conical section is in operation of the implementation in one with theticiansfuss 3 electrically conductively connected housing, such as a transformer, arranged and controls the electric field of the current flowing in the implementation inside the housing.
  • the two ends of the support body 2 are led out of the interior of the implementation.
  • the support body is designed as a tube, then the cable bolt of the conductor is inserted through the lower end of the support body 2, cable bolts and conductors are pulled through the pipe and the cable bolt is finally fixed at the upper end of the pipe by means of a screwed with an external thread 9 holding device ,
  • the upper end area of the support body 2 facing away from the bushing foot first becomes, as in FIG Fig.2 is specified formed.
  • This end region is cylindrical and has three superimposed annular sections on its lateral surface. In the lowermost section an annular groove 10 and in the uppermost the external thread 9 is formed.
  • the intermediate portion is designed as a sealing surface 11. The end region can be made before or after the application of the insulating body 5 on the support body 2.
  • the bushing foot 3 is pulled from above onto the insulating body fastened on the support body 2 and supported on the shoulder 4. Then, the thus pre-assembled implementation in a two-part mold arranged.
  • the interior of the mold is closed off at the feedthrough foot 3 sealing surface and on the sealing surface 11 by means of sealing rings to the outside vacuum and pressure resistant.
  • a part 12 of the mold with a sealing ring 13 is made Fig.2 seen.
  • the outdoor insulation formed by the lateral surface 6 on the end face 8 of the insulating body 5 on the end portion of the support body 2 is achieved.
  • the part 12 of the casting mold is designed in such a way that a metal bushing head otherwise present in the prior art is simulated by the outdoor insulation.
  • the annular groove 10 is filled at its side remote from the lead-through foot 3 side to the edge of the edge 14 with material of the outdoor insulation.
  • the lateral surface of the outdoor insulation 7 is flush over into the sealing surface 11.
  • the edge of the outdoor insulation 7 is then set not only particularly well because of the annular groove 10 but also secured against damage.

Description

    TECHNISCHES GEBIET
  • Bei der Erfindung wird ausgegangen von einer Hochspannungsdurchführung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Eine solche Hochspannungsdurchführung enthält einen zylindersymmetrisch ausgebildeten und mit Hochspannung beaufschlagbaren Tragkörper, einen auf Erdpotential führbaren Durchführungsfuss, einen auf dem Tragkörper gehaltenen, feldsteuernden Isolierkörper, welcher auf dem Durchführungsfuss gehalten ist, und eine an den Isolierkörper angeformte Freiluftisolation. Mit der Durchführung wird ein hochspannungsführender Stromleiter durch eine auf Erdpotential führbare Gehäusewand aus dem Inneren eines Apparates, beispielsweise eines Transformators oder eines Schalters, an Freiluft geführt.
  • STAND DER TECHNIK
  • Mit dem Oberbegriff nimmt die Erfindung auf eine Hochspannungsdurchführung Bezug, wie sie beispielsweise in Fig.4 von US 4,123,618 A beschrieben ist. Die beschriebene Durchführung ist nach Art einer Säule ausgebildet und enthält einen als Montageflansch 25 ausgeführten Durchführungsfuss, der eine Öffnung eines geerdeten Gehäuses eines elektrischen Apparates, insbesondere eines Transformators oder eines Hochspannungsschalters, umfassen und an dem Gehäuse befestigt werden kann. Der Montageflansch 25 ist an einem feldsteuernden, zylindersymmetrischen Isolierkörper 55 gehalten. Der Isolierkörper 55 ist als Kondensatordurchführung ausgebildet und ist seinerseits auf der Mantelfläche eines längs der Säulenachse erstreckten und auf Hochspannungspotential führbaren Stromleiters 23 befestigt, welcher als Stromanschluss der Durchführung dient. Der feldsteuernde Isolierkörper ist spaltfrei umgossen von einer Freiluftisolation 57 auf der Basis eines elastischen witterungsbeständigen Materials. Auf der vom Montageflansch 25 abgewandten Seite ist die Freiluftisolation von der Mantelfläche des feldsteuernden Isolierkörpers 55 über eine sich daran anschliessende Stirnfläche auf den Stromleiter 23 aufgeformt, so dass der feldsteuernde Isolierkörper 55 vollständig von der Freiluftisolation umhüllt ist.
  • Auch bei einer aus US 3,257,501 A bekannten Durchführung wird die Freiluftisolation von der Mantelfläche des feldsteuernden Isolierkörper über dessen Stirnfläche auf den mit Hochspannung beaufschlagbaren Stromleiter geführt.
  • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen definiert ist, löst die Aufgabe, eine Hochspannungsdurchführung der eingangs genannten Art anzugeben, welche sich durch einfachen Aufbau und durch grosse Betriebssicherheit auszeichnet.
  • Bei der erfindungsgemässen Hochspannungsdurchführung ist ein an Luft geführter und im Umfangsrichtung erstreckter ringförmiger Abschnitt der Mantelfläche des Tragkörpers als Dichtungsfläche ausgebildet und ist in einem an die Dichtungsfläche sich anschliessenden weiteren ringförmigen Abschnitt der Mantelfläche eine in Umfangsrichtung geführte und mit Material der Freiluftisolation gefüllte Ringnut eingeformt. Die Dichtungsfläche dient bei der Herstellung der erfindungsgemässen Hochspannungsdurchführung dem Abstützen eines Dichtungsrings einer Giessform. Die Freiluftisolation kann so bei der Herstellung der Hochspannungsdurchführung in einfacher Weise auf die Mantelfläche des Tragkörpers aufgegossen werden. Durch die in den weiteren ringförmigen Abschnitt der Mantelfläche des Tragkörpers eingeformte und mit Material der Freiluftisolation gefüllte Ringnut wird der Rand der Freiluftisolation verschiebungsfest fixiert und das Innere der Hochspannungsdurchführung nach aussen wirksam abgedichtet.
  • Der Rand der Freiluftisolation ist dann besonders gut festgesetzt und vor Beschädigungen gesichert, wenn die Ringnut an ihrer vom Durchführungsfuss abgewandte Seite lediglich bis zum Flankenrand mit Material der Freiluftisolation gefüllt ist, so dass die derart gebildete Mantelfläche und der sich anschliessende, als Dichtungsfläche ausgebildete erste Abschnitt der Mantelfläche des Tragkörpers stufenlos ineinander übergehen.
  • Um einen Kabelbolzen eines in den Tragkörper eingezogenen Stromleiters mit einfachen Mitteln fixieren zu können, empfiehlt es sich, in einen sich an den ersten anschliessenden dritten ringförmigen Abschnitt der Mantelfläche ein Aussengewinde für den Kabelbolzen einzuformen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt:
  • Fig. 1
    eine Seitenansicht einer in Richtung einer Achse teilweise geschnitten dargestellten Hochspannungsdurchführung nach der Erfindung, und
    Fig. 2
    eine Aufsicht auf einen vergrössert dargestellten oberen Abschnitt der Hochspannungsdurchführung gemäss Fig.1 während der Fertigung.
    WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • In beiden Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen auch gleichwirkende Teile. Die in Fig. 1 dargestellte Hochspannungsdurchführung ist nach Art einer Säule ausgeführt und enthält einen längs einer Achse 1 zylindersymmetrisch ausgebildeten und mit Hochspannnung beaufschlagbaren metallenen Tragkörper 2, einen auf Erdpotential führbaren metallenen Durchführungsfuss 3 sowie einen mit einer Schulter 4 auf dem Durchführungsfuss 3 abgestützten und auf dem Tragkörper 2 gehaltenen, feldsteuernden Isolierkörper 5, welcher vorzugsweise als Kondensatordurchführung ausgebildet ist. Auf die Mantelfläche 6 des Isolierkörpers 5 ist eine Freiluftisolation 7 aufgebracht, welche auf ihrer vom Durchführungsfuss 3 abgewandten Stirnseite von der Mantelfläche 6 über eine daran anschliessende Stirnfläche 8 des feldsteuernden Isolierkörpers auf den Tragkörper 2 aufgeformt ist.
  • Der Tragkörper 2 kann als Rohr oder aber als massiver Bolzen ausgebildet sein. Bei seiner Ausbildung als Rohr trägt er nicht nur den Isolierkörper 5, sondern dient zugleich auch der Aufnahme eines hochspannungsführenden Kabelendes, welches mit einem Kabelbolzen am oberen Ende des Tragkörpers elektrisch leitend befestigt ist. Ist der Tragkörper als Bolzen ausgebildet, so kann dieser Bolzen den sonst im Kabelende fliessenden Strom führen.
  • Der Isolierkörper weist einen oberen überwiegend zylinderförmig und einen unteren teilweise konisch ausgebildeten Abschnitt auf. Der zylinderförmige Abschnitt ist im Inneren der Freiluftisolation 7 angeordnet und dient der Steuerung des elektrischen Feldes des bei Betrieb der Durchführung fliessenden Stroms im Bereich der Freiluftisolation 7 und des Durchführungsfusses 3. Der darunter liegende, teilweise konisch ausgeführte Abschnitt ist bei Betrieb der Durchführung in einem mit dem Durchführungsfuss 3 elektrisch leitend verbundenen Gehäuse, beispielsweise eines Transformators, angeordnet und steuert das elektrische Feld des in der Durchführung fliessenden Stroms im Gehäuseinneren. Die beiden Enden des Tragkörpers 2 sind aus dem Inneren der Durchführung herausgeführt. Ist der Tragkörper als Rohr ausgebildet, so wird durch das untere Ende des Tragkörpers 2 der Kabelbolzen des Stromleiters eingeführt, werden Kabelbolzen und Stromleiter durch das Rohr gezogen und wird der Kabelbolzen schliesslich am oberen Ende des Rohrs mit Hilfe einer mit einem Aussengewinde 9 verschraubten Haltevorrichtung fixiert.
  • Bei der Herstellung der Durchführung wird zunächst der vom Durchführungsfuss abgewandte obere Endbereich des Tragkörpers 2, so wie dies in Fig.2 angegeben ist, ausgebildet. Dieser Endbereich ist zylinderförmig und weist auf seiner Mantelfläche drei übereinanderliegende ringförmige Abschnitte auf. In den untersten Abschnitt ist eine Ringnut 10 und in den obersten das Aussengewinde 9 eingeformt. Der dazwischenliegende Abschnitt ist als Dichtungsfläche 11 ausgeführt. Der Endbereich kann vor oder nach dem Aufbringen des Isolierkörpers 5 auf den Tragkörper 2 gefertigt werden.
  • Der Durchführungsfuss 3 wird von oben auf den auf dem Tragkörper 2 befestigten Isolierkörper aufgezogen und an der Schulter 4 abgestützt. Sodann wird die solchermassen vormontierte Durchführung in einer zweiteilige Giessform angeordnet. Der Innenraum der Giessform ist an einer am Durchführungsfuss 3 vorgesehenen Dichtungsfläche und an der Dichtungsfläche 11 mit Hilfe von Dichtungsringen nach aussen vakuum- und druckfest abgeschlossen. Ein Teil 12 der Giessform mit einem Dichtungsring 13 ist aus Fig.2 ersichtlich.
  • Nach Füllen der Form mit einem flüssigen Silikon und Aushärten der Füllmasse wird die von der Mantelfläche 6 über die Stirnseite 8 des Isolierkörpers 5 auf den Endbereich des Tragkörpers 2 geformte Freiluftisolation erreicht. Dadurch, dass die Isolation nun unmittelbar auf den Tragkörper aufgeformt ist, kann der beim Stand der Technik vorgesehene Durchführungskopf entfallen und wird zugleich ein langer Kriechwegs zwischen dem oberen Endbereich des Tragkörpers 2 und dem Durchführungsfuss 3 erzielt.
  • Zweckmässigerweise ist der Teil 12 der Giessform derart ausgebildet, dass ein beim Stand der Technik sonst vorhandener metallener Durchführungskopf durch die Freiluftisolation nachgebildet wird.
  • Durch die in der Ringnut 10 vorhandene Vergussmasse wird der vom Durchführungsfuss 3 abgewandte Rand der Freiluftisolation 7 verschiebungsfest fixiert und das Innere der Hochspannungsdurchführung nach aussen abgedichtet.
  • Die Ringnut 10 ist an ihrer vom Durchführungsfuss 3 abgewandte Seite bis zum Flankenrand 14 mit Material der Freiluftisolation gefüllt ist. Die Mantelfläche der Freiluftisolation 7 geht dabei bündig in die Dichtungsfläche 11 über. Der Rand der Freiluftisolation 7 ist dann wegen der Ringnut 10 nicht nur besonders gut festgesetzt sondern zugleich auch vor Beschädigungen gesichert.
  • BEZUGSZEICHENLISTE
  • 1
    Achse
    2
    Tragkörper
    3
    Durchführungsfuss
    4
    Schulter
    5
    Isolierkörper
    6
    Mantelfläche
    7
    Freiluftisolation
    8
    Stirnfläche
    9
    Aussengewinde
    10
    Ringnut
    11
    Dichtungsfläche
    12
    Teil einer Giessform
    13
    Dichtungsring
    14
    Flankenrand

Claims (3)

  1. Hochspannungsdurchführung mit einem zylindersymmetrisch ausgebildeten und mit Hochspannung beaufschlagbaren Tragkörper (2), einem auf Erdpotential führbaren Durchführungsfuss (3), einem den Durchführungsfuss (3) tragenden und auf dem Tragkörper (2) gehaltenen, feldsteuernden Isolierkörper (5) und mit einer auf eine Mantelfläche (6) des Isolierkörpers (5) aufgebrachten Freiluftisolation (7), bei dem die Freiluftisolation (7) auf ihrer vom Durchführungsfuss (3) abgewandten Seite von der Mantelfläche (6) über eine daran anschliessende Stirnfläche (8) des feldsteuernden Isolierkörpers (5) auf den Tragkörper (2) aufgeformt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein an Luft geführter und im Umfangsrichtung erstreckter erster ringförmiger Abschnitt der Mantelfläche des Tragkörpers (2) als Dichtungsfläche (11) ausgebildet ist, und dass in einen an den ersten sich anschliessenden zweiten ringförmigen Abschnitt der Mantelfläche eine in Umfangsrichtung geführte und mit Material der Freiluftisolation (7) gefüllte Ringnut (10) eingeformt ist.
  2. Durchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnut (10) an ihrer vom Durchführungsfuss (3) abgewandte Seite bis zum Flankenrand mit Material der Freiluftisolation gefüllt ist.
  3. Durchführung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einen an den ersten anschliessenden dritten ringförmigen Abschnitt der Mantelfläche des Tragkörpers (2) ein Aussengewinde (9) für einen Kabelbolzen eingeformt ist.
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