EP2924698A1 - Öl-Öl-Durchführung und Öltransformator - Google Patents

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EP2924698A1
EP2924698A1 EP14001129.7A EP14001129A EP2924698A1 EP 2924698 A1 EP2924698 A1 EP 2924698A1 EP 14001129 A EP14001129 A EP 14001129A EP 2924698 A1 EP2924698 A1 EP 2924698A1
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EP
European Patent Office
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oil
conductor
feedthrough
projecting
channel
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EP14001129.7A
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English (en)
French (fr)
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EP2924698B1 (de
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Isidoro Li Pira
Ulrich Huhn
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ABB Schweiz AG
Original Assignee
ABB Technology AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/20—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances liquids, e.g. oils
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/02—Casings
    • H01F27/04—Leading of conductors or axles through casings, e.g. for tap-changing arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/08—Cooling; Ventilating
    • H01F27/10—Liquid cooling
    • H01F27/12—Oil cooling

Definitions

  • the invention relates to an oil-oil passage, comprising a rotationally symmetrical, paraboloid-like, hollow feedthrough element made of a solid insulating material, along the axial extent of which a tube-like feedthrough channel is formed radially inwardly, the wall thickness is tapered to at least one of its two ends and conical further comprising a form-fitting fitted into the duct and from this both sides outstanding electrical feedthrough conductor.
  • transformers are used to transfer electrical energy between different voltage levels in power distribution networks. For example, for a rated voltage level of 110kV / 380kV they have a power of several 100MVA. Due to the high voltages each sufficiently large isolation distance between live components must be observed, which leads in particular the transformer side in the insulation medium air to a disadvantageously increased size. For this reason, transformers of such high voltage levels are usually designed as oil transformers, that is, the actual transformer is arranged in an oil-filled boiler, wherein the oil serves both as an insulating and cooling medium. Due to the high insulation resistance of oil Air thus the insulation distances and thus the size of the transformer can be reduced in an advantageous manner.
  • feedthroughs are necessary in order to comply with the insulation distances required for different insulation media.
  • bushings are also necessary if an electrical conductor is led from a closed space through a wall into an adjacent closed space which is filled with the same insulating medium.
  • Such an example can also be found in an oil transformer, namely where electrical conductors are routed from the oil-filled interior of an oil boiler in which a transformer is located to an adjacent inner region of the same oil boiler, from which, for example, cable connections exit.
  • Such bushings are called oil-oil passage. The separation of the various internal areas ultimately serves to form separate oil reservoirs.
  • the side of the feedthrough facing the transformer is referred to as the input side and the side facing the cable space is referred to as the output side.
  • Such oil-oil feedthroughs are based on the prior art on a standardized so-called vacuum termination element.
  • This is a rotationally symmetrical, paraboloid-like, hollow lead-through element made of a solid insulating material, along the axial extent of which a tube-like feedthrough channel is formed radially inward, the wall thickness of which tapers conically towards at least one of its two ends.
  • the shape of the feedthrough element is also comparable to that of a funnel, wherein the funnel outlet is extended rearwardly into the widened area of the funnel.
  • the widened side of the feedthrough element is typically facing away from the transformer in the installed state and facing the cable space.
  • the widened side of a lead-through element is therefore also referred to as the output side and the side remote from it as the input side.
  • a disadvantage here proves that an oil-oil implementation of the prior art based on such a standardized vacuum completion cumbersome is to be mounted, since on the output side additional barriers are necessary to control the field strength occurring during operation such that an electrical breakdown by oil is reliably avoided.
  • additional insulation is required to prevent partial discharges.
  • a wound paper insulation is usually used here, which requires a high manufacturing outlay.
  • Both the paper insulation and the barriers, which are usually made from pressboard, have a high risk of moisture absorption, which can impair their function in the oil transformer.
  • the elimination of a paper insulation or barriers according to the invention is therefore an additional advantage, in particular in the case of on-site assembly, because there is no possibility of drying in order to counteract this effect.
  • an object of the invention to provide an oil-oil passage, which is based on a standardized vacuum termination, is particularly easy to handle and which manages without additional barriers or without additional isolation effort.
  • the object of the invention is also to provide a corresponding oil transformer.
  • an oil-oil passage of the aforementioned type is characterized in that at least one of the two axial ends of the feedthrough channel, a respective hollow cylindrical screen element is arranged from a conductive at least partially thick-walled material, which on one side the respective end of the feedthrough channel and of the projecting feedthrough conductor encloses and which is provided on its respective other side for receiving and electrical contacting of a respective connecting conductor, wherein the axial ends of the screen element are configured round.
  • the basic idea of the invention is to provide on both sides at the ends of the feed-through channel of a known lead-through element a respective dome-like screen element of an electrically conductive material, which influences the potential distribution during operation of the oil-oil feedthrough such that no additional barriers or no additional isolation effort is required.
  • an axial overlap of the feedthrough channel with a respective screen element is provided. Therefore, the inner diameter of such a hollow cylindrical screen element is chosen so that it is in any case greater than the outer diameter of the respective end of the axially tapering towards its two ends outwardly passage channel.
  • the conical taper allows for increased overlap area.
  • a sufficient axial length of the dome-shaped shielding elements is provided in order, inter alia, to ensure a corresponding field strength distribution by means of an increased distance from the wall through which the bushing is guided.
  • a known vacuum termination or a known rotationally symmetrical, paraboloid-like, hollow lead-through element have, for example, an outer radius of the widened (initial) side of about 30 cm, the axial length being about 26 cm.
  • the inner diameter of the feed-through channel is constantly about 4cm, with its axial length is about 22cm.
  • the length of a typical feedthrough conductor is approximately 43cm, resulting in a lead overhang of approximately 10cm for each side.
  • the lead-through channel extends approximately 14 cm in the axial direction to the widened (initial) side, where it has an outer diameter of approximately 4.5 cm and is approximately 4 cm from the widened end away.
  • the passage channel extends another 8cm to the rear and has at its local end an outer diameter of about 8.2 cm.
  • the inner diameter of a matching screen element which is arranged facing away from the widened (output) side, for example, is about 9 cm and is thus about 0.8 cm larger than the corresponding outer diameter of the local end of the feedthrough channel of about 8.2 cm. This allows a corresponding overlap.
  • a corresponding outer diameter of the shielding element which is made for example of a metal such as aluminum, is about 15cm, which gives a typical wall thickness of 30mm.
  • the inner diameter of a matching screen element which faces the widened (output) side, for example, is about 6 cm and is thus about 1.5 cm larger than the corresponding outer diameter of the local end of the feedthrough channel of about 4.5 cm.
  • a suitable outer diameter of the screen element is about 12 cm, which in turn results in a typical wall thickness of 30mm.
  • a suitable axial length of such a screen element is for example about 20 cm or more.
  • an oil-oil passage is formed, which can be installed in a simple manner without additional barriers or additional insulation effort and which is characterized by its robustness and compactness.
  • the shielding element is coated at least on its outer surface with an insulating material, in particular with an epoxy resin.
  • the widened open end of the paraboloid-like feedthrough element merges into a terminating region extending radially outwards perpendicular to the axis of rotation. This allows advantageously a flanging of the end portion of the lead-through element to a perforated wall, through which the oil-oil passage is to be performed.
  • the electrical feedthrough conductor fitted in the feedthrough channel has a respective shape at its two projecting ends which is suitable for the positive electrical contacting of a respective connecting conductor with a correspondingly complementary shape.
  • a shape is characterized in particular by an increased contact surface between conductors to be connected.
  • a tongue and groove shape is an example of a suitable shape.
  • the conductor ends can be screwed to their respective complementary shape so as to ensure a reliable contact.
  • contacting means are provided in the screen element for the electrical contacting with the projecting feedthrough conductor or with a recorded connection conductor.
  • the contacting means of the shielding element comprise at least one ring-like and preferably resilient element made of an electrically conductive material, wherein the element is intended to surround the projecting feedthrough conductor or a received connecting conductor in a contacting manner. Due to the increased contact surface of the ring-like element to the performed conductor a secure electrical contact is ensured, wherein the ring-like element also serves for further contacting of the shield element.
  • the contacting means comprise at least one thread extending radially through the wall of the screen element and a thread arranged therein Screw for fixing the protruding lead-in conductor or a received connection conductor. If a ring-like element is provided, this can also be fixed with one or more screws and thus also a guided by this conductor.
  • the screen element can be fastened in a particularly simple manner from the outside, whereby its assembly is simplified in an advantageous manner and, moreover, a compact design is achieved.
  • At least three threads of a screen element are arranged in a star shape, preferably in a common plane perpendicular to the axial course of the conductor to be fixed. This allows a particularly secure fixation along the entire circumference of the conductor.
  • a shielding element comprises respective contacting means both for the protruding feedthrough conductor and for a received connecting conductor.
  • This can be, for example, two groups of three star-shaped threads with corresponding fixing screws.
  • a screen element has inner cavities, by means of which a partial reduction of its wall thickness is effected. Since the outer shape of the shielding element is unaffected by this, a reduction in material and weight thus a material and weight and thus easier handling are possible.
  • an oil transformer comprising an oil tank having a first oil-filled interior area in which a transformer is arranged, and one of them separated by a wall second oil-filled interior space, wherein the wall has at least one passage, by means of which an electric Connecting a first electrical connection conductor in the first interior with a second electrical Connecting conductor is formed in the second interior, wherein the at least one passage is an inventive oil-oil passage.
  • Fig. 1 shows an exemplary feedthrough element 12 with a feedthrough conductor 18 in a sectional view 10.
  • the made of a solid insulating material feedthrough element is rotationally symmetrical about a rotational axis 14, paraboloid-like and hollow configured.
  • a feed-through channel 16 is provided along the axial extent thereof, which has a constant inner diameter and a wall thickness which conically tapers at its two axial ends.
  • a feedthrough conductor 18 is positively fitted, which protrudes from the two ends of the feed-through channel 16 and is made for example of aluminum or copper.
  • the widened open end of the paraboloid-like feedthrough element 12 merges into a radially outwardly adjoining end region 22 extending perpendicularly to the axis of rotation 14, which is provided for flanging the feedthrough element against a wall.
  • the two axial end regions of the feedthrough conductor have a stepped form 22 for positive contacting, through which an increased contact surface is provided with a conductor to be connected of complementary shape.
  • the Fig. 2 shows an exemplary first screen element 30 in a sectional view. This is intended to be connected to the input side of a feedthrough element.
  • Base 48 is a hollow cylindrical body of aluminum, in this example, which extends along and about a rotation axis 32.
  • the axial ends 34 of the base member 48 are rounded to avoid sharp edges with a correspondingly increased in operation field strength.
  • three inner cavities 42 are provided, which leave the outer shape of the base element 48 unaffected and lead to a weight saving.
  • the wall thickness is reduced, as indicated by the dashed lines with the reference numeral 46, whereas in the other areas a high wall thickness of, for example, 3 cm is provided, as indicated by the dashed area by the reference numeral 44.
  • the Fig. 3 shows an exemplary second shielding element 52 with electrical conductors 56, 58 in a sectional view 50.
  • the shielding element 52 is intended to be connected to the output side of a feedthrough element.
  • Basic element is a hollow cylindrical body made of aluminum in this example.
  • ring-like elements 54 By means of ring-like elements 54, a first 56 and a second 58 conductors are fastened inside the screen element 52 using screws.
  • the conductors 56, 58 have a respective complementary stepped shape of one of their respective ends, so that thereby a positive contact 60 is given.
  • the Fig. 4 shows an exemplary oil-oil passage 70 in a three-dimensional sectional view.
  • a feedthrough conductor 76 fitted in the feedthrough channel of a feedthrough element 72 . This is connected at its output end with a first connecting conductor 74 and at its input end with a second connecting conductor 78.
  • a first screen element 80 is arranged overlapping with the corresponding one axial end of the feedthrough channel and a second screen element 82 is arranged around the input-side connection point overlapping with the corresponding other axial end of the feedthrough channel.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Öl-Öl-Durchführung (70), umfassend ein rotationssymmetrisches (14), paraboloid-ähnliches, hohles Durchführungselement (12, 72) aus einem festen Isolationsmaterial, längs dessen axialer Erstreckung radial innen ein rohrähnlicher Durchführungskanal (16) angeformt ist, dessen Wandungsdicke zu wenigstens einem seiner beiden Enden hin konisch verjüngt ist sowie einen formschlüssig in den Durchführungskanal (16) eingepassten und aus diesem beidseitig herausragenden elektrischen Durchführungsleiter (18, 76). An wenigstens einem der beiden axialen Enden des Durchführungskanals (16) ist ein jeweiliges hohlzylindrisches Schirmelement (30, 52, 80, 82) aus einem leitenden zumindest bereichsweise dickwandigen (44) Material angeordnet ist, welches an seiner einen Seite das jeweilige Ende des Durchführungskanals (16) und des aus diesem herausragenden Durchführungsleiter (18, 76) umschließt und welches an seiner jeweiligen anderen Seite für die Aufnahme und elektrische Kontaktierung eines jeweiligen Verbindungsleiters (74, 78) vorgesehen ist, wobei die axialen Enden des Schirmelementes (30, 52, 80, 82) rundlich ausgestaltet sind. Die Erfindung betrifft auch einen Öltransformator mit erfindungsgemäßer Öl-Öl-Durchführung (70).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Öl-Öl-Durchführung, umfassend ein rotationssymmetrisches, paraboloid-ähnliches, hohles Durchführungselement aus einem festen Isolationsmaterial, längs dessen axialer Erstreckung radial innen ein rohrähnlicher Durchführungskanal angeformt ist, dessen Wandungsdicke zu wenigstens einem seiner beiden Enden hin konisch verjüngt ist und ferner umfassend einen formschlüssig in den Durchführungskanal eingepassten und aus diesem beidseitig herausragenden elektrischen Durchführungsleiter.
  • Es ist allgemein bekannt, dass zur Übertragung von elektrischer Energie zwischen verschiedenen Spannungsebenen in Energieverteilungsnetzen Hochspannungstransformatoren zum Einsatz kommen. Diese weisen beispielsweise für eine Nennspannungsebene von 110kV / 380kV eine Leistung von einigen 100MVA auf. Aufgrund der hohen Spannungen ist ein jeweils hinreichend großer Isolationsabstand zwischen spannungsführenden Komponenten einzuhalten, was insbesondere transformatorseitig bei dem Isolationsmedium Luft zu einer nachteilig erhöhten Baugröße führt. Aus diesem Grunde sind Transformatoren derart hoher Spannungsebenen in der Regel als Öltransformatoren ausgeführt, das heißt, der eigentliche Transformator ist in einem ölgefüllten Kessel angeordnet, wobei das Öl sowohl als Isolations- als auch Kühlmedium dient. Aufgrund der hohen Isolationsfestigkeit von Öl gegenüber Luft können somit die Isolationsabstände und damit die Baugröße des Transformators in vorteilhafter Weise reduziert werden.
  • An den Grenzflächen, an denen stromführende Leiter aus dem Isolationsmedium Öl in ein anderes Isolationsmedium wie Luft geführt sind, sind sogenannte Durchführungen notwendig, um damit den bei unterschiedlichen Isolationsmedien benötigten Isolationsabständen zu entsprechen. Es sind aber auch Durchführungen notwendig, wenn ein elektrischer Leiter von einem abgeschlossenen Raum durch eine Wandung in einen benachbarten abgeschlossenen Raum geführt wird, welcher mit demselben Isolationsmedium gefüllt ist. Ein solches Beispiel findet sich auch bei einem Öltransformator, nämlich dort, wo elektrische Leiter von dem ölgefüllten Innenbereich eines Ölkessels, in welchem ein Transformator angeordnet ist, in einen angrenzenden davon abgetrennten Innenbereich desselben Ölkessels geführt sind, von welchem beispielsweise Kabelanschlüsse abgehen. Derartige Durchführungen werden Öl-Öl-Durchführung genannt. Die Trennung der verschiedenen Innenbereiche dient letztendlich der Bildung von getrennten Ölreservoirs. In dem genannten Beispiel wird die dem Transformator zugewandte Seite der Durchführung als eingangsseitig und die dem Kabelraum zugewandte Seite als ausgangsseitig bezeichnet.
  • Derartige Öl-Öl-Durchführungen basieren gemäß dem Stand der Technik auf einem genormten sogenannten Vakuum-Abschluss-Element. Dies ist ein rotationssymmetrisches, paraboloid-ähnliches, hohles Durchführungselement aus einem festen Isolationsmaterial, längs dessen axialer Erstreckung radial innen ein rohrähnlicher Durchführungskanal angeformt ist, dessen Wandungsdicke zu wenigstens einem seiner beiden Enden hin konisch verjüngt ist. Letztendlich ist die Form des Durchführungselementes auch mit der eines Trichters vergleichbar, wobei der Trichterauslass rückwärtig in den geweiteten Bereich des Trichters verlängert ist. Die geweitete Seite des Durchführungselementes ist typischerweise im eingebauten Zustand dem Transformator abgewandt und dem Kabelraum zugewandt. Die geweitete Seite eines Durchführungselementes wird daher auch als Ausgangsseite und die davon abgewandte Seite als Eingangsseite bezeichnet.
  • Als nachteilig erweist sich hierbei, dass eine Öl-Öl-Durchführung des Standes der Technik basierend auf einem derartigen genormten Vakuum Abschluss umständlich zu montieren ist, da auf der Ausgangsseite zusätzliche Barrieren notwendig sind, um die im Betrieb auftretende Feldstärke derart zu steuern, dass ein elektrischer Durchschlag durch Öl sicher vermieden wird. Ebenso ist auf der Eingangsseite der Öl-durchführung bei höheren Spannungen eine zusätzliche Isolation erforderlich, um Teilentladungen zu verhindern. Gemäß dem Stand der Technik wird hierbei üblicherweise eine gewickelte Papierisolation verwendet, welche einen hohen Fertigungsaufwand erfordert. Sowohl die Papierisolation als auch die Barrieren, welche üblicherweise aus Pressspan gefertigt sind, weisen ein hohes Risiko der Feuchtigkeitsaufnahme auf, was zu einer Beeinträchtigung von deren Funktion im Öltransformator führen kann. Der erfindungsgemäße Wegfall einer Papierisolation beziehungsweise von Barrieren ist daher insbesondere bei einer vor-Ort-Montage von zusätzlichem Vorteil, weil dort keine Trocknungsmöglichkeit besteht, um diesem Effekt entgegen zu wirken.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Öl-Öl-Durchführung bereitzustellen, welche auf einem genormten Vakuum-Abschluss beruht, besonders einfach zu handhaben ist und welche ohne zusätzliche Barrieren beziehungsweise ohne zusätzlichen Isolationsaufwand auskommt. Aufgabe der Erfindung ist es weiterhin, einen entsprechenden Öltransformator bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Öl-Öl-Durchführung der eingangs genannten Art. Diese ist dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einem der beiden axialen Enden des Durchführungskanals ein jeweiliges hohlzylindrisches Schirmelement aus einem leitenden zumindest bereichsweise dickwandigen Material angeordnet ist, welches an seiner einen Seite das jeweilige Ende des Durchführungskanals und des aus diesem herausragenden Durchführungsleiter umschließt und welches an seiner jeweiligen anderen Seite für die Aufnahme und elektrische Kontaktierung eines jeweiligen Verbindungsleiters vorgesehen ist, wobei die axialen Enden des Schirmelementes rundlich ausgestaltet sind.
  • Die Grundidee der Erfindung besteht darin, beidseitig an den Enden des Durchführungskanals eines bekannten Durchführungselementes ein jeweiliges kalottenähnliches Schirmelement aus einem elektrisch leitenden Material vorzusehen, welches die Potentialverteilung bei Betrieb der Öl-Öl-Durchführung derart beeinflusst, dass keine zusätzlichen Barrieren beziehungsweise kein zusätzlicher Isolationsaufwand erforderlich ist.
  • Um einen gewünschten Schirmeffekt zu erzielen ist unter anderem eine axiale Überlappung des Durchführungskanals mit einem jeweiligen Schirmelement vorgesehen. Deshalb ist der Innendurchmesser eines derartigen hohlzylindrischen Schirmelementes so gewählt, dass dieser in jedem Fall größer ist als der Außendurchmesser des jeweiligen Endes des sich in axialer Richtung zu seinen beiden Enden hin außen konisch verjüngenden Durchführungskanals. Durch die konische Verjüngung ist ein erhöhter Überlappungsbereich ermöglicht. Weiterhin vorgesehen ist eine hinreichende axiale Länge der kalottenähnlichen Schirmelemente, um unter anderem auch durch einen erhöhten Abstand zur Wandung, durch welche die Durchführung geführt ist, eine entsprechende Feldstärkeverteilung zu gewährleisten.
  • Ein bekannter Vakuum Abschluss beziehungsweise ein bekanntes rotationssymmetrisches, paraboloid-ähnliches, hohles Durchführungselement weisen beispielsweise einen Außenradius der geweiteten (Ausgangs-) Seite von ca. 30cm auf, wobei die axiale Länge ca. 26cm beträgt. Der Innendurchmesser des Durchführungskanals beträgt konstant ca. 4cm, wobei dessen axiale Länge ca. 22cm beträgt. Die Länge eines typischen Durchführungsleiters beträgt ca. 43cm, woraus sich ein Überstand des Durchführungsleiters von ca. 10cm für jede Seite ergibt. Vom Boden des rotationssymmetrischen paraboloid-ähnlichen hohlen Durchführungselementes erstreckt sich der Durchführungskanal ca. 14 cm in axialer Richtung zur geweiteten (Ausgangs-) Seite hin, weist dort einen Außendurchmesser von ca. 4,5cm auf und ist axial ca. 4cm von dem geweiteten Ende entfernt. In entgegengesetzter Richtung erstreckt sich der Durchführungskanal weitere ca. 8cm nach hinten und weist an seinem dortigen Ende einen Außendurchmesser von ca. 8,2cm auf.
  • Der Innendurchmesser eines dazu passenden Schirmelementes, welches der geweiteten (Ausgangs-) Seite abgewandt angeordnet ist, beträgt beispielsweise ca. 9cm und ist damit ca. 0,8cm größer als der entsprechende Außendurchmesser des dortigen Endes des Durchführungskanals von ca. 8,2cm. Hierdurch ist eine entsprechende Überlappung ermöglicht. Ein entsprechender Außendurchmesser des Schirmelementes, welches beispielsweise aus einem Metall wie Aluminium gefertigt ist, beträgt ca. 15cm, womit sich eine typische Wandungsdicke von 30mm ergibt. Durch diese Dickwandigkeit und dem damit erhöhtem Außendurchmesser eines derartigen Schirmelementes wird die radial außen auftretende Feldstärke in vorteilhafter Weise reduziert, wobei durch die axiale Überlappung von Durchführungskanal und Schirmelement der Übergangsbereich feldstärkeunkritisch ausgestaltet ist. Zur weiteren Reduktion der auftretenden Feldstärke sind die axialen Enden des hohlzylindrischen Schirmelementes rundlich ausgeprägt. Eine geeignete axiale Länge eines derartigen Schirmelementes beträgt beispielsweise ca. 15cm oder mehr.
  • Der Innendurchmesser eines passenden Schirmelementes, welches der geweiteten (Ausgangs-) Seite zugewandt ist, beträgt beispielsweise ca. 6cm und ist damit ca. 1,5cm größer als der entsprechende Außendurchmesser des dortigen Endes des Durchführungskanals von ca. 4,5cm. Ein geeigneter Außendurchmesser des Schirmelementes beträgt ca. 12cm, womit sich wiederum eine typische Wandungsdicke von 30mm ergibt. Eine geeignete axiale Länge eines derartigen Schirmelementes beträgt beispielsweise ca. 20cm oder mehr. Die genannten Zahlenwerte sind als Beispielwerte anzusehen, um welche ein erheblicher Toleranzbereich gegeben ist.
  • Durch Anordnung eines entsprechenden kalottenähnlichen Schirmelementes auf beiden Seiten des Durchführungskanals ist eine Öl-Öl-Durchführung gebildet, welche auf einfache Weise ohne zusätzlichen Barrieren oder zusätzlichen Isolationsaufwand installierbar ist und welche sich durch ihre Robust- und Kompaktheit auszeichnet.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Öl-Öl-Durchführung ist das Schirmelement zumindest an seiner Außenfläche mit einem Isolationsmaterial beschichtet, insbesondere mit einem Epoxidharz. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise eine Isolation des auf Leiterpotential befindlichen Schirmelementes gegeben.
  • Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Öl-Öl-Durchführung geht das geweitete offene Ende des paraboloid-ähnlichen Durchführungselementes in einen sich radial außen anschließenden senkrecht zur Rotationsachse verlaufenden Abschlussbereich über. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise ein Anflanschen des Abschlussbereiches des Durchführungselementes an eine durchbrochene Wandung, durch welche die Öl-Öl-Durchführung geführt werden soll.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Variante der erfindungsgemäßen Öl-Öl-Durchführung weist der in den Durchführungskanal eingepasste elektrische Durchführungsleiter an seinen beiden herausragenden Enden eine jeweilige Form auf, welche zur formschlüssigen elektrischen Kontaktierung eines jeweiligen Verbindungsleiters mit entsprechend komplementärer Form geeignet ist. Eine derartige Form ist insbesondere durch eine erhöhte Kontaktfläche zwischen zu verbindenden Leitern gekennzeichnet. Eine Nut / Feder Form ist ein Beispiel für eine geeignete Form. In vorteilhafter Weise lassen sich die Leiterenden an ihrer jeweils komplementären Form verschrauben, um so einen zuverlässigen Kontakt zu gewährleisten.
  • Einer weiteren Erfindungsvariante folgend sind im Schirmelement Kontaktierungsmittel für dessen elektrische Kontaktierung mit dem herausragenden Durchführungsleiter beziehungsweise mit einem aufgenommenen Verbindungsleiter vorgesehen. Somit ist sichergestellt, dass das Schirmelement sicher auf das elektrische Potential des durchgeführten Leiters gelegt ist. Eine innere Potentialdifferenz kann daher nicht auftreten und durch den erhöhten Radius des Schirmelementes gegenüber dem Leiterdurchmesser ist die Feldstärke an der Außenfläche des Schirmelementes im Betrieb entsprechend reduziert.
  • Gemäß einer weiteren Erfindungsvariante umfassen die Kontaktierungsmittel des Schirmelementes wenigstens ein ringähnliches und vorzugsweise federndes Element aus einem elektrisch leitfähigen Material, wobei das Element dafür vorgesehen ist, den herausragenden Durchführungsleiter beziehungsweise einen aufgenommenen Verbindungsleiter kontaktierend zu umschließen. Durch die erhöhte Kontaktfläche des ringähnlichen Elementes zum durchgeführten Leiter ist ein sicherer elektrischer Kontakt gewährleistet, wobei das ringähnliche Element auch der weiteren Kontaktierung des Schirmelementes dient.
  • Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Öl-Öl-Durchführung umfassen die Kontaktierungsmittel wenigstens einen radial durch die Wandung des Schirmelementes verlaufenden Gewindegang sowie eine darin angeordnete Schraube zum Fixieren des herausragenden Durchführungsleiters beziehungsweise eines aufgenommenen Verbindungsleiters. Sofern ein ringähnliches Element vorgesehen ist lässt sich dieses ebenfalls mit einer beziehungsweise mehreren Schrauben fixieren und damit auch ein durch dieses geführter Leiter.
  • Durch eine derartige Schraubverbindung ist das Schirmelement in besonders einfacher Weise von außen zu befestigen wodurch dessen Montage in vorteilhafter Weise vereinfacht wird und zudem eine kompakte Bauweise erreicht wird.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Anordnung sind wenigstens drei Gewindegänge eines Schirmelementes sternförmig angeordnet, vorzugsweise in einer gemeinsamen Ebene senkrecht zum axialen Verlauf des zu fixierenden Leiters. Dies ermöglicht eine besonders sichere Fixierung längs des gesamten Umfangs des Leiters.
  • Einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsvariante folgend umfasst ein Schirmelement sowohl für den herausragenden Durchführungsleiter als auch für einen aufgenommenen Verbindungsleiter jeweilige Kontaktierungsmittel. Dies können beispielsweise zwei Gruppen von jeweils drei sternförmig angeordneten Gewindegängen mit entsprechenden Fixierungsschrauben sein. Somit ist die Fixierung und Kontaktierung des Schirmelementes an den durchgeführten Leitern weiter verbessert.
  • Gemäß einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen Öl-Öl-Durchführung weist ein Schirmelement innere Kavitäten auf, durch welche eine abschnittsweise Reduktion von dessen Wandungsdicke bewirkt ist. Da die äußere Form des Schirmelementes davon unbeeinflusst ist, werden somit ohne eine Einschränkung der Funktionalität eine Material- sowie Gewichtsersparnis und damit auch eine einfachere Handhabung ermöglicht.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch gelöst durch einen Öltransformator, umfassend einen Ölkessel mit einem ersten ölgefüllten Innenraumbereich, in welchem ein Transformator angeordnet ist, und mit einem davon durch eine Wandung getrennten zweiten ölgefüllten Innenraumbereich, wobei die Wandung wenigstens eine Durchführung aufweist, mittels welcher eine elektrische Verbindung eines ersten elektrischen Verbindungsleiters im ersten Innenraum mit einem zweiten elektrischen Verbindungsleiter im zweiten Innenraum gebildet ist, wobei die wenigstens eine Durchführung eine erfindungsgemäße Öl-Öl-Durchführung ist. Die sich ergebenden entsprechenden Vorteile wurden bereits bei der Öl-Öl-Durchführung erörtert.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten sind den weiteren abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
  • Anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele sollen die Erfindung, weitere Ausführungsformen und weitere Vorteile näher beschrieben werden.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein exemplarisches Durchführungselement mit Durchführungsleiter,
    Fig. 2
    ein exemplarisches erstes Schirmelement,
    Fig. 3
    exemplarisches zweites Schirmelement mit elektrischen Leitern sowie
    Fig. 4
    eine exemplarische Öl-Öl-Durchführung.
  • Fig. 1 zeigt ein exemplarisches Durchführungselement 12 mit einem Durchführungsleiter 18 in einer Schnittansicht 10. Das aus einem festen Isolationsmaterial gefertigte Durchführungselement ist rotationssymmetrisch um eine Rotationsachse 14, paraboloid-ähnlich und hohl ausgestaltet. In der radialen Mitte des Durchführungselementes 12 ist längs dessen axialer Erstreckung ein Durchführungskanal 16 vorgesehen, welcher einen konstanten Innendurchmesser und eine sich zu seinen beiden axialen Enden konisch verjüngende Wandungsdicke aufweist. In den Durchführungskanal ist formschlüssig ein Durchführungsleiter 18 eingepasst, welcher aus den beiden Enden des Durchführungskanals 16 herausragt und beispielsweise aus Aluminium oder Kupfer gefertigt ist.
  • Das geweitete offene Ende des paraboloid-ähnlichen Durchführungselementes 12 geht in einen sich radial außen anschließenden senkrecht zur Rotationsachse 14 verlaufenden Abschlussbereich 22 über, welcher dafür vorgesehen ist, das Durchführungselement an eine Wandung anzuflanschen.
  • Die beiden axialen Endbereiche des Durchführungsleiters weisen eine gestufte Form 22 zur formschlüssigen Kontaktierung auf, durch welche eine erhöhte Kontaktfläche mit einem zu verbindenden Leiter mit komplementärer Form gegeben ist.
  • Die Fig. 2 zeigt ein exemplarisches erstes Schirmelement 30 in einer Schnittansicht. Dieses ist dafür vorgesehen, mit der Eingangsseite eines Durchführungselements verbunden zu werden. Grundelement 48 ist ein hohlzylindrischer Körper aus in diesem Beispiel Aluminium, welcher sich längs einer und um eine Rotationsachse 32 erstreckt. Die axialen Enden 34 des Grundelementes 48 sind rundlich ausgestaltet, um scharfe Kanten mit einer im Betrieb entsprechend erhöhten Feldstärke zu vermeiden. Längs der axialen Erstreckung des Grundelements 48 sind drei innere Kavitäten 42 vorgesehen, welche die äußere Form des Grundelementes 48 unbeeinflusst lassen und zu einer Gewichtsersparnis führen. Im Bereich der inneren Kavitäten 42 ist die Wandungsdicke reduziert, wie mit den gestrichelten mit der Bezugsnummer 46 angedeutet ist, wohingegen in den übrigen Bereichen eine hohe Wandungsdicke von beispielsweise 3cm vorgesehen ist, wie mit dem gestrichelten Bereich mit der Bezugsziffer 44 angedeutet.
  • In Bereichen mit hoher Wandungsdicke 44 sind radial angeordnete Gewindegänge 36 vorgesehen, in welchen Schrauben 38 angeordnet sind. Mit den Schrauben ist ein Druck auf ringähnliche Elemente 40 ermöglicht, innerhalb derer dadurch ein nicht gezeigter Leiter fixiert werden kann.
  • Die Fig. 3 zeigt ein exemplarisches zweites Schirmelement 52 mit elektrischen Leitern 56, 58 in einer Schnittansicht 50. Das Schirmelement 52 ist dafür vorgesehen, mit der Ausgangsseite eines Durchführungselements verbunden zu werden. Grundelement ist ein hohlzylindrischer Körper aus in diesem Beispiel Aluminium. Mittels ringähnlicher Elemente 54 sind unter Verwendung von Schrauben ein erster 56 und ein zweiter 58 Leiter im Inneren des Schirmelementes 52 befestigt. Die Leiter 56, 58 weisen eine jeweils komplementär gestufte Form eines ihrer jeweiligen Enden auf, so dass dadurch eine formschlüssige Kontaktierung 60 gegeben ist.
  • Die Fig. 4 zeigt eine exemplarische Öl-Öl-Durchführung 70 in einer dreidimensionalen Schnittansicht. In den Durchführungskanal eines Durchführungselementes 72 ist ein Durchführungsleiter 76 eingepasst. Dieser ist an seinem ausgangsseitigen Ende mit einem ersten Verbindungsleiter 74 und an seinem eingangsseitigen Ende mit einem zweiten Verbindungsleiter 78 verbunden. Um die ausgangsseitige Verbindungsstelle ist überlappend mit dem entsprechenden einen axialen Ende des Durchführungskanals ein erstes Schirmelement 80 angeordnet und um die eingangsseitige Verbindungsstelle ist überlappend mit dem entsprechenden anderen axialen Ende des Durchführungskanals ein zweites Schirmelement 82 angeordnet. Der einfache und robuste Aufbau der so zusammengefügten Öl-Öl-Durchführung ist gut zu erkennen.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    exemplarisches Durchführungselement mit Durchfuhrungsleiter
    12
    Durchführungselement
    14
    Rotationsachse
    16
    Durchführungskanal
    18
    Durchführungsleiter
    20
    Form zur formschlüssigen Kontaktierung
    22
    Abschlussbereich
    30
    exemplarisches erstes Schirmelement
    32
    Rotationsachse
    34
    rundliche Ausgestaltung des axialen Endes von erstem Schirmelement
    36
    Gewindegang
    38
    Schraube
    40
    ringähnliches Element
    42
    innere Kavität
    44
    Bereich mit hoher Wandungsdicke
    46
    Bereich mit reduzierter Wandungsdicke
    48
    Grundkörper
    50
    exemplarisches zweites Schirmelement mit elektrischen Leitern
    52
    zweites Schirmelement
    54
    ringähnliches Element
    56
    erster Leiter
    58
    zweiter Leiter
    60
    formschlüssige elektrische Kontaktierung
    70
    exemplarische Öl-Öl-Durchführung
    72
    exemplarisches Durchführungselement
    74
    erster Verbindungsleiter
    76
    Durchführungsleiter
    78
    zweiter Verbindungsleiter
    80
    erstes Schirmelement
    82
    zweites Schirmelement

Claims (11)

  1. Öl-Öl-Durchführung (70), umfassend
    • ein rotationssymmetrisches (14), paraboloid-ähnliches, hohles Durchführungselement (12, 72) aus einem festen Isolationsmaterial, längs dessen axialer Erstreckung radial innen ein rohrähnlicher Durchführungskanal (16) angeformt ist, dessen Wandungsdicke zu wenigstens einem seiner beiden Enden hin konisch verjüngt ist,
    • einen formschlüssig in den Durchführungskanal (16) eingepassten und aus diesem beidseitig herausragenden elektrischen Durchführungsleiter (18, 76),
    dadurch gekennzeichnet,
    dass an wenigstens einem der beiden axialen Enden des Durchführungskanals (16) ein jeweiliges hohlzylindrisches Schirmelement (30, 52, 80, 82) aus einem leitenden zumindest bereichsweise dickwandigen (44) Material angeordnet ist, welches an seiner einen Seite das jeweilige Ende des Durchführungskanals (16) und des aus diesem herausragenden Durchführungsleiter (18, 76) umschließt und welches an seiner jeweiligen anderen Seite für die Aufnahme und elektrische Kontaktierung eines jeweiligen Verbindungsleiters (74, 78) vorgesehen ist, wobei die axialen Enden des Schirmelementes (30, 52, 80, 82) rundlich ausgestaltet sind.
  2. Öl-Öl-Durchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schirmelement (30, 52, 80, 82) zumindest an seiner Außenfläche mit einem Isolationsmaterial beschichtet ist, insbesondere mit Epoxidharz.
  3. Öl-Öl-Durchführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das geweitete offene Ende des paraboloid-ähnlichen Durchführungselementes (12, 72) in einen sich radial außen anschließenden senkrecht zur Rotationsachse (14) verlaufenden Abschlussbereich (22) übergeht.
  4. Öl-Öl-Durchführung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in den Durchführungskanal (16) eingepasste elektrische Durchführungsleiter (18, 76) an seinen beiden herausragenden Enden eine jeweilige Form (20) aufweist, welche zur formschlüssigen elektrischen Kontaktierung (60) eines jeweiligen Verbindungsleiters (74, 78) mit entsprechend komplementärer Form geeignet ist.
  5. Öl-Öl-Durchführung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schirmelement (30, 52, 80, 82) Kontaktierungsmittel für dessen elektrische Kontaktierung mit dem herausragenden Durchführungsleiter (18, 76) beziehungsweise mit einem aufgenommenen Verbindungsleiter (74, 78) vorgesehen sind.
  6. Öl-Öl-Durchführung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierungsmittel des Schirmelementes (30, 52, 80, 82) wenigstens ein ringähnliches Element (40, 54) aus einem elektrisch leitfähigen Material umfassen, welches dafür vorgesehen ist, den herausragenden Durchführungsleiter (18, 76) beziehungsweise einen aufgenommenen Verbindungsleiter (74, 78) kontaktierend zu umschließen.
  7. Öl-Öl-Durchführung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierungsmittel wenigstens einen radial durch die Wandung des Schirmelementes (30, 52, 80, 82) verlaufenden Gewindegang (36) sowie eine darin angeordnete Schraube (38) zum Fixieren des herausragenden Durchführungsleiters (18, 76) beziehungsweise eines aufgenommenen Verbindungsleiters (74, 78) umfassen.
  8. Öl-Öl-Durchführung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens drei Gewindegänge (36) eines Schirmelementes (30, 52, 80, 82) sternförmig angeordnet sind.
  9. Öl-Öl-Durchführung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schirmelement (30, 52, 80, 82) sowohl für den herausragenden Durchführungsleiter (18, 76) als auch für einen aufgenommenen Verbindungsleiter (74, 78) jeweilige Kontaktierungsmittel umfasst.
  10. Öl-Öl-Durchführung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schirmelement (30, 52, 80, 82) innere Kavitäten (42) aufweist, durch welche eine abschnittsweise Reduktion (46) von dessen Wandungsdicke bewirkt ist.
  11. Öltransformator, umfassend einen Ölkessel mit einem ersten ölgefüllten Innenraumbereich, in welchem ein Transformator angeordnet ist, und mit einem davon durch eine Wandung getrennten zweiten ölgefüllten Innenraumbereich, wobei die Wandung wenigstens eine Durchführung aufweist, mittels welcher eine elektrische Verbindung eines ersten elektrischen Verbindungsleiters (74, 78) im ersten Innenraum mit einem zweiten elektrischen Verbindungsleiter (78, 74) im zweiten Innenraum gebildet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die wenigstens eine Durchführung eine Öl-Öl-Durchführung (70) (30, 52, 80, 82) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ist.
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