EP3424059A2 - Transformator mit eingehängtem kühlmodul - Google Patents

Transformator mit eingehängtem kühlmodul

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EP3424059A2
EP3424059A2 EP17720443.5A EP17720443A EP3424059A2 EP 3424059 A2 EP3424059 A2 EP 3424059A2 EP 17720443 A EP17720443 A EP 17720443A EP 3424059 A2 EP3424059 A2 EP 3424059A2
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EP
European Patent Office
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housing
electrical device
cooling module
cooling
wall
Prior art date
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EP17720443.5A
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English (en)
French (fr)
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EP3424059B1 (de
EP3424059B8 (de
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Christian ETTL
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Siemens Energy Austria GmbH
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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Publication of EP3424059B1 publication Critical patent/EP3424059B1/de
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Publication of EP3424059B8 publication Critical patent/EP3424059B8/de
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    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/02—Casings
    • H01F27/025—Constructional details relating to cooling
    • H—ELECTRICITY
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    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/08—Cooling; Ventilating
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    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/08—Cooling; Ventilating
    • H01F27/085—Cooling by ambient air
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    • 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 electrical device for connection to a high-voltage network with a housing filled with insulating liquid, in which a core is arranged with at least one winding, and a connected via connecting lines with the housing cooling module for cooling the insulating liquid.
  • transformers have a housing in which a core is arranged with a yoke and a plurality of legs, wherein at least one leg is enclosed by a Wick ⁇ ment.
  • the structure of core and windings is often referred to by the expert as an active part.
  • the housing of the transformers ⁇ tors is filled with an insulating liquid which is to allow addition to the electrical insulation and cooling of the active part.
  • the iso ⁇ lier wavekeit heated by the active part is guided over a cooling module, which is connected to the housing Ge ⁇ .
  • cooling modules are generally room-filling and have a high dead weight. They are also preferably firmly fixed to the housing.
  • the object of the invention is therefore to provide an electrical device of the type mentioned, which is inexpensive, can be transported quickly and quickly put into operation on site.
  • the invention solves this problem in that the cooling module is attached to the housing by means of a hook connection.
  • the cooling module is hooked to the commissioning of a transformer or a throttle as an electrical device to the housing.
  • This allows the cooling module with ei ⁇ nem crane lift attached to the casing.
  • no glands are necessary.
  • the inventive electrical equipment complies with the mechanical ⁇ specific requirements during operation stand.
  • a convenient connection such as a pipe connection, provided in the context of the invention.
  • the hook connection to a fixedly connected to the cooling module hook portion and a fixedly arranged on the housing counterpart, wherein the hook part and the Ge ⁇ gene fragment are designed such that an engagement of the hook is partly made possible with the counterpart.
  • the hook member engages behind, for example, with a hook-shaped end the counterpart, wherein the weight of the cooling module pushes the hook-shaped end piece ⁇ against the counterpart.
  • the housing has a cover, where ⁇ is arranged at the counterpart on the lid. According to the ⁇ ser advantageous development is further simplified hook of a crane in connection with the invention, the process of inhalation, since the counterpart of which is arranged off against the housing cover, is easily accessible. The commissioning of the electrical device is thus further accelerated.
  • the hook member has a extending in a longitudinal direction ⁇ carrier with a C-shaped free end, wherein the counterpart is designed as a retaining bolt which extends parallel to a wall of the housing and at a distance therefrom.
  • the retaining pin is on the installation of two fixedly connected to the housing leg firmly to the Ge ⁇ housing, for example on the housing cover, for example by welding, so that a ge upside ⁇ notified U-shaped counterpart is provided, into which the C-shaped bent end of the hook part can be easily and reliably hooked.
  • both the housing and the cooling module each have at least one cooling ⁇ liquid inlet and at least onedestattkeitsaus ⁇ gear, which are connected to each other for the exchange of insulating liquid, each cooling liquid outlet and each coolant inlet is equipped with a fluid-tight closing valve.
  • this advantageous devel ⁇ winding the modules of the electrical device that the housing and the cooling module can be independent of one another, filled with Iso ⁇ lier gallkeit and transported. Subsequently, the connection of the two modules via appropriately designed connections, such as Rohrver ⁇ compounds with Winkelkompensatoren, so that insulating liquid can pass from the housing into the cooling module and vice versa.
  • the closing valves make it possible to close the housing or the cooling module in a fluid-tight manner. After the Verbin ⁇ dung is produced between the cooling module and the housing, the closing valves are opened. Under fluid-tight Sch Strukturventi ⁇ len is to be understood that the closing valves for both air as well as impermeable to liquids and thus a contamination of the insulating liquid, such as a mineral insulating oil, with moisture or air verhin ⁇ countries.
  • Cooling fluid inlet provided an intermediate piece, wherein the intermediate piece delimits a communication channel opened on both sides and has a vent opening for venting the connection channel.
  • the intermediate piece can be vented, for example by applying a vacuum to the ventilation opening. Subsequently, the closing valves of the respectiveméflüs- stechniksausgangs and the respective cooling liquid inlet, which are interconnected via said intermediate piece, are opened.
  • a suitable gas such as nitrogen ⁇ example, sulfur hexafluoride or the like, so that there will be no pressure differences.
  • Other processing of the connection channel is possible within the scope of the invention.
  • cooling module has a holding frame, which is equipped with the hook part.
  • Holding frame and cooling module can thus be individually Herge ⁇ presents and connected to each other after their preparation and testing.
  • the cooling module has a Hal ⁇ frame, which is equipped with a lifting engagement for lifting the support frame.
  • the lifting engagement is for example ⁇ an annularly closed lifting eye, which has an inner ⁇ diameter, the hooking a conventional crane hook and thus a simple lifting of the holding frame and so with the entire cooling module allows. Notwithstanding this, the lifting engagement is also hook-shaped.
  • an expansion vessel is attached to the holding frame, which is connected via a connecting line to the interior of the housing. Also, the expansion vessel can then be transported separately from the housing as a component.
  • the expansion tank has, according to a further development of the invention, a housing connection for receiving or delivering insulating liquid, which is equipped with a fluid-tight closing valve ⁇ .
  • a housing connection for receiving or delivering insulating liquid which is equipped with a fluid-tight closing valve ⁇ .
  • the Ver ⁇ connection of the modules can be done again via an intermediate piece, which defines an open ended connecting channel, which is equipped with a vent and / or a discharge opening. About the discharge opening can be drained from the intermediate piece before demonta ⁇ ge insulating liquid.
  • the design of the cooling module is basically arbitrary. Advantages, however, it comes with when the cooling module is an active cooling module and has a fan.
  • the blower increases the cooling capacity of the active cooling module compared to a passive cooling module, which is dimensioned accordingly.
  • an outer wall of the electrical Ge ⁇ device is at least partially executed bullet resistant.
  • the electrical device When the electrical device is used in a power supply network, it is usually a potential target for destructive external attacks. Such an attack is, for example, the firing of handguns or rifles and the use of explosive devices with grenade or bomb fragments Entourage.
  • the bullet-resistant outer wall which is made of a bullet-resistant material or material, for example.
  • the outer wall forms ⁇ example, the outer boundary of a component of the electrical device.
  • the outer wall forms, for example, the housing or the boiler of the electrical device, which is filled with insulating liquid. This applies accordingly to the feedthroughs, the expansion tank, the cooling unit or other components of the electrical appliance. Deviating from this, the outer wall is arranged at a distance from the housing of the elec ⁇ cal device and designed as a reinforcing fence.
  • the outer wall consists of a
  • bullet resistant material with a tensile strength of over 1000 MPa comes, for example, Armored steel into consideration.
  • the outer wall comprises an outer wall and an inner wall, between which a damping means is arranged.
  • the ball penetrates the outer wall of the outer wall, where ⁇ is then absorbed and degraded in the energy of the ball of the Dämpfungsmit ⁇ tel.
  • the damping agent is a liquid or a dry foam.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the electrical device according to the invention in a perspective view
  • FIG. 2 shows a cooling module of the electrical device according to FIG. 1 in a front view
  • FIG. 3 shows the cooling module according to FIG. 2 without connecting tube and partially transparent
  • FIG. 5 shows the attached to the housing cooling module from above
  • Figure 6 show an embodiment of an intermediate piece.
  • the transformer 1 shows a perspective view of a single-phase transformer 1 as an embodiment of an electrical device OF INVENTION ⁇ to the invention.
  • the transformer 1 shown there has a housing 2, which is equipped with a cooling module 3, an expansion vessel 4, an auxiliary power module 5 and high ⁇ voltage bushings 6, 7, 8.
  • the said components or modules are detachably connected to each other, thus can be easily assembled, disassembled and transported independently of ⁇ each other.
  • the high-voltage feedthroughs 6, 7 and 8 are each designed as plug-in high-voltage feedthroughs and can be inserted with their insertion end into suitable bushings. jacks 10 are introduced.
  • the feedthrough sockets 10 are designed to be rotationally symmetrical and define a cavity which is open towards the housing cover but closed on one side and which is complementary in shape to the insertion of the respective high-voltage leadthrough 6, 7, 8.
  • the feedthrough sockets 10 are also fluid-tightly connected to the housing 2, so that the inner or oil chamber of the single-phase transformer 1 hermetically sealed or fluid-tight, so air and liquid-tight from the summarizeat- atmosphere is completed.
  • High voltage conductor is.
  • Said line bolt extends into the interior of the housing 2, ie into its oil space, where it is in contact with a winding connection line, which thus electrically connects the feedthrough socket to the respective upper or lower voltage winding of the transformer 1.
  • a klad For mounting and fixing the high-voltage feedthrough 6, 7 or 8, these each have a mounting connection 11.
  • a klad extends ⁇ lenabites 12 to a high voltage terminal 13, which is an open-air connection in the embodiment shown.
  • the distance between the fastening connection 11 and the high-voltage connection 13 in the embodiment shown is more than 3 meters and in particular 4 meters.
  • FIG. 2 shows the cooling module 3 from the front. It can be seen that the cooling module 3 is equipped with blowers 14 which, depending on the required cooling power, can be accelerated, slowed down or completely stopped by a control 15 in their number of revolutions.
  • the cooling module 3 further has two cooling branches 16 and 17, each with its own connection pipe 18 and 19, respectively are equipped. In this case, the connecting pipes branch off 18 and 19 from an upper manifold 20, wherein they are brought together in a lower manifold 21 again.
  • the lower manifold 21 forms a coolant outlet 22, which is connected to a coolant inlet of the housing 2.
  • ade york ⁇ keitseingang 23 is provided for the cooling module 3 in the upper region, via which the entering into the cooling module 3 Iso ⁇ lier gallkeit enters the upper manifold 20 and can get from there into the cooling branches 16 or 17.
  • the upper manifold 20 also has two more not visible in Figure 2 line branches, which have a heat exchanger ⁇ exchanger. Insulating fluid, which enters these lines of conduction, is routed via the respective heat exchanger. Each heat exchanger is in heat-conducting contact with the airflow generated by the fans 14. The guided via the connecting lines 18 and 19 Isolierflüs ⁇ stechnik, however, is not cooled by the blowers 14. The breakdown of the insulating liquid to the various Strö ⁇ mung paths of the cooling module 3, 15 men ⁇ taken over by the controller.
  • FIG 3 shows the cooling module 3 also being JE but disassembled from the front, the connection lines and the fan are illustrated transparent and heat exchanger 14, so that a Hal ⁇ tegestell 23 is recognizable.
  • the holding frame 23 is made
  • FIG 4 shows the cooling module 3 according to Figure 2 or 3 in a side view, in particular, the holding frame 23 is ver ⁇ interpreting light.
  • the holding frame 23 has on each side so ⁇ probably front and rear each have a longitudinal member 24.
  • the two side members 24 are arranged parallel to one another and connected to one another via an upper cross member 26 and a lower cross member 26.
  • a stiffening element 27 which extends obliquely from the lower cross member 26 to the upper cross member 26 can be seen, which is connected to the rear side member 24 via reinforcing ribs 28.
  • the reinforcing ribs 28 increase the mechanical strength of the holding post 23 and also form a climbing aid.
  • the step-out aid 28 simplistic ⁇ fanned a user on the transformer 1, for example for maintenance purposes ascend.
  • the front side member 24 is equipped with a hook part 30 having a longitudinally extending beam 29 whose free end is C-shaped.
  • the hook part 30 can be brought into engagement with a counterpart arranged on the housing 2, so that the entire cooling module 3 can be fastened to the housing 2 in a simple manner during mounting.
  • a Ab sensiblele ⁇ ment 31 can be seen, which is fixed to the front side member 24 and extends parallel to the carrier 29 of the hook portion 30.
  • the support member 31 After hooking the C-shaped free end of the hook portion 30 to the attached to the housing 2 counterpart, the support member 31 is located with its free end against the outer wall ⁇ of the housing 2 and holds the cooling module 3 in a position in which the front The longitudinal member 24 extends substantially parallel to the side wall of the housing 2.
  • FIG. 5 shows the housing 2 with the suspended cooling module 3 in a plan view with the connection lines 18 and 18 mounted 19.
  • the coolant inlet 23 of the upper manifold 20 is connected via a connecting line 32 to an inlet port 33 of the housing 2.
  • the connecting line 32 is fluid-tight, so air and liquid-tight, connected to the input ⁇ stub 33 and has a closing valve 34 in its front region.
  • the cooling liquid inlet 23 of the cooling module 3 with a closing valve 34 refinedrüs ⁇ tet.
  • the connecting line 32 is connected via an intermediate piece 35 with the cooling liquid inlet 23 of the cooling module 3.
  • the coolant outlet of the housing 2 is connected to the coolant inlet 23 via the intermediate piece 35.
  • Figure 6 shows the mentioned intermediate piece 35 in a magnification ⁇ ßerten representation.
  • the intermediate part 35 defines an arcuate connecting channel, which is open on both sides and a flange 36 in fluid-tight connection ⁇ with a cooling fluid inlet or coolant outlet is connectable.
  • a bleed screw is pre ⁇ see.
  • the connec ⁇ duct of the intermediate piece 35 can be vented. This is done, for example, by applying a vacuum. Subsequently ⁇ AZd the connecting channel can be filled with a gas or the closing valves 34 of the inputs or from ⁇ be opened carefully transitions.
  • the intermediate piece 35 further has a drain screw 38, with the disassembly insulating liquid can be discharged from the Ver ⁇ binding channel specifically. After draining the insulating liquid, each intermediate piece 35 can demonstrate and then the cooling unit 3 are separated from the housing 3.

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Abstract

Um ein elektrisches Gerät (1) zum Anschluss an ein Hochspannungsnetz mit einem mit Isolierflüssigkeit befüllbaren Gehäuse (2), in dem ein Kern mit wenigstens einer Wicklung angeordnet ist, und mit einem über Anschlussleitungen (32,35) mit dem Gehäuse (2) verbundenen Kühlmodul (3) zum Kühlen der Isolierflüssigkeit, bereitzustellen, das günstig ist, schnell transportiert und schnell vor Ort in Betrieb genommen werden kann, wird vorgeschlagen, dass das Kühlmodul (3) mittels einer Hakenverbindung (25) an dem Gehäuse (2) befestigt ist.

Description

Beschreibung
Transformator mit eingehängtem Kühlmodul Die Erfindung betrifft ein elektrisches Gerät zum Anschluss an ein Hochspannungsnetz mit einem mit Isolierflüssigkeit befüllbaren Gehäuse, in dem ein Kern mit wenigstens einer Wicklung angeordnet ist, und einem über Anschlussleitungen mit dem Gehäuse verbundenen Kühlmodul zum Kühlen der Isolier- flüssigkeit.
Ein solches elektrisches Gerät ist aus der ständigen Praxis bereits bekannt. So weisen beispielsweise Transformatoren ein Gehäuse auf, in dem ein Kern mit Joch und mehreren Schenkeln angeordnet ist, wobei wenigstens ein Schenkel von einer Wick¬ lung umschlossen ist. Das Gebilde aus Kern und Wicklungen wird vom Fachmann oft als Aktivteil bezeichnet. Zur Isolie¬ rung der elektrischen Leiter wird das Gehäuse des Transforma¬ tors mit einer Isolierflüssigkeit befüllt, die neben der elektrischen Isolation auch eine Kühlung des Aktivteils ermöglichen soll. Dazu wird die vom Aktivteil aufgeheizte Iso¬ lierflüssigkeit über ein Kühlmodul geführt, das mit dem Ge¬ häuse verbunden ist. Um die notwenige Kühlungsleistung bereitstellen zu können, sind Kühlmodule in der Regel raumgrei- fend und weisen ein hohes Eigengewicht auf. Sie sind ferner bevorzugt fest an dem Gehäuse fixiert.
Darüber hinaus ist aus der Praxis bekannt geworden, Kühlmodu¬ le auf Lastkraftwagen anzuordnen. Die Lastkraftwagen werden in der Nähe des Transformatorgehäuses abgestellt, so dass das Gehäuse über eine Schlauchverbindung mit dem oder den Kühlmodulen verbunden werden kann. Dies weist jedoch den Nachteil auf, dass der das Kühlmodul und das Gehäuse umfassende Trans¬ formator noch mehr Platz benötigt. Darüber hinaus stellt die fehleranfällige Schlauchverbindung ein Umweltschutzrisiko dar . Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein elektrisches Gerät der eingangs genannten Art bereitzustellen, das kostengünstig ist, schnell transportiert und schnell vor Ort in Betrieb ge- nommen werden kann.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass das Kühlmodul an dem Gehäuse mittels einer Hakenverbindung befestigt ist.
Erfindungsgemäß wird das Kühlmodul zur Inbetriebnahme eines Transformators oder einer Drossel als elektrisches Gerät an dem Gehäuse eingehakt. Dies ermöglicht das Kühlmodul mit ei¬ nem Kranhub am Gehäuse zu befestigen. Im Rahmen der Erfindung sind keine Verschraubungen notwendig. Durch die Hakenverbindung im Zusammenspiel mit dem hohen Eigengewicht des Kühlmo- duls hält das erfindungsgemäße elektrische Gerät den mechani¬ schen Anforderungen während des Betriebs stand. Zur Verbindung des Innenraums des Kühlmoduls mit dem Innenraum des Ge¬ häuses ist eine zweckmäßige Verbindung, wie beispielsweise eine Rohrverbindung, im Rahmen der Erfindung vorgesehen.
Vorteilhafterweise weist die Hakenverbindung ein fest mit dem Kühlmodul verbundenes Hakenteil und ein an dem Gehäuse fest angeordnetes Gegenstück auf, wobei das Hakenteil und das Ge¬ genstück so ausgestaltet sind, dass ein Eingriff des Haken- teils mit dem Gegenstück ermöglicht ist. Das Hakenteil hintergreift beispielsweise mit einem hakenförmigen Endstück das Gegenstück, wobei das Gewicht des Kühlmoduls das haken¬ förmige Endstück gegen das Gegenstück drückt. Vorteilhafterweise verfügt das Gehäuse über einen Deckel, wo¬ bei das Gegenstück auf dem Deckel angeordnet ist. Gemäß die¬ ser vorteilhaften Weiterentwicklung ist der Vorgang des Ein- hakens mit einem Kran im Rahmen der Erfindung noch weiter vereinfacht, da das Gegenstück, das auf dem Gehäusedeckel an- geordnet ist, einfach zugänglich ist. Die Inbetriebnahme des elektrischen Gerätes ist so noch weiter beschleunigt. Gemäß einer diesbezüglich zweckmäßigen Weiterentwicklung sind zwei Gegenstücke mit gleichem Abstand zu einer Kante des Ge¬ häuses vorgesehen. Bei dieser Ausführung der Erfindung sind zwei Hakenverbindungen vorgesehen, die zueinander identisch ausgebildet sind, so dass es zu einem symmetrischen Halt des Kühlmoduls am Gehäuse kommt.
Bevorzugt weist das Hakenteil einen sich in einer Längsrich¬ tung erstreckenden Träger mit einem C-förmig gebogenen freien Ende auf, wobei das Gegenstück als Haltebolzen ausgebildet ist, der sich parallel zu einer Wandung des Gehäuses und mit einem Abstand zu dieser erstreckt. Der Haltebolzen ist über zwei fest mit dem Gehäuse verbundene Schenkel fest an dem Ge¬ häuse, beispielsweise auf dem Gehäusedeckel, angebracht, bei- spielsweise durch Verschweißen, so dass ein auf den Kopf ge¬ stelltes U-förmiges Gegenstück bereitgestellt ist, in das das C-förmig gebogene Ende des Hakenteils leicht und zuverlässig eingehakt werden kann. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weisen sowohl das Gehäuse als auch das Kühlmodul jeweils wenigstens einen Kühl¬ flüssigkeitseingang und wenigstens einen Kühlflüssigkeitsaus¬ gang auf, die zum Austausch von Isolierflüssigkeit miteinander verbindbar sind, wobei jeder Kühlflüssigkeitsausgang und jeder Kühlflüssigkeitseingang mit einem fluiddichten Schließventil ausgerüstet ist. Gemäß dieser vorteilhaften Weiterent¬ wicklung können die Module des elektrischen Gerätes, also das Gehäuse und das Kühlmodul, unabhängig voneinander mit Iso¬ lierflüssigkeit befüllt und transportiert werden. Anschlie- ßend erfolgt die Verbindung der beiden Module über dazu zweckmäßig ausgestaltete Anschlüsse, beispielsweise Rohrver¬ bindungen mit Winkelkompensatoren, so dass Isolierflüssigkeit von dem Gehäuse in das Kühlmodul gelangen kann und umgekehrt. Die Schließventile ermöglichen, das Gehäuse beziehungsweise das Kühlmodul fluiddicht zu verschließen. Nachdem die Verbin¬ dung zwischen Kühlmodul und Gehäuse hergestellt ist, werden die Schließventile geöffnet. Unter fluiddichten Schließventi¬ len ist zu verstehen, dass die Schließventile sowohl für Luft als auch für Flüssigkeiten undurchlässig sind und somit eine Verunreinigung der Isolierflüssigkeit, beispielsweise eines mineralischen Isolieröls, mit Feuchtigkeit oder Luft verhin¬ dern .
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist zur fluiddichten Verbindung von Kühlflüssigkeitsausgang und
Kühlflüssigkeitseingang ein Zwischenstück vorgesehen, wobei das Zwischenstück einen beidseitig geöffneten Verbindungska- nal begrenzt und eine Entlüftungsöffnung zum Entlüften des Verbindungskanals aufweist. Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung kann das Zwischenstück beispielsweise durch Anlegen eines Vakuums an der Lüftungsöffnung entlüftet werden. Anschließend werden die Schließventile des jeweiligen Kühlflüs- sigkeitsausgangs und des jeweiligen Kühlflüssigkeitseingangs, die über das besagte Zwischenstück miteinander verbunden sind, geöffnet. Selbstverständlich ist es auch möglich, den Verbindungskanal mit einem zweckmäßigen Gas, wie beispiels¬ weise Stickstoff, Schwefelhexafluorid oder dergleichen, zu befüllen, so dass es zu keinen Druckdifferenzen kommt. Auch eine sonstige Bearbeitung des Verbindungskanals ist im Rahmen der Erfindung möglich.
Weitere Vorteile bringt es mit sich, wenn das Kühlmodul einen Halterahmen aufweist, der mit dem Hakenteil ausgerüstet ist. Halterahmen und Kühlmodul können somit individuell herge¬ stellt und nach ihrer Herstellung und Prüfung miteinander verbunden werden. Die Gesamtkonstruktion, die hier ebenfalls als Kühlmodul bezeichnet wird, kann somit mit dem besagten Hakenteil in ein an dem Gehäuse befestigtes Gegenstück einge¬ hakt werden.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn das Kühlmodul einen Hal¬ terahmen aufweist, der mit einem Hebeeingriff zum Anheben des Halterahmens ausgerüstet ist. Der Hebeeingriff ist beispiels¬ weise eine ringförmig geschlossene Hebeöse, die einen Innen¬ durchmesser aufweist, der das Einhaken eines üblichen Kranhakens und somit ein einfaches Anheben des Halterahmens und so- mit des gesamten Kühlmoduls ermöglicht. Abweichend hiervon ist der Hebeeingriff ebenfalls hakenförmig ausgebildet.
Gemäß einer diesbezüglich zweckmäßigen Weiterentwicklung ist an dem Halterahmen ein Ausdehnungsgefäß befestigt, das über eine Anschlussleitung mit dem Innenraum des Gehäuses verbunden ist. Auch das Ausdehnungsgefäß kann dann getrennt von dem Gehäuse als Komponente transportiert werden. Das Ausdehnungsgefäß weist gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung einen Gehäuseanschluss zur Aufnahme oder Abgabe von Isolierflüssigkeit auf, der mit einem fluiddichten Schlie߬ ventil ausgerüstet ist. Entsprechendes gilt für ein Ausdeh¬ nungsgefäß des Gehäuses, so dass ein unabhängiger Transport ermöglicht ist, wobei beide Bauteile oder Komponenten oder Module mit Isolierflüssigkeit befüllt sein können. Die Ver¬ bindung der Module kann wieder über ein Zwischenstück erfolgen, das einen beidseitig offenen Verbindungskanal begrenzt, der mit einer Entlüftungsöffnung und/oder einer Ablassöffnung ausgerüstet ist. Über die Ablassöffnung kann vor der Demonta¬ ge Isolierflüssigkeit aus dem Zwischenstück abgelassen werden .
Die Ausgestaltung des Kühlmoduls ist grundsätzlich beliebig. Vorteile bringt es jedoch mit sich, wenn das Kühlmodul ein aktives Kühlmodul ist und ein Gebläse aufweist. Das Gebläse steigert die Kühlleistung des aktiven Kühlmoduls im Vergleich zu einem passiven Kühlmodul, das entsprechend dimensioniert ist .
Zweckmäßigerweise ist eine Außenwandung des elektrischen Ge¬ räts zumindest teilweise durchschusshemmend ausgeführt. Wird das elektrische Gerät in einem Energieversorgungsnetz eingesetzt, stellt dieses als Knotenpunkt in der Regel ein poten- zielles Angriffsziel für zerstörerische Angriffe von außen dar. Ein solcher Angriff ist beispielsweise das Beschießen mit Handfeuerwaffen oder Gewehren und der Einsatz von Sprengsätzen mit Granat- oder Bombensplitter im Gefolge. Zum Schutz vor solchen Angriffen dient die durchschusshemmende Außenwandung, die z.B. aus einem durchschusshemmenden Material oder Werkstoff, gefertigt ist. Die Außenwandung bildet beispiels¬ weise die äußere Begrenzung einer Komponente des elektrischen Geräts. Insbesondere bildet die Außenwandung beispielsweise das Gehäuse oder den Kessel des elektrischen Geräts, das mit Isolierflüssigkeit befüllt ist. Dies gilt entsprechend für die Durchführungen, das Ausdehnungsgefäß, die Kühleinheit oder andere Komponenten des elektrischen Geräts. Abweichend hiervon ist die Außenwand mit Abstand zum Gehäuse des elekt¬ rischen Geräts angeordnet und als Armierungszaun ausgeführt.
Zweckmäßigerweise besteht die Außenwandung aus einem
durchschusshemmende Werkstoff mit einer Zugfestigkeit von über 1000 MPa. Hier kommt z.B. Panzerstahl in Betracht.
Gemäß einer abweichenden Variante dieser Ausführung der Erfindung umfasst die Außenwandung eine außenliegende Wand und eine innenliegende Wand, zwischen denen ein Dämpfungsmittel angeordnet ist. Bei einem Schuss auf das elektrische Gerät durchschlägt die Kugel die äußere Wand der Außenwandung, wo¬ bei die Energie der Kugel anschließend von dem Dämpfungsmit¬ tel aufgenommen und abgebaut wird. Zweckmäßigerweise ist das Dämpfungsmittel eine Flüssigkeit oder ein Trockenschaum.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfin¬ dung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleich wirken de Bauteile verweisen und wobei
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektrischen Geräts in einer perspektivischen Darstellung, Figur 2 ein Kühlmodul des elektrischen Geräts gemäß Figur 1 in einer Vorderansicht,
Figur 3 das Kühlmodul gemäß Figur 2 ohne Anschlussroh¬ re und teilweise transparent,
Figur 4 das Kühlmodul gemäß der Figuren 2 und 3 in ei¬ ner Seitenansicht,
Figur 5 das an das Gehäuse angehängte Kühlmodul von oben und
Figur 6 Ausführungsbeispiel eines Zwischenstücks zeigen .
Figur 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht einen einphasigen Transformator 1 als Ausführungsbeispiel eines erfin¬ dungsgemäßen elektrischen Geräts. Der dort gezeigte Transformator 1 weist ein Gehäuse 2 auf, das mit einem Kühlmodul 3, einem Ausdehnungsgefäß 4, einem Hilfsstrommodul 5 und Hoch¬ spannungsdurchführungen 6, 7, 8 bestückt ist. Die genannten Komponenten oder Module sind lösbar miteinander verbunden, können somit einfach montiert, demontiert und unabhängig von¬ einander transportiert werden. Zum Schutz der Hochspannungs- durchführungen 6, 7 und 8 und dem in dem Gehäuse angeordneten Aktivteil des Transformators, also der mit der Hochspannungs¬ durchführung 6 oder 7 verbundenen Oberspannungswicklung sowie der mit der Hochspannungsdurchführung 8 verbundenen Unterspannungswicklung und des Kerns, dessen Schenkel von den je- weiligen Wicklungen umschlossen werden, dienen Abieiter 9, die innerhalb ihres Ableitergehäuses einen nichtlinearen Wi¬ derstand aufweisen, der bei Überspannungen von einem nicht leitenden Zustand in einen leitenden Zustand übergeht und so¬ mit die parallel zu ihm geschalteten Bauteile schützt.
Die Hochspannungsdurchführungen 6, 7 und 8 sind jeweils als einsteckbare Hochspannungsdurchführungen ausgebildet und können mit ihrem Einsteckende in passende Durchführungssteck- buchsen 10 eingeführt werden. Die Durchführungssteckbuchsen 10 sind rotationssymmetrisch ausgebildet und begrenzen einen zum Gehäusedeckel hin offen liegenden jedoch einseitig geschlossenen Hohlraum, der formkomplementär zu dem Einstecken- de der jeweiligen Hochspannungsdurchführung 6, 7, 8 ausgebildet ist. Die Durchführungssteckbuchsen 10 sind ferner fluid- dicht mit dem Gehäuse 2 verbunden, so dass der Innen- oder Ölraum des einphasigen Transformators 1 hermetisch oder fluiddicht, also luft- und flüssigkeitsdicht von der Außenat- mosphäre abgeschlossen ist. Am geschlossenen Ende der Durchführungssteckbuchse 10 ist ein figürlich nicht erkennbarer Leitungsbolzen gehalten, der wenn die Hochspannungsdurchführung 6, 7 oder 8 in die jeweilige Durchführungssteckbuchse 10 eingeführt ist, in leitendem Kontakt mit dem sich durch die jeweilige Hochspannungsdurchführung 6, 7, 8 erstreckenden
Hochspannungsleiter ist. Der besagte Leitungsbolzen erstreckt sich in das Innere des Gehäuses 2, also in dessen Ölraum hinein, wo er in Kontakt mit einer Wicklungsanschlussleitung steht, die somit die Durchführungssteckbuchse elektrisch mit der jeweiligen Ober- oder Unterspannungswicklung des Transformators 1 verbindet.
Zur Montage und Fixierung der Hochspannungsdurchführung 6, 7 oder 8 weisen diese jeweils einen Befestigungsanschluss 11 auf. Von dem Befestigungsanschluss 11 erstreckt sich ein Säu¬ lenabschnitt 12 zu einem Hochspannungsanschluss 13, der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Freiluftanschluss ist. Der Abstand zwischen dem Befestigungsanschluss 11 und dem Hochspannungsanschluss 13 beträgt in dem gezeigten Ausfüh- rungsbeispiel über 3 Meter und insbesondere 4 Meter.
Figur 2 zeigt das Kühlmodul 3 von vorn. Es ist erkennbar, dass das Kühlmodul 3 mit Gebläsen 14 ausgerüstet ist, die in Abhängigkeit der erforderlichen Kühlleistung durch eine Steu- erung 15 in ihrer Umdrehungszahl beschleunigt, verlangsamt oder vollkommen abgestellt werden können. Das Kühlmodul 3 verfügt ferner über zwei Kühlzweige 16 und 17, die jeweils mit einer eigenen Anschlussrohrleitung 18 beziehungsweise 19 ausgerüstet sind. Dabei zweigen die Anschlussrohrleitungen 18 und 19 von einer oberen Sammelleitung 20 ab, wobei sie in einer unteren Sammelleitung 21 wieder zusammengeführt werden. Die untere Sammelleitung 21 bildet einen Kühlflüssigkeitsaus- gang 22 aus, der mit einem Kühlflüssigkeitseingang des Gehäuses 2 verbunden wird. Darüber hinaus ist ein Kühlflüssig¬ keitseingang 23 für das Kühlmodul 3 in dessen oberen Bereich vorgesehen, über den die in das Kühlmodul 3 eintretende Iso¬ lierflüssigkeit in die obere Sammelleitung 20 eintritt und von dort in die Kühlzweige 16 oder 17 gelangen kann.
Die obere Sammelleitung 20 weist ferner zwei weitere in Figur 2 nicht sichtbare Leitungszweige auf, welche einen Wärmeaus¬ tauscher aufweisen. Isolierflüssigkeit, die in diese Lei- tungszweige gelangt, wird über den jeweiligen Wärmetauscher geführt. Jeder Wärmetauscher ist in einem wärmeleitenden Kontakt mit dem von den Gebläsen 14 erzeugten Luftstrom. Die über die Anschlussleitungen 18 und 19 geführte Isolierflüs¬ sigkeit wird hingegen nicht von den Gebläsen 14 gekühlt. Die Aufteilung der Isolierflüssigkeit auf die verschiedenen Strö¬ mungswege des Kühlmoduls 3 wird von der Steuerung 15 übernom¬ men .
Figur 3 zeigt das Kühlmodul 3 ebenfalls von vorn, wobei je- doch die Anschlussleitungen demontiert und die Gebläse 14 und Wärmetauscher transparent verdeutlicht sind, so dass ein Hal¬ tegestell 23 erkennbar ist. Das Haltegestell 23 ist aus
Längs- und Querträgern zusammengesetzt und dient zur Halte¬ rung der Gebläse 14, der figürlich nicht dargestellten Wärme- austauscher, der Kühlungszweige 16 und 17 und schließlich der Sammelleitungen 20 und 21. An zwei Längsträgern 24 des Haltegestells 23 ist im oberen Bereich des Kühlmoduls 3 jeweils eine Hebeöse 25 ausgebildet. Die Hebeöse 25 kann beispiels¬ weise mit einem Kranhaken in Eingriff gebracht werden, so dass das gesamte Kühlmodul 3 zur Montage des elektrischen Ge¬ räts 1 auf einfache Weise angehoben werden kann. In Figur 3 sind die Öffnungen in der oberen Sammelleitung 20 für die An- Schlussleitungen 18 und 19 verdeutlicht und deren Gegenpart in der unteren Sammelleitung 21.
Figur 4 zeigt das Kühlmodul 3 gemäß Figur 2 oder 3 in einer Seitenansicht, in der insbesondere das Haltegestell 23 ver¬ deutlicht ist. Das Haltegestell 23 weist an jeder Seite so¬ wohl vorn als auch hinten jeweils einen Längsträger 24 auf. Die beiden Längsträger 24 sind zueinander parallel angeordnet und über einen oberen Querträger 26 und einen unteren Quer- träger 26 miteinander verbunden. Darüber hinaus ist ein sich in Schrägrichtung von dem unteren Querträger 26 zu dem oberen Querträger 26 erstreckendes Versteifungselement 27 erkennbar, das über Verstärkungsrippen 28 mit dem hinteren Längsträger 24 verbunden ist. Die Verstärkungsrippen 28 erhöhen die me- chanische Festigkeit des Haltegestellt 23 und bilden darüber hinaus eine Aufstiegshilfe aus. Die Ausstiegshilfe 28 verein¬ facht einem Nutzer auf den Transformator 1 beispielsweise zu Wartungszwecken aufzusteigen. Der vordere Längsträger 24 ist mit einem Hakenteil 30 ausgerüstet, das einen sich in einer Längsrichtung erstreckenden Träger 29 aufweist, dessen freies Ende C-förmig gebogenen ist. Das Hakenteil 30 kann mit einem an dem Gehäuse 2 angeordneten Gegenstück in Eingriff gebracht werden, so dass das gesamte Kühlmodul 3 bei der Montage auf einfache Weise durch Einhängen an dem Gehäuse 2 befestigt werden kann.
Im unteren Bereich des Haltegestells 23 ist ein Abstützele¬ ment 31 erkennbar, das an dem vorderen Längsträger 24 befestigt ist und sich parallel zum Träger 29 des Hakenteils 30 erstreckt. Nach dem Einhaken des C-förmigen freien Endes des Hakenteils 30 an dem an dem Gehäuse 2 befestigten Gegenstück liegt das Abstützelement 31 mit seinem freien Ende an der Au¬ ßenwand des Gehäuses 2 an und hält das Kühlmodul 3 in einer Stellung, in welcher der vordere Längsträger 24 im Wesentli- chen parallel zur Seitenwandung des Gehäuses 2 verläuft.
Figur 5 zeigt das Gehäuse 2 mit dem eingehängten Kühlmodul 3 in einer Draufsicht mit montierten Anschlussleitungen 18 und 19. In dieser Stellung ist besonders gut erkennbar, dass der Kühlflüssigkeitseingang 23 der oberen Sammelleitung 20 über eine Anschlussleitung 32 mit einem Eingangsstutzen 33 des Gehäuses 2 verbunden ist. Die Anschlussleitung 32 ist fluid- dicht, also luft- und flüssigkeitsdicht, mit dem Eingangs¬ stutzen 33 verbunden und weist in ihrem vorderen Bereich ein Schließventil 34 auf. Weiterhin ist der Kühlflüssigkeitseingang 23 des Kühlmoduls 3 mit einem Schließventil 34 ausgerüs¬ tet. Die Anschlussleitung 32 ist dabei über ein Zwischenstück 35 mit dem Kühlflüssigkeitseingang 23 des Kühlmoduls 3 verbunden. Mit anderen Worten ist der Kühlflüssigkeitsausgang des Gehäuses 2 mit dem Kühlflüssigkeitseingang 23 über das Zwischenstück 35 verbunden. Entsprechend ist der Kühlflüssig¬ keitsausgang 22 im unteren Bereich des Kühlmoduls 3, der ebenfalls mit einem Schließventil 34 bestückt ist, mit einem ebenfalls unteren Bereich angeordneten und mit einem Schließventil 34 bestückten Kühlflüssigkeitseingang des Gehäuses 2 über ein Zwischenstück 35 verbunden. Figur 6 zeigt das erwähnte Zwischenstück 35 in einer vergrö¬ ßerten Darstellung. Insbesondere ist erkennbar, dass das Zwischenstück 35 einen bogenförmig verlaufenden Verbindungskanal begrenzt, der beidseitig geöffnet ist und über eine Flansch¬ verbindung 36 fluiddicht mit einem Kühlflüssigkeitseingang beziehungsweise Kühlflüssigkeitsausgang verbindbar ist. Zum Entlüften des sich zwischen den beiden Öffnungen erstreckenden Verbindungskanals ist eine Entlüftungsschraube 37 vorge¬ sehen. Mit Hilfe der Entlüftungsschraube 37 kann der Verbin¬ dungskanal des Zwischenstücks 35 entlüftet werden. Dies er- folgt beispielsweise durch Anlegen eines Vakuums. Anschlie¬ ßend kann der Verbindungskanal mit einem Gas befüllt werden oder aber die Schließventile 34 der Ein- beziehungsweise Aus¬ gänge vorsichtig geöffnet werden. Das Zwischenstück 35 verfügt ferner über eine Ablassschraube 38, mit der bei der Demontage Isolierflüssigkeit aus dem Ver¬ bindungskanal gezielt abgelassen werden kann. Nach dem Ablassen der Isolierflüssigkeit kann jedes Zwischenstück 35 demon- tiert und anschließend die Kühleinheit 3 von dem Gehäuse 3 getrennt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Elektrisches Gerät (1) zum Anschluss an ein Hochspannungs¬ netz mit
- einem mit Isolierflüssigkeit befüllbaren Gehäuse (2), in dem ein Kern mit wenigstens einer Wicklung angeordnet ist, und
- einem über Anschlussleitungen (32,35) mit dem Gehäuse (2) verbundenen Kühlmodul (3) zum Kühlen der Isolierflüssig- keit,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
das Kühlmodul (3) an dem Gehäuse (2) mittels einer Hakenver¬ bindung (30) befestigt ist.
2. Elektrisches (1) Gerät nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Hakenverbindung (30) ein fest mit dem Kühlmodul (3) ver¬ bundenes Hakenteil (29) und ein an dem Gehäuse (2) fest an¬ geordnetes Gegenstück aufweist, wobei das Hakenteil (29) und das Gegenstück so ausgestaltet sind, dass ein Eingriff des Hakenteils (29) in das Gegenstück ermöglicht ist.
3. Elektrisches Gerät (1) nach Anspruch 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
das Gehäuse (2) einen Deckel aufweist und das Gegenstück auf dem Gehäusedeckel angeordnet ist.
4. Elektrisches Gerät (1) nach Anspruch 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
wenigstens zwei Gegenstücke mit gleichem Abstand zu einer Kante des Gehäuses (2) vorgesehen sind.
5. Elektrisches Gerät (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
das Hakenteil (29) einen sich in einer Längsrichtung erstreckenden Träger mit einem c-förmig gebogenen freien Ende aufweist und das Gegenstück ein Haltebolzen ist, der sich paral- lel zu einer Wandung des Gehäuses (2) und mit Abstand zu die¬ ser erstreckt.
6. Elektrisches Gerät (1) nach einem der vorhergehenden An- Sprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
sowohl das Gehäuse (2) als auch das Kühlmodul (3) jeweils we¬ nigstens einen Kühlungsflüssigkeitseingang und wenigstens einen Kühlflüssigkeitsausgang aufweisen, die zum Austausch von Isolierflüssigkeit miteinander verbindbar sind, wobei jeder
Kühlflüssigkeitsausgang und jeder Kühlflüssigkeitseingang mit einem fluiddichten Schließventil (34) ausgerüstet ist.
7. Elektrisches Gerät (1) nach Anspruch 6,
g e k e n n z e i c h n e t d u r c h
ein Zwischenstück (35) zur fluiddichten Verbindung von
Kühlflüssigkeitsausgang und Kühlflüssigkeitseingang, wobei das Zwischenstück (35) einen Verbindungskanal begrenzt und eine Entlüftungsöffnung (37) zum Entlüften des Verbindungska- nals aufweist.
8. Elektrisches Gerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
das Kühlmodul (3) einen Halterahmen (23) aufweist, der mit einem Hakenteil (30) ausgerüstet ist.
9. Elektrisches Gerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
das Kühlmodul (3) einen Halterahmen (23) aufweist, der mit einem Hebeeingriff (25) zum Anheben des Halterahmens (23) ausgerüstet ist.
10. Elektrisches Gerät (1) nach Anspruch 8 oder 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass an dem Halterahmen (23) ein Ausdehnungsgefäß (4) befestigt ist, das über eine Anschlussleitung mit dem Innenraum des Gehäuses (2) verbunden ist. .
11. Elektrisches Gerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
das Kühlmodul (3) wenigstens ein Gebläse (14) aufweist.
12. Elektrisches Gerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
eine Außenwandung des elektrischen Geräts (1) zumindest ab¬ schnittsweise durchschusshemmenden ausgebildet ist.
13. Elektrisches Gerät (1) nach Anspruch 12,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Außenwandung aus einem durchschusshemmenden Werkstoff mit einer Zugfestigkeit von größer als 1000 MPa besteht.
14. Elektrisches Gerät (1) nach Anspruch 12,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Außenwandung eine außenliegende Wand und eine innenlie¬ gende Wand umfasst, zwischen denen ein Dämpfungsmittel ange¬ ordnet ist.
15. Elektrisches Gerät (1) nach Anspruch 14,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
das Dämpfungsmittel eine Flüssigkeit oder ein Trockenschaum ist.
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