EP3788643A1 - Hochspannungsdurchführung - Google Patents

Hochspannungsdurchführung

Info

Publication number
EP3788643A1
EP3788643A1 EP19729687.4A EP19729687A EP3788643A1 EP 3788643 A1 EP3788643 A1 EP 3788643A1 EP 19729687 A EP19729687 A EP 19729687A EP 3788643 A1 EP3788643 A1 EP 3788643A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
voltage bushing
switching
voltage
bushing
drive unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19729687.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jörg FINDEISEN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP3788643A1 publication Critical patent/EP3788643A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B17/00—Insulators or insulating bodies characterised by their form
    • H01B17/005—Insulators structurally associated with built-in electrical equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B17/00—Insulators or insulating bodies characterised by their form
    • H01B17/26—Lead-in insulators; Lead-through insulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/662—Housings or protective screens
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/662—Housings or protective screens
    • H01H33/66207—Specific housing details, e.g. sealing, soldering or brazing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/666—Operating arrangements

Definitions

  • the invention relates to a high-voltage bushing for an electrical device that can be filled with a fluid, the high-voltage bushing having a current conductor and the current conductor being surrounded by an insulating body, the insulating body being part of an insulating arrangement.
  • the high-voltage bushing is also referred to as a bushing.
  • the bushing is used to guide a live conductor through an opening in a grounded wall.
  • This wall is mostly represented by the housing of an electrical device. Examples are transformers,
  • High-voltage bushing includes in particular
  • Devices with such high-voltage bushings are basically known, especially devices such as
  • the insulating body surrounds the conductor that is the high-voltage bushing
  • the length of the insulating body is determined by the striking distances and creepage distances. In addition to the tension, these are also of the respective
  • the implementation is preferably carried out without control.
  • a capacitive field control is mostly used to keep the required diameters small.
  • metallic foils alternating with one Insulating medium (e.g. paper, foil) wound up and impregnated with oil or epoxy resin after drying.
  • Insulating medium e.g. paper, foil
  • Mains section must be reliably separated from the source of the error, otherwise the high short-circuit currents will damage the electrical device or the mains section.
  • the task is to run the current path through a
  • a high-voltage bushing of the type mentioned at the outset is made available, the current conductor having at least one interruption in which the switching unit for interrupting the current path is arranged.
  • the switching unit can be interrupted directly in the high-voltage bushing
  • the switching unit is implemented directly in the high-voltage bushing.
  • a multifunctional component is therefore provided for the device, the multifunctional Component has the high-voltage bushing and the switching unit at the same time.
  • the wiring of the device is thus simplified because an external cable feed for a switching signal can be omitted.
  • the switch unit can be replaced together with the high-voltage bushing, which simplifies maintenance.
  • the switching unit is preferably mechanically actuated and gas-tight encapsulated.
  • the internal insulation of the space surrounding the switching contacts within the switching unit can be implemented, for example, by a vacuum or an insulating gas.
  • Preferred embodiments of the invention provide that the switching unit is formed by one or more vacuum switching tubes. This technology has been sufficiently researched and enables simple, reliable design of the switching unit.
  • High voltage bushing are arranged. This enables a particularly simple and compact design.
  • the vacuum interrupters are not above the contours of the
  • the contours of the bushing envelop the switching elements.
  • the contours can be cylindrical, for example
  • High-voltage bushing on a drive unit for actuating the switching unit.
  • the drive unit is preferably within the contours of the high-voltage bushing
  • the drive unit can be compactly integrated into the high-voltage bushing.
  • the drive unit is in preferred embodiments not beyond the contours of the high-voltage bushing, but rather the contours of the high-voltage bushing also envelop them. It is preferred that a separate drive unit is provided for each switching unit. It is particularly preferred that the
  • High voltage bushing is positioned.
  • the housing forming a waveguide preferably forms the latter
  • Waveguide represents an electrical shield or electrode of the high-voltage bushing.
  • the interior preferably contains components of the drive unit
  • the drive unit for actuating the switching unit and / or the switching unit are / are at least partially arranged within the waveguide. It is particularly preferred that a control and / or control unit of the switching unit is arranged within the waveguide of the high-voltage bushing. So a very compact design of the
  • two opposite ends of the current conductor are designed as closed conductors and the opposite ends are connected to one another by a waveguide section. So an encapsulation of the
  • the drive unit for actuating the switching unit is preferably arranged within the waveguide. This enables a particularly compact design.
  • the drive unit can thus be protected against external influences.
  • Monitoring unit can particularly preferably in the
  • the control unit is preferably with at least one
  • Sensor connected particularly preferably evaluates the measurement signals received by this sensor and monitors again preferably whether a so-called switching criterion is met.
  • This switching criterion preferably a
  • Switch-off criterion can be a complex multi-stage
  • control unit preferably generates a switching signal, which is preferably transmitted to the drive unit for the switching unit of the high-voltage bushing, and thus a
  • the switching unit and / or the drive unit are less
  • High-voltage bushing placed, preferably in the axially removed from a mounting flange of the bushing
  • This shift rod is preferably at least partially electrically conductive. It is particularly preferred that the switching rod is a part of the current path through the
  • the mounting flange is preferably arranged axially in the area of the shift rod and faces both Switch unit and the drive unit on an axial distance which is at least the diameter of the
  • Insulating body of the high-voltage bushing is particularly preferably an additional electrical insulation between the switching rod forming the current path and the
  • the additional electrical insulation is preferably represented by additional insulating cylinders or a capacitive field control.
  • the shift rod is preferably set up to move the mechanical shifting movement from the drive unit
  • Transfer switching unit and is preferably formed from a conductor material and dimensioned such that it forms the current conductor of the bushing in the area between the drive unit and the switching unit.
  • the shift rod preferably has a lower one
  • Mounting flange of the bushing is used because there is a high mounting flange in the area of the ground potential
  • insulating cylinders are preferred
  • the space which is freed up is preferably used for placing a stepped capacitive field control by means of metallic control linings.
  • Switching rod in the connection area to the drive unit an insulating section for decoupling from the drive. This allows the shift rod to be better decoupled from the drive.
  • a switching unit at least partially includes the insulating cylinder.
  • the insulating cylinder Preferably the
  • Insulating cylinder concentric to the inside diameter of the
  • Mounting flange of the high-voltage bushing is arranged. It is particularly preferred that the insulating cylinder is axially aligned with the mounting flange of the bushing.
  • the drive unit has a housing.
  • the housing of the drive unit preferably provides part of the current conductor of the high-voltage bushing. This means that preferably the housing
  • the housing of the drive unit and / or a housing of a control and control unit of the switching unit is preferably designed to be electrically conductive and forms a current conductor which runs part of the current path through the
  • the housing can thus take on a double function and enable a compact construction of the device.
  • the drive unit can be encapsulated in the housing. In special embodiments, the
  • Working voltage is comparatively low to the voltage of the conductor of the high-voltage bushing.
  • the housing is rounded for this purpose.
  • Electrodes or shields in particular at high operating voltages, in order to ensure large radii which are advantageous in terms of high voltage technology
  • Embodiment of the invention integrates at least one drive unit into the electrode forming the axial end region of the high-voltage bushing.
  • the housing of the drive unit is designed as a waveguide rounded in its end region and forms the electrode or
  • the housing of the drive unit forming the waveguide is rounded at its end pointing towards the axial end, that is to say towards the electrical connection.
  • the radius is preferably selected such that the field strength drops to such an extent that no additional shielding electrodes are necessary.
  • the design of the switching unit is selected according to the respective switching requirements.
  • the switching unit can include a disconnector, earthing switch, load switch or circuit breaker.
  • Some embodiments provide two or more interruptions, in each of which a switching unit is arranged in order to selectively interrupt the current path. It is preferred that the high-voltage bushing has several switching units
  • High-voltage bushings have two switching units, which are arranged in series with one another on the current path. By connecting several switching units in series in some embodiments, e.g. B. achieve a higher switching voltage.
  • the increase in the dielectric strength of the vacuum is not proportional to the increasing contact distance.
  • Switch units preferably come different
  • So disconnectors can then be combined with circuit breakers or circuit breakers, for example.
  • Disconnectors are used to manufacture a safe
  • the switching unit is connected to a display device via optical fibers.
  • Load switches are used to switch electrical equipment on and off in the undisturbed state. Load switches are able to switch the operating and certain overcurrents, but cannot control short-circuit currents.
  • circuit breakers The task of circuit breakers is to safely interrupt operating and short-circuit currents and to isolate the over the separate switch contacts
  • Circuit breakers can therefore not only switch operating currents and low overload currents, but also the high ones that occur in the event of faults
  • the switching unit of the high-voltage bushing is connected to an energy store and this energy store is arranged within the contours of the high-voltage bushing. In this way a high switching speed can also be achieved with a low power of the drive unit.
  • the bushing is preferably provided with one or more spring accumulators.
  • the spring mechanism can be any suitable spring accumulators.
  • Some embodiments provide that the spring accumulator is arranged within a waveguide of the high-voltage bushing.
  • the spring accumulator is preferably formed from an electrically non-conductive material. So the material is
  • an insulator e.g. B. a fiber reinforced
  • Components of the high-voltage bushing are coaxially surrounded.
  • the drive unit is mechanically coupled to a spring accumulator, which has an insulating material or consists of an insulating material, and this spring accumulator is within the
  • the spring accumulator can be located radially between an inner wall of the waveguide and another component of the
  • High-voltage bushing can be arranged in the interior.
  • the spring accumulator is an energy accumulator, which is arranged for a force between components of the To transmit high-voltage bushing, preferably a force from the drive unit to the switching unit
  • the high-voltage bushing is set up to unlock the spring-loaded device when the switch-on signal is applied and to trigger the switching process.
  • the spring mechanism can then be loaded again.
  • Vacuum interrupter switched off when the "hold" signal is removed or when the control voltage and the
  • the high-voltage bushing has a measuring arrangement with devices for measuring the current and / or the voltage, which is preferably arranged inside the bushing body. So it can
  • Measurement arrangement can be provided.
  • Embodiments provide that within the waveguide of the high-voltage bushing a control and / or
  • Control unit for controlling the switching unit is arranged, which is electrically shielded by the waveguide.
  • the control unit and / or the control unit can be encapsulated in the interior of the waveguide.
  • the electrical shielding by the waveguide can allow the control unit and / or the control unit to operate without interference or at least with less interference.
  • control and / or control unit can also be installed compactly in the high-voltage bushing in this way. Supply lines from external control and / or control units can be omitted, which simplifies the construction of the device.
  • Semiconductor arrangements are formed, which are set up to respond to a magnetic and / or an electrostatic field of the high-voltage bushing. Measuring devices can thus be provided integrated in the high-voltage bushing in order to be able to measure through the
  • High-voltage bushing to measure current flow or an applied voltage. Measurements on magnetic and / or electrostatic fields can be particularly suitable for this. Semiconductor devices have been tried and tested for this purpose and allow a simple construction of the
  • Has device for measuring the current This can provide measurement data about the current particularly reliably.
  • the measurement arrangement is preferably designed to be fiber-optic in order to transport a measurement signal coming from the measurement arrangement.
  • the measuring arrangement via the signal line with the control unit and / or the drive unit of the
  • Measuring arrangement and the drive unit or the control unit signals are transmitted, for. B. measurement signals. Is the
  • the signal line is a fiber-optic signal line, particularly low-interference signal transport is made possible, which is largely unaffected by electrical or magnetic interference fields.
  • the high-voltage bushing is set up to feed measured values obtained from the measurement signal to a further comparative protective device. In this way, the measured values can be used for more than one purpose.
  • Protective device is a differential protection.
  • the further comparative protective device is preferably arranged via a signal transmission cable with the control and drive unit of the high-voltage bushing
  • Switching unit e.g. B. vacuum interrupter connected.
  • Hall generator is formed as a magnetic field-dependent semiconductor arrangement. Hall generators are relatively simple
  • thermogenerator Auxiliary voltage source of the measuring arrangement before a thermogenerator.
  • a thermal generator allows energy to be obtained from temperature differences. Since the devices mentioned frequently
  • thermal generators can be self-sufficient without additional energy supply, only by means of the temperature difference
  • the auxiliary voltage source is preferably with the
  • Component formed which is dimensioned to be arranged within the high-voltage bushing.
  • Auxiliary voltage source to be exchanged together with the semiconductor arrangement For example, two particularly well-coordinated components can be selected and formed in the common component. The order
  • the construction can simplify the device. Are preferred.
  • the common component preferably comprises an amplifier for the control signal.
  • an optical waveguide is provided, which is between a
  • Power supply unit e.g. B. a laser, and an opto-electronic energy converter.
  • Optical waveguide transmits light fed in from the power feed unit to the opto-electronic energy converter, which partly converts the light energy into electrical energy
  • Energy is stored in an electrical store that is connected to the opto
  • Electrical storage e.g. B. a compensator or an accumulator, provides the necessary drive energy for the drive unit.
  • the drive unit is on
  • Spring storage drive is the electrical storage with one
  • the drive unit has a plug
  • the other element can be a connecting conductor, which is preferably hollow, inside the high-voltage bushing, which is the
  • High-voltage bushing preferably passes axially.
  • the housing is
  • the connection lug preferably forms an electrical connection of the high-voltage bushing. This allows the drive unit to be arranged in the edge position and thus easily accessible at the axial end of the high-voltage bushing. This can make it easier to replace the drive unit. It is preferred that the drive unit, in particular the housing of the drive unit, is formed in one piece with the connecting lug. The connection lug can be made in one piece with the housing of the drive unit. This enables good conductivity.
  • Drive unit forms part of an axial current path of the high-voltage bushing and is electrically conductive at one axial end via a shift linkage with a
  • Movable contact of the switching unit is connected and on an opposite side with a connection to
  • the drive unit thus serves both the power transmission and, by means of
  • shift linkage has one as electrical
  • a spring accumulator made of an insulating material encloses the actuating rod. Then the spring accumulator preferably forms part of the
  • the high-voltage bushing usually has one
  • the mounting flange for attaching the high-voltage bushing to the device.
  • the mounting flange preferably surrounds the insulating body in a radially annular manner. It is preferred that the insulation is reinforced in the area of the mounting flange
  • Main insulating body a second insulating body is arranged.
  • a current transformer is mounted directly on the insulator.
  • the insulating body then serves not only for insulation, but also as a carrier for the current transformer and thus has a double function. This simplifies the construction of the high-voltage bushing.
  • the drive energy is transmitted by electromagnetic radiation.
  • This is preferably transmitted by means of dielectric waveguides. It is therefore preferred that the energy supply to the drive unit is potential-free by electromagnetic radiation, which is transmitted via dielectric waveguides.
  • the transmission via optical waveguides, in which light is guided in fibers made of quartz glass or plastic, preferably a polymeric optical fiber, is sufficiently known, so that others
  • the switching operation is preferably carried out via a
  • Switching speed can also be achieved with a low power density of the potential-free energy supply.
  • One or more spring accumulators are preferably used. These are preferably made of an insulating material.
  • High voltage bushing manufactured.
  • glass fiber-based optical fibers are preferred.
  • the high-voltage bushing designed in this way thus forms
  • an autonomously operating switching device particularly preferably an autonomously operating
  • Figure 1 is a sectional view through a first embodiment of the invention
  • Figure 2 is a sectional view through a second
  • Figure 3 is a sectional view through a third
  • Figure 4 is a sectional view through a fourth
  • Figure 5 is a sectional view through a fifth
  • Figure 6 is a sectional view through a sixth
  • Figure 7 is a sectional view through a seventh
  • Figure 8 is a sectional view through an eighth embodiment of the invention.
  • Figure 9 is a sectional view through a ninth
  • Figure 10 is a detailed view of a sectional view through a tenth embodiment of the invention.
  • Figure 1 is a sectional view through a
  • High-voltage bushing 1 according to a first
  • the high voltage bushing 1 is for use in a with a fluid, for. B. oil,
  • the high-voltage bushing 1 has an insulating body 3.
  • the current conductor 2 is surrounded by the insulating body 3, in this case by a bushing body 3
  • Bushing body 3 coaxially surrounds the conductor 2.
  • the bushing body 3 of the high-voltage bushing 1 thus simultaneously serves as an insulating body 3.
  • the insulating body 3 is part of an insulating arrangement.
  • the current conductor 2 has an interruption 4, in which a switching unit 5 is provided for interrupting a current path.
  • the Current path runs through on current conductor 2
  • High-voltage bushing 1 The switching unit 5 is formed by a vacuum interrupter.
  • the vacuum interrupter is within the contours of the high-voltage bushing
  • Insulating body 3 defined.
  • the high-voltage bushing 1 shown in FIG. 1 according to the first embodiment of the invention has the advantage that the switching unit 5 is implemented in the high-voltage bushing 1 for the electrical device.
  • the interruption can be done directly in the switch unit 5
  • High-voltage bushing 1 take place. In the first
  • Embodiment according to Figure 1 has the same
  • High-voltage bushing 1 a drive unit 6 for
  • the drive unit 6 is arranged within the contours of the high-voltage bushing 1. More specifically, the drive unit 6 is arranged inside the current conductor 2. The current conductor 2 is partially designed as a waveguide to provide an interior for the drive unit 6. The drive unit 6 has a housing 7. The housing 7 of the drive unit 6 represents part of the current conductor 2 of the high-voltage bushing 1.
  • the encapsulated switching unit has an outer
  • the ceramic body enables a reduction in the size of the bushing.
  • the ceramic body enables a reduction in the size of the bushing.
  • Vacuum interrupter so the switching unit 5, the insulation of the conductor 2 to a mounting flange 8 of
  • the insulation in the area of the mounting flange is preferably reinforced, since here the
  • Embodiment form the switching unit 5, here again the vacuum interrupter, and the drive unit 6 two spatially separate parts. According to the switching unit 5 and / or the drive unit 6 in less
  • Shift rod 9 also called actuating rod 9, mechanically connected.
  • the switching rod 9 forms the current conductor 2 in the region of the mounting flange 8 of the high-voltage bushing at an opening of the electrical device through which the
  • High voltage bushing 1 passes through the wall.
  • Diameter difference between the switching unit 5 and the current conductor 2 is used for reinforcing the insulation to the mounting flange 8 of the bushing, since in the area of the mounting flange 8, which is at ground potential, a high electrical
  • the space which is freed up is used to place a field controller 19.
  • FIG. 2 shows one
  • High-voltage bushing 1 in which the drive unit 6 is part of the axial current path
  • High-voltage bushing 1 forms and at one axial end 10 is electrically conductively connected via a switching linkage to a movable contact 11.1 of the switching unit 5 and is equipped on an opposite side 12 with a connection 13 for continuing the current path.
  • the shift linkage has the actuating rod 9 of the switching unit 5, which is designed as an electrical conductor.
  • FIG. 3 shows a third embodiment of the invention.
  • the housing 7 is the
  • Drive unit 6 designed such that it forms a shield and electrode of the high-voltage bushing 1 at its axial end.
  • the drive unit 6 is positioned at the corresponding axial end of the high-voltage bushing and the housing 7 of the drive unit forming a waveguide is provided on its outer surface with a radius R to reduce the field strength.
  • the axial termination of the waveguide or the housing of the switching unit thus provides the electrical shield or electrode
  • the radius R of the rounding is chosen such that the field strength drops to such an extent that no additional shielding electrodes are necessary.
  • the housing 7 of the drive unit 6 is with a
  • connection lug 14 forms an electrical connection of the high-voltage bushing 1.
  • the vacuum interrupter 5 comprises an insulating cylinder 5.5.
  • the vacuum interrupter 5 is positioned such that this insulating cylinder 5.5
  • the axial alignment of the switching unit 5 to the mounting flange 8 is carried out such that the axial distance A2 from the center of the insulating cylinder 5.5 to the center of the mounting flange 8 corresponds to a maximum of one third of the axial height of the insulating cylinder 5.2.
  • the axial alignment of the switching unit 5 to the mounting flange 8 is carried out such that an axial distance A2 from the axial center of the insulating cylinder 5.5 to the axial center of the mounting flange 8 is set, which is less than the sum of two axial thicknesses of the Mounting flange 8.
  • the insulating cylinder 5.5 forms the switching unit 5 and the inner one
  • the current conductor carrying the fixed contact 11.2 of the vacuum interrupter and passing through the encapsulated housing of the vacuum interrupter is at the axial end of the high-voltage bushing 1 as
  • the outer insulating body is additionally provided coaxially with bell-shaped shields 16 or ribs which cover the surface of the insulating body and thus the
  • the insulator is
  • FIG. 4 shows a fourth embodiment of the invention. In this embodiment, there are several
  • Switching units 5.1, 5.2 also switching elements 5.1, 5.2 called, arranged within the contours of the high-voltage bushing 1.
  • Switching units with different switching capacities are connected in series, one switching unit is used as a disconnector 5.1 and another switching unit is used as a circuit breaker 5.2. executed. Both the switching capacity and the
  • the switching frequency of both switching units therefore differ from one another and each require a different design.
  • Circuit breakers can switch the high short-circuit currents that occur in the event of faults.
  • Disconnectors are used for
  • the respective drive units 6 for the circuit breaker and the disconnector are each aligned in the direction of external connections 13, on which 7 connection lugs 14 are located on the respective housings.
  • the housing 7 of the drive units 6 each forms a waveguide through which the current flows.
  • the current conductor 2 is at least partially designed as a waveguide.
  • Drive units 6 are rounded in the direction of the connections 13 and each form shields or electrodes.
  • the housing 7 represents each of the two
  • High-voltage bushing 1 represents.
  • the ceramic insulating body 5.2 of the vacuum interrupter 5.1 forms the main insulation of the current conductor 2 to the mounting flange 8.
  • Another preferred embodiment sees the series connection of several
  • FIG. 5 A fifth embodiment of the invention is shown in FIG. 5. This embodiment discloses a compact one
  • Control unit 17 for controlling the switching unit 5
  • the drive unit 6 and an energy store are arranged within the cylindrical waveguide.
  • the energy accumulator is a spring accumulator 18.
  • the spring accumulator 18 is formed from an electrically non-conductive material, in the present case plastic.
  • a field control 19 radially surrounds the waveguide of the current conductor 2.
  • the field controller 19 is in the leadthrough body 3
  • the lead-through body 3 is a RIP (resin impregnated paper) body, which is surrounded radially in sections by an insulating body made of, for example, porcelain or silicone and carrying shields 16.
  • Shielding 16 is only on the first section 20,
  • the high-voltage bushing 1 has a measuring arrangement 22 with devices for measuring the current and the voltage.
  • the measuring arrangement 22 is
  • Bushing body 3 recesses are provided, in which the measuring arrangement 22 is arranged.
  • the depressions and thus the measuring arrangement 22 are covered by the insulating body of the bushing or its shields 16.
  • the measuring arrangement 22 has a magneto-optical current sensor for measuring the current.
  • the semiconductor arrangement is preferably formed by a Hall generator as a magnetic field-dependent semiconductor arrangement.
  • Embodiment has a signal line in order to transport a measuring signal outgoing from the measuring arrangement 22.
  • the signal line is fiber optic. Measured values obtained from the measurement signal are fed to a further comparative protective device (not shown).
  • Auxiliary voltage source of the measuring arrangement is not
  • thermo generator provided.
  • the common component is dimensioned to be arranged within the high-voltage bushing 1.
  • the bushing body 3 is the common component.
  • Figure 6 shows a sixth embodiment of the invention.
  • the force or spring accumulator 18 radially encloses the drive unit 6 and forms part of the insulating arrangement.
  • the mounting flange 8 is arranged axially in the area of the switching rod 9 and both the switching unit 5 and the drive unit 6 are arranged axially away from the mounting flange 8.
  • the space can be used for a larger distance, filled with insulating fluid, between the current path 2 and the mounting flange 8.
  • the room can then also be divided with insulating material barriers in order to achieve a higher dielectric strength.
  • FIG. 7 shows a further embodiment of the invention.
  • a so-called oil-air duct is shown.
  • the drive unit 6 is the head on the oil side of the
  • High-voltage bushing 1 is provided.
  • the opposite air-side head forms an end seal to the
  • Insulating body 3 of the high-voltage bushing provided with screens 16 on the air side and is equipped with a connecting lug 14 in order to continue the current path outwards, that is to say away from the oil side.
  • the air-side head is designed as a waveguide.
  • a control and control unit 17 can be arranged inside this waveguide. If the implementation is designed as oil-impregnated
  • the waveguide of the bushing head can be used alternatively or additionally as an oil expansion vessel for the oil used to impregnate the insulation of the bushing.
  • the insulating arrangement has a main insulating body 23. The isolation arrangement points within the
  • Main insulating body 23 has a second insulating body 24.
  • a sensor system for example the
  • Measuring arrangement 22 is provided.
  • the measuring arrangement 22 is separated from the second insulating body 24 by the main insulating body 23
  • the main insulating body 23 is therefore located between the sensor system and the second insulating body 24.
  • the measuring arrangement 22 is covered by the insulating body or a shield 16 of the insulating body.
  • the main insulating body 23 and the Second insulating body 24 are both circular cylindrical and hollow and surround the current conductor 2 coaxially.
  • the exemplary embodiment is the drive unit 6 compared to the one that forms the current path and the drive unit 6
  • Isolation arrangement four cylindrical insulating elements 26-29, which are arranged coaxially to each other.
  • Drive unit 6 is inserted into a third insulating element 28, counted from the inside, and is designed as a head.
  • a disk-shaped insulating element 30 closes the
  • the oil-side connector 25 is provided that penetrates an insulating element 30.
  • Figure 9 shows a simplified embodiment of the
  • Switching unit encapsulates or encapsulates and isolates the contact system 11.1, 11.2 located in the switching unit and at the same time forms the insulation of the current path of the
  • the drive unit 6 is attached to the switching unit 5. The switching movement is transmitted via the switching rod 9 to the movable contact 11.1 of the switching unit 5.
  • the housing 7 of the drive unit 6 forms a waveguide, which continues the current path via the drive unit 6.
  • the current conductor 2 carrying the fixed contact 11.2 of the vacuum interrupter and passing through the encapsulated housing of the vacuum interrupter is at the axial end of the high-voltage bushing 1 as
  • the drive unit 6 is fastened to the switching unit 5 by means of a casting compound 35 on the switching unit 5.
  • the potting compound simultaneously seals the area of the shift rod 9 and the
  • Movement of the switching rod 9 enables metallic bellows of the vacuum interrupter 5 from the environment.
  • the housing 7 of the drive unit 6 forming a waveguide is in the embodiment shown on it
  • the encapsulation housing of the switching unit 5 is in the metallic region of the transition from the cylinder to the disk-shaped completion of the encapsulation with a second radius R2
  • Insulating liquid filled devices e.g. B. a transformer with a cable junction box but also two with an insulating gas be filled vessels of an electrical device, e.g. B. a gas-insulated switchgear.
  • the embodiment shown in FIG. 9 can also be implemented as a so-called oil-air feedthrough.
  • the air-side part of the high-voltage bushing 1 beginning at the mounting flange 8 is preferably arranged with a concentric to the cylindrical wall of the switching unit 5
  • the shields are applied directly to the housing of the switching unit.
  • the housing 7 of the drive unit 6 is designed as a conductor, ie here as a waveguide, which surrounds the drive unit 6.
  • the housing 7 of the drive unit 6 thus forms a section of the current path through the
  • High-voltage bushing 1 through can be done by embedding the drive unit 6 in a pipe conductor, ie a tubular conductor (not shown).
  • the connection piece, here as connection lug 14, is attached directly to the drive unit 6 designed as a conductor.
  • the housing 7 of the drive unit 6 is rounded, as a result of which the housing 7 is designed as an electrode / shield.
  • High-voltage bushing 1 has a connecting conductor 31, which connects the current path from the outside, the connecting lug 14, to the oil side.
  • the connecting conductor 31 is also designed as a waveguide and forms a further section of the current path through the high-voltage bushing 1.
  • a high-voltage bushing 1 for an electrical device which can be filled with a fluid, the high-voltage bushing 1 having a current conductor 2 and the current conductor 2 being surrounded by an insulating body 3, the insulating body 3 being part of an insulating arrangement, and the current conductor 2 being at least one
  • This high-voltage bushing 1 has the advantage that the switching unit 5 is implemented in the high-voltage bushing 1 for the electrical device.

Landscapes

  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Abstract

Offenbart ist eine Hochspannungsdurchführung (1) für ein mit einem Fluid befüllbares elektrisches Gerät, wobei die Hochspannungsdurchführung (1) einen Stromleiter (2) aufweist und der Stromleiter (2) von einem Isolierkörper (3) umgeben ist, wobei der Isolierkörper (3) Bestandteil einer Isolieranordnung ist, und wobei der Stromleiter (2) mindestens eine Unterbrechung (4) aufweist, in der eine Schalteinheit (5) zum Unterbrechen eines Strompfades angeordnet ist. Die Hochspannungsdurchführung (1) gemäß der Erfindung hat den Vorteil, dass die Schalteinheit (5) in der Hochspannungsdurchführung (1) für das elektrische Gerät implementiert ist.

Description

Beschreibung
- Hochspannungsdurchführung -
Die Erfindung betrifft eine Hochspannungsdurchführung für ein mit einem Fluid befüllbares elektrisches Gerät, wobei die Hochspannungsdurchführung einen Stromleiter aufweist und der Stromleiter von einem Isolierkörper umgeben ist, wobei der Isolierkörper Bestandteil einer Isolieranordnung ist. Im Folgenden wird die Hochspannungsdurchführung auch kurz als Durchführung bezeichnet.
Die Durchführung dient der Führung eines Spannung führenden Leiters durch eine Öffnung in einer geerdeten Wand.
Diese Wand wird zumeist durch das Gehäuse eines elektrischen Gerätes dargestellt. Beispiele sind Transformatoren,
Kompensationsdrosseln, Schaltanlagen, sowie Gleichrichter oder Wechselrichteranlagen. Die beschriebene
Hochspannungsdurchführung umfasst dabei insbesondere
elektrische Durchführungen mit einer Spannung ab 1 kV.
Geräte mit derartigen Hochspannungsdurchführungen sind grundsätzlich bekannt, insbesondere Geräte wie
Transformatoren oder Schaltanlagen. Der Isolierkörper umgibt den Stromleiter, der die Hochspannungsdurchführung
beispielsweise axial durchläuft. Die Länge des Isolierkörpers wird durch die Schlagweiten und Kriechwege bestimmt. Diese sind neben der Spannung auch von den jeweiligen
Umgebungsbedingungen abhängig. Unter Isolieröl und Druckgas sind wesentlich kürzere Längen ausreichend als unter
Umgebungsluft. Für niedrige Spannungen wird die Durchführung vorzugsweise ungesteuert ausgeführt. Bei höheren Spannungen kommt zumeist eine kapazitive Feldsteuerung zum Einsatz um die erforderlichen Durchmesser gering zu halten. Auf den zylindrischen, in der Länge abgestuften leitfähigen
Steuerbelägen ergibt sich eine von den gegenseitigen
Kapazitäten bestimmte Potentialaufteilung. Dazu sind
bevorzugt metallische Folien abwechselnd mit einem Isoliermedium (z. B. Papier, Folie) aufgewickelt und nach Trocknung mit Öl oder Epoxidharz imprägniert.
Um einen Stromfluss durch den Stromleiter zu unterbrechen, sind an dem Gerät oder in den zum Gerät führenden
Verbindungsleitungen des Stromnetzes allgemein externe
Schalteinheiten vorgesehen, deren Betätigung eine
Unterbrechung auf einem Strompfad, den der Stromfluss nutzt, öffnet oder schließt.
Im Fehlerfall muss ein elektrisches Gerät oder ein
Netzabschnitt zuverlässig von der Fehlerquelle getrennt werden, da ansonsten die hohen Kurzschlussströme zu Schäden am elektrischen Gerät oder Netzabschnitt führen.
Der bisherige Einsatz separater Schalter ist jedoch aufwändig und kostenintensiv.
Die Aufgabe besteht darin, den Strompfad durch eine
Hochspannungsdurchführung für ein mit einem Fluid,
insbesondere Öl, befüllbares elektrisches Gerät einfacher unterbrechen zu können.
Erfindungsgemäß wird eine Hochspannungsdurchführung der eingangs genannten Art zur Verfügung gestellt, wobei der Stromleiter mindestens eine Unterbrechung aufweist, in der die Schalteinheit zum Unterbrechen des Strompfades angeordnet ist .
Die Hochspannungsdurchführung gemäß der Erfindung hat den Vorteil, dass die Schalteinheit in der
Hochspannungsdurchführung für das elektrische Gerät
implementiert ist. So wird ein einfacheres Unterbrechen des Strompfads ermöglicht. Das Unterbrechen kann mittels der Schalteinheit direkt in der Hochspannungsdurchführung
erfolgen. Eine externe Unterbrechung kann eingespart werden. Die Schalteinheit ist direkt in der Hochspannungsdurchführung implementiert. Es wird also eine mehrfunktionale Komponente für die Vorrichtung bereitgestellt, wobei die mehrfunktionale Komponente gleichzeitig die Hochspannungsdurchführung und die Schalteinheit aufweist. Die Verkabelung der Vorrichtung wird somit vereinfacht, weil eine externe Kabelzuführung für ein Schaltsignal entfallen kann. Die Schalteinheit kann mit der Hochspannungsdurchführung gemeinsam ausgetauscht werden, was die Wartung vereinfacht.
Die Schalteinheit ist vorzugsweise mechanisch betätigt sowie gasdicht gekapselt ausgeführt. Die innere Isolation des die Schaltkontakte umgebende Raumes innerhalb der Schalteinheit kann beispielsweise durch ein Vakuum oder ein Isoliergas realisiert werden.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sehen vor, dass die Schalteinheit durch eine oder mehrere Vakuumschaltröhren gebildet wird. Diese Technologie ist hinreichend erforscht und erlaubt eine einfache, zuverlässige Gestaltung der
Hochspannungsdurchführung .
In Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die eine oder die mehreren Schalteinheiten innerhalb von Konturen der
Hochspannungsdurchführung angeordnet sind. So wird eine besonders einfache und kompakte Bauweise ermöglicht. Die Vakuumschaltröhren stehen nicht über die Konturen der
Hochspannungsdurchführung hinaus, sondern die Konturen der Durchführung umhüllen die Schaltelemente. Die Konturen können in Ausführungsformen zylindrisch sein, beispielsweise
kreiszylindrisch .
In besonders bevorzugten Ausführungsformen weist die
Hochspannungsdurchführung eine Antriebseinheit zur Betätigung der Schalteinheit auf. Vorzugsweise ist die Antriebseinheit innerhalb der Konturen der Hochspannungsdurchführung
angeordnet. So wird eine besonders einfache und kompakte Bauweise ermöglicht. Die Antriebseinheit kann auf diese Weise kompakt in die Hochspannungsdurchführung integriert sein.
Eine externe Antriebseinheit und eine entsprechende
Verkabelung können entfallen. Die Antriebseinheit steht in bevorzugten Ausführungsformen nicht über die Konturen der Hochspannungsdurchführung hinaus, sondern die Konturen der Hochspannungsdurchführung umhüllen diese ebenfalls. Bevorzugt ist, dass für jede Schalteinheit eine eigene Antriebseinheit bereitgestellt ist. Besonders bevorzugt ist, dass die
Antriebseinheit an einem axialen Ende der
Hochspannungsdurchführung positioniert ist. Vorzugsweise bildet das einen Hohlleiter bildende Gehäuse dieser
Antriebseinheit an seiner Außenfläche einen Radius zur
Verminderung der Feldstärke, sodass der Abschluss des
Hohlleiters eine elektrische Abschirmung oder Elektrode der Hochspannungsdurchführung darstellt .
Bevorzugt ist, dass die Antriebseinheit als
elektromagnetischer Antrieb ausgeführt ist. Als
elektromagnetischer Antrieb kommt beispielsweise ein
sogenannter Reluktanzantrieb in Betracht, der als solcher dem Fachmann jedoch bekannt ist, sodass auf genauere
Erläuterungen an dieser Stelle verzichtet werden kann.
In bevorzugten Ausführungsformen ist der Stromleiter
zumindest teilweise als Hohlleiter ausgebildet. Das heißt, im Stromleiter ist ein Innenraum ausgebildet. Der Innenraum enthält vorzugsweise Bestandteile der Antriebseinheit
und/oder der Schalteinheit. Vorzugsweise sind/ist also die Antriebseinheit zur Betätigung der Schalteinheit und/oder die Schalteinheit zumindest teilweise innerhalb des Hohlleiters angeordnet. Besonders bevorzugt ist, dass innerhalb des Hohlleiters der Hochspannungsdurchführung eine Kontroll- und/oder Steuereinheit der Schalteinheit angeordnet ist. So wird eine sehr kompakte Bauweise der
Hochspannungsdurchführung ermöglicht .
In Ausführungsformen sind zwei gegenüberliegende Enden des Stromleiters als geschlossene Leiter ausgebildet und die gegenüberliegenden Enden sind durch einen Hohlleiterabschnitt miteinander verbunden. So kann eine Verkapselung des
Innenraums erreicht werden. Die Antriebseinheit zur Betätigung der Schalteinheit ist vorzugsweise innerhalb des Hohlleiters angeordnet. So wird eine besonders kompakte Bauweise ermöglicht. Die
Antriebseinheit kann so vor äußeren Einflüssen geschützt werden. Die Antriebseinheit und/oder die Steuer- und
Überwachungseinheit können besonders bevorzugt in dem
Innenraum des Hohlleiters verkapselt sein.
Die Steuereinheit ist vorzugsweise mit wenigstens einem
Sensor verbunden, wertet besonders vorzugsweise die von diesem Sensor empfangenen Messsignale aus und überwacht nochmals bevorzugt, ob ein so genanntes Schaltkriterium erfüllt ist. Dieses Schaltkriterium, vorzugsweise ein
Abschaltkriterium, kann ein komplexes mehrstufiges
Auswerteprogramm umfassen. Ist das Schaltkriterium gegeben, erzeugt die Steuereinheit vorzugsweise ein Schaltsignal , das vorzugsweise zur Antriebseinheit für die Schalteinheit der Hochspannungsdurchführung übertragen wird und so eine
Unterbrechung des Strompfades der Hochspannungsdurchführung herbeiführt .
In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Schalteinheit und/oder die Antriebseinheit in weniger
hochspannungstechnisch beanspruchten Bereichen der
Hochspannungsdurchführung platziert, vorzugsweise in axial von einem Montageflansch der Durchführung entfernten
Bereichen, angeordnet.
Vorzugsweise ist zwischen der Antriebseinheit und der
Schalteinheit die Schaltstange angeordnet. Diese Schaltstange ist vorzugsweise zumindest teilweise elektrisch leitend ausgeführt. Besonders bevorzugt ist, dass die Schaltstange einen Teil des Strompfades durch die
Hochspannungsdurchführung darstellt .
Der Montageflansch ist vorzugsweise axial im Bereich der Schaltstange angeordnet und weist dabei sowohl zur Schalteinheit als auch zur Antriebseinheit einen axialen Abstand auf, welcher mindestens dem Durchmesser der
Schaltstange entspricht. In dem durch die genannte
Durchmesserdifferenz frei werdenden Abstand zum äußeren
Isolierkörper der Hochspannungsdurchführung ist besonders vorzugsweise eine zusätzliche elektrische Isolation zwischen der den Strompfad bildenden Schaltstange und dem
Montageflansch vorgesehen. Vorzugsweise ist die zusätzliche elektrische Isolation durch zusätzliche Isolierzylinder oder eine kapazitive Feldsteuerung dargestellt.
Die Schaltstange ist vorzugsweise dafür eingerichtet, die mechanische Schaltbewegung von der Antriebseinheit zur
Schalteinheit zu übertragen und ist vorzugsweise aus einem Leiterwerkstoff gebildet und derart dimensioniert, dass sie im Bereich zwischen der Antriebseinheit und der Schalteinheit den Stromleiter der Durchführung bildet.
Die Schaltstange weist vorzugsweise einen geringeren
Durchmesser auf als die Schalteinheit und/oder die
Antriebseinheit. Die Anforderungen an die elektrische
Isolation des Stromleiters in der Durchführung sind im
Bereich der die Durchführung aufnehmenden Öffnung der Wand des elektrischen Gerätes sowie des Montageflansches der
Durchführung am höchsten, da dort die Hochspannung dem
Erdpotential der Wand gegenübersteht. Die
Durchmesserdifferenz zwischen der Schalteinheit und dem
Stromleiter wird in bevorzugten Ausführungsformen für die Verstärkung der Isolation zwischen Strompfad und
Montageflansch der Durchführung genutzt, da im Bereich des auf Erdpotential liegenden Montageflansches eine hohe
elektrische Feldbeanspruchung auftritt. Dazu werden bei einer ungesteuerten Durchführung bevorzugt Isolierzylinder
(elektrische Barrieren aus Isolierwerkstoffen) eingebracht. Diese nutzen bevorzugt den durch die Durchmesserdifferenz zwischen der Schaltstange und der Schalteinheit bzw. der Antriebseinheit frei werdenden Raum. Bei einer gesteuerten Durchführung wird der frei werdende Raum bevorzugt zur Platzierung einer gestuften kapazitiven Feldsteuerung mittels metallischer Steuerbeläge genutzt.
In einer Ausführungsform weist der axial gesehen im Bereich der Schaltstange angeordnete und den Isolierkörper der
Durchführung koaxial umschließende Montageflansch sowohl zur Schalteinheit, als auch zur Antriebseinheit einen axialen Abstand auf, welcher mindestens dem Durchmesser der
Schaltstange entspricht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die
Schaltstange im Anschlussbereich an die Antriebseinheit eine Isolierstrecke zur Entkopplung vom Antrieb auf. So kann die Schaltstange besser vom Antrieb entkoppelt sein.
Bevorzugt ist, dass eine Schalteinheit zumindest teilweise den Isolierzylinder umfasst. Vorzugsweise ist die
Schalteinheit derart positioniert, dass dieser
Isolierzylinder konzentrisch zum Innendurchmesser des
Montageflansches der Hochspannungsdurchführung angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist, dass der Isolierzylinder axial auf den Montageflansch der Durchführung ausgerichtet ist.
In Ausführungsformen weist die Antriebseinheit ein Gehäuse auf. Vorzugsweise stellt das Gehäuse der Antriebseinheit einen Teil des Stromleiters der Hochspannungsdurchführung bereit. Das bedeutet, dass vorzugsweise das Gehäuse
elektrisch leitfähig eingerichtet ist, um als Teil oder
Abschnitt des Stromleiters dienen zu können. Vorzugsweise ist das Gehäuse der Antriebseinheit und/oder ein Gehäuse einer Kontroll- und Steuereinheit der Schalteinheit elektrisch leitfähig eingerichtet und bildet einen Stromleiter, der einen Teil des Strompfades durch die
Hochspannungsdurchführung bildet. So kann das Gehäuse eine Doppelfunktion übernehmen und eine kompakte Bauweise der Vorrichtung ermöglichen. Die Antriebseinheit kann in dem Gehäuse verkapselt sein. In speziellen Ausführungsformen nimmt auch die
Antriebseinheit selbst das Potential des Stromleiters an. Die interne Arbeitsspannung der Antriebseinheit ist dann
vorzugsweise eine Differenzspannung zur Spannung des
Stromleiters der Hochspannungsdurchführung. Die interne
Arbeitsspannung ist dabei vergleichsweise gering zur Spannung des Stromleiters der Hochspannungsdurchführung.
Manche Ausführungsformen sehen vor, dass das Gehäuse der Antriebseinheit derart gestaltet ist, dass es eine
Abschirmung und/oder eine Elektrode der
Hochspannungsdurchführung bildet. So wird eine
Mehrfachfunktion des Gehäuses ermöglicht. Bevorzugt ist, dass das Gehäuse zu diesem Zweck verrundet ist.
Elektrische Durchführungen nach dem Stand der Technik sind insbesondere bei hohen Betriebsspannungen zumeist an ihren Enden mit einer Elektrode oder Abschirmung versehen um hochspannungstechnisch vorteilhafte große Radien an den
Hochspannung führenden metallischen Teilen zu erzielen. Um den Aufbau zu vereinfachen, wird in einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung zumindest eine Antriebseinheit in die den axialen Endbereich der Hochspannungsdurchführung bildenden Elektrode integriert.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das Gehäuse der Antriebseinheit als ein in seinem Endbereich verrundeter Hohlleiter ausgeführt und bildet die Elektrode oder
Abschirmung für den Stromleiter am Durchführungsende. Dadurch kann man ohne zusätzliche Elektroden größere Radien an den elektrischen Kanten erreichen und damit eine Senkung der Feldstärke um die Zündbedingungen (Ladungsträgerbildung durch Stoßionisation) für einen elektrischen Durchschlag zu
verschlechtern .
In bevorzugten Anwendungsfällen kann das Gehäuse der
Antriebseinheit aus dem Isolierkörper der Durchführung herausragen. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird das den Hohlleiter bildende Gehäuse der Antriebseinheit an seinem zum axialen Ende, also zum elektrischen Anschluss zeigenden Ende verrundet ausgeführt. Dabei wird der Radius vorzugsweise derart gewählt, dass die Feldstärke soweit sinkt, dass keine zusätzlichen Abschirmelektroden notwendig sind.
Die Bauart der Schalteinheit wird entsprechend den jeweiligen Schaltanforderungen gewählt. So kann die Schalteinheit beispielsweise einen Trenner, Erdungsschalter, Lastschalter oder Leistungsschalter umfassen.
Einige Ausführungsformen sehen zwei oder mehr Unterbrechungen vor, in denen jeweils eine Schalteinheit angeordnet ist, um den Strompfad wahlweise zu unterbrechen. Bevorzugt ist, dass die Hochspannungsdurchführung mehrere Schalteinheiten
aufweist und die Schalteinheiten ein unterschiedliches
Schaltvermögen aufweisen.
Besonders bevorzugte Ausführungsformen der
Hochspannungsdurchführung weisen zwei Schalteinheiten auf, die in Serie zueinander auf dem Strompfad angeordnet sind. Durch die Reihenschaltung mehrerer Schalteinheiten in manchen Ausführungsformen lässt sich z. B. eine höhere Schaltspannung erreichen. So ist bei Vakuumschaltzellen die Zunahme der Spannungsfestigkeit des Vakuums nicht proportional zu einem steigenden Kontaktabstand. Somit ist es bei hohen Spannungen oftmals günstiger mehrere Vakuumschaltröhren in Reihe zu schalten, wobei auf exakte Koordination der SchaltZeitpunkte zu achten ist.
Eine weitere bevorzugte Ausführung sieht die Reihenschaltung von Schalteinheiten unterschiedlichen Schaltvermögens vor. Bevorzugt kommen Schalteinheiten unterschiedlicher
Schaltleistung und zulässiger Schalthäufigkeiten zum Einsatz. Dadurch ist die Kombination mehrerer verschiedener
Schaltfunktionen innerhalb der Durchführung möglich. So lassen sich dann beispielsweise Trennschalter mit Lastschaltern bzw. Leistungsschaltern kombinieren.
Trennschalter dienen der Herstellung einer sicheren
Trennstrecke, ohne dass Ströme geschaltet werden müssen. Zur Gewährleistung der Sicherheit muss der Schaltzustand
zweifelsfrei auswertbar sein. Dazu wird in einer bevorzugten Ausführung die Schalteinheit über Lichtwellenleiter mit einer Anzeigeeinrichtung verbunden.
Lastschalter dienen zum Ein- und Ausschalten von elektrischen Betriebsmitteln im ungestörten Zustand. Lastschalter sind in der Lage die Betriebs- und gewisse Überströme zu schalten, können aber Kurzschlussströme nicht beherrschen.
Die Aufgabe von Leistungsschaltern besteht in der sicheren Unterbrechung von Betriebs- und Kurzschlussströmen sowie in der Isolation der über den getrennten Schaltkontakten
wiederkehrenden Spannung. Leistungsschalter können demzufolge nicht nur Betriebsströme und geringe Überlastströme schalten, sondern auch die bei Fehlern auftretenden hohen
Kurzschlussströme. Aufgrund dieser unterschiedlichen
elektrischen Anforderungen, sowie den für diese verschiedenen Funktionen ebenfalls differierenden Schalthäufigkeiten, werden für diese Funktionen bevorzugt unterschiedliche
Schalteinheiten eingesetzt. Die Kombination dieser
Schalteinheiten und Anordnung derselben wie im weiteren Text beschrieben, ermöglicht eine raumsparende kompakte und leicht steuerbare Integration mehrerer nach dem Stand der
Technik bisher außerhalb eines elektrischen Gerätes
angeordneter Schalter, in die Durchführung eines elektrischen Gerätes .
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schalteinheit der Hochspannungsdurchführung mit einem Energiespeicher verbunden und dieser Energiespeicher innerhalb der Konturen der Hochspannungsdurchführung angeordnet. Auf diese Weise kann eine hohe Schaltgeschwindigkeit auch mit einer geringen Leistung der Antriebseinheit erreicht werden.
Vorzugsweise ist die Durchführung mit einem oder mehreren Federspeichern versehen. Der Federspeicher kann eine
Spiralfeder oder eine Blattfeder sein. Auch andere
Gestaltungsformen sind möglich. So kann eine sehr kompakte Bauform von Hochspannungsdurchführungen mit Federspeicher erreicht werden.
Manche Ausführungsformen sehen vor, dass der Federspeicher innerhalb eines Hohlleiters der Hochspannungsdurchführung angeordnet ist.
Vorzugsweise ist der Federspeicher aus einem elektrisch nicht leitenden Material gebildet. Das Material ist also
vorzugsweise ein Isolator, z. B. ein faserverstärkter
Kunststoff. So weisen z. B. Glasfasern im Verbund mit einer passenden Kunststoffmatrix eine hohe Bruchdehnung und eine elastische Energieaufnahme auf und sind daher für Federn geeignet. So kann eine Stromleitung über den Federspeicher verhindert werden. Der Federspeicher kann Bestandteil der Isolieranordnung sein. Der Federspeicher kann andere
Bestandteile der Hochspannungsdurchführung koaxial umgeben.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Antriebseinheit mit einem Federspeicher mechanisch gekoppelt, welcher ein Isoliermaterial aufweist oder aus einem Isoliermaterial besteht, und dieser Federspeicher ist innerhalb des den
Strompfad der Durchführung umschließenden Isolationsaufbaus der Durchführung angeordnet und wird damit zu einem
Bestandteil der Isolationsanordnung der Durchführung.
Der Federspeicher kann radial zwischen einer Innenwand des Hohlleiters und einem weiteren Bestandteil der
Hochspannungsdurchführung im Innenraum angeordnet sein. Der Federspeicher ist ein Kraftspeicher, der dafür angeordnet ist, eine Kraft zwischen Bestandteilen der Hochspannungsdurchführung zu übertragen, vorzugsweise eine Kraft von der Antriebseinheit an die Schalteinheit zu
übertragen .
In bevorzugten Ausführungen ist die Hochspannungsdurchführung dafür eingerichtet, mit Anlegen des Einschaltsignals den Federspeicher zu entriegeln und den Schaltvorgang auszulösen. Anschließend kann der Federspeicher wieder geladen werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird eine
Vakuumschaltröhre abgeschaltet bei Entfernen des Signals „Halten" oder bei Ausfall der Steuerspannung und der
Federspeicher für erneutes Einschalten bleibt dabei
vorzugsweise gespannt.
In Ausführungsformen weist die Hochspannungsdurchführung eine Messanordnung mit Einrichtungen zur Messung des Stroms und/oder der Spannung auf, die vorzugsweise innerhalb des Durchführungskörpers angeordnet ist. So kann die
Hochspannungsdurchführung auf kompakte Weise mit der
Messanordnung versehen werden.
Ausführungsformen sehen vor, dass innerhalb des Hohlleiters der Hochspannungsdurchführung eine Kontroll- und/oder
Steuereinheit zur Steuerung der Schalteinheit angeordnet ist, welche durch den Hohlleiter elektrisch abgeschirmt ist. Die Kontrolleinheit und/oder die Steuereinheit können in dem Innenraum des Hohlleiters verkapselt sein. Die elektrische Abschirmung durch den Hohlleiter kann einen störungsfreien oder zumindest störungsärmeren Betrieb der Kontrolleinheit und/oder der Steuereinheit erlauben. Auf eine externe
elektrische Abschirmung kann verzichtet werden. Auch kann auf diese Weise die Kontroll- und/oder Steuereinheit kompakt in der Hochspannungsdurchführung verbaut werden. Zuleitungen von externen Kontroll- und/oder Steuereinheiten können entfallen, was den Aufbau der Vorrichtung vereinfacht. Manche Ausführungsformen sehen vor, dass die Einrichtungen zur Messung des Stroms und/oder der Spannung durch
Halbleiteranordnungen gebildet sind, die dafür eingerichtet sind, auf ein magnetisches und/oder ein elektrostatisches Feld der Hochspannungsdurchführung anzusprechen. So können Messeinrichtungen in der Hochspannungsdurchführung integriert bereitgestellt werden, um einen durch die
Hochspannungsdurchführung hindurchgeleiteten Stromfluss oder eine anliegende Spannung zu messen. Dafür können Messungen an magnetischen und/oder elektrostatischen Feldern besonders geeignet sein. Halbleiteranordnungen sind für diese Zwecke gut erprobt und erlauben eine einfache Konstruktion der
Messeinrichtungen .
Es ist in einigen Ausführungsformen vorgesehen, dass die Messanordnung einen magnetooptischen Stromsensor als
Einrichtung zur Messung des Stroms aufweist. Dieser kann besonders zuverlässig Messdaten über den Strom bereitstellen .
In manchen Ausführungsformen weist die
Hochspannungsdurchführung eine Signalleitung auf, die
vorzugsweise faseroptisch ausgeführt ist, um ein von der Messanordnung abgehendes Messsignal zu transportieren.
Bevorzugt ist, dass die Messanordnung über die Signalleitung mit der Steuereinheit und/oder der Antriebseinheit der
Schalteinheit verbunden ist. So können zwischen der
Messanordnung und der Antriebseinheit bzw. der Steuereinheit Signale übertragen werden, z. B. Messsignale. Ist die
Messanordnung innerhalb des Durchführungskörpers angeordnet, kann eine besonders kompakte Bauweise erreicht werden. Ist die Signalleitung eine faseroptische Signalleitung, wird ein besonders störungsarmer Signaltransport ermöglicht, der von elektrischen oder magnetischen Störfeldern weitestgehend unbeeinflusst ist.
Bevorzugt ist, dass die Hochspannungsdurchführung dafür eingerichtet ist, aus dem Messsignal gewonnene Messwerte einer weiteren vergleichenden Schutzeinrichtung zuzuführen. So können die Messwerte für mehr als einen Zweck genutzt werden. Eine bevorzugte weitere vergleichende
Schutzeinrichtung ist ein Differentialschutz. Vorzugsweise ist die weitere vergleichende Schutzeinrichtung über ein Signalübertragungskabel mit der Steuer- und Antriebseinheit der in der Hochspannungsdurchführung angeordneten
Schalteinheit, z. B. Vakuumschaltröhre, verbunden.
Bevorzugt ist, dass die Halbleiteranordnung durch einen
Hallgenerator als magnetfeldabhängige Halbleiteranordnung gebildet ist. Hallgeneratoren sind relativ einfach
einzurichten und erlauben zuverlässige magnetfeldabhängige Messungen .
Ausführungsformen der Erfindung sehen als
Hilfsspannungsquelle der Messanordnung einen Thermogenerator vor. Ein Thermogenerator erlaubt, aus Temperaturdifferenzen Energie zu gewinnen. Da die genannten Geräte häufig
Temperaturdifferenzen aufweisen, z. B. zwischen einer
Innentemperatur des Geräts und einer Umgebungstemperatur, können Thermogeneratoren ohne zusätzliche Energiezufuhr autark, nur mittels der Temperaturdifferenz, die
Hilfsspannung erzeugen.
Die Hilfsspannungsquelle ist vorzugsweise mit der
feldabhängigen Halbleiteranordnung in einem gemeinsamen
Bauteil ausgebildet, das dafür dimensioniert ist, innerhalb der Hochspannungsdurchführung angeordnet zu sein. Die
Hilfsspannungsquelle kann also mit der feldabhängigen
Halbleiteranordnung zu einem innerhalb der
Hochspannungsdurchführung platzierbaren Bauteil
zusammengefasst werden. So kann eine sehr kompakte Bauweise erreicht werden. Das gemeinsame Bauteil erlaubt, die
Hilfsspannungsquelle gemeinsam mit der Halbleiteranordnung auszutauschen. So können beispielsweise zwei besonders gut aufeinander abgestimmte Komponenten selektiert und in dem gemeinsamen Bauteil ausgebildet werden. Die Anordnung
innerhalb der Hochspannungsdurchführung kann die Konstruktion der Vorrichtung vereinfachen. Vorzugsweise sind
Hilfsspannungsquelle und Halbleiteranordnung als integrierte Schaltung ausgeführt. Vorzugsweise umfasst das gemeinsame Bauteil einen Verstärker für das Steuersignal.
Bei einer Variante der Erfindung ist ein Lichtwellenleiter vorgesehen, der sich zwischen einer
Leistungseinspeiseeinheit, z. B. einem Laser, und einem opto-elektronischen Energiewandler erstreckt. Der
Lichtwellenleiter überträgt von der Leistungseinspeiseeinheit eingespeistes Licht zum opto-elektronischen Energiewandler, der die Lichtenergie zum Teil in elektrische Energie
umwandelt. Zum Speichern der so erhaltenen elektrischen
Energie dient ein Elektrospeicher, der mit dem opto
elektronischen Energiewandler verbunden ist. Der
Elektrospeicher, z. B. ein Kompensator oder ein Akkumulator, stellt die notwendige Antriebsenergie für die Antriebseinheit bereit. Ist die Antriebseinheit beispielsweise ein
Federspeicherantrieb, ist der Elektrospeicher mit einem
Elektromotor verbunden, der im Zusammenspiel mit einer zweckmäßigen Steuerungselektronik eine Feder des
Federspeicherantriebs spannt.
Bevorzugt ist, dass die Antriebseinheit einen Stecker
aufweist, um lösbar mit einem anderen Element der
Hochspannungsanordnung verbindbar zu sein. Das andere Element kann ein Verbindungsleiter, der vorzugsweise hohl ist, im Inneren der Hochspannungsdurchführung sein, der die
Hochspannungsdurchführung vorzugsweise axial durchläuft.
In einigen Ausführungsformen ist das Gehäuse der
Antriebseinheit mit einer Anschlussfahne verbunden, die die Hochspannungsdurchführung an einem axialen Ende abschließt. Die Anschlussfahne bildet vorzugsweise einen elektrischen Anschluss der Hochspannungsdurchführung. Das erlaubt, die Antriebseinheit in Randlage und damit leicht zugänglich an dem axialen Ende der Hochspannungsdurchführung anzuordnen. So kann ein Austausch der Antriebseinheit erleichtert werden. Bevorzugt ist, dass die Antriebseinheit, insbesondere das Gehäuse der Antriebseinheit, einteilig mit der Anschlussfahne ausgebildet ist. Die Anschlussfahne kann einstückig mit dem Gehäuse der Antriebseinheit ausgeführt sein. So wird eine gute Leitfähigkeit ermöglicht.
Bevorzugte Ausführungsformen sehen vor, dass die
Antriebseinheit einen Teil eines axialen Strompfades der Hochspannungsdurchführung bildet und an einem axialen Ende elektrisch leitend über ein Schaltgestänge mit einem
beweglichen Kontakt der Schalteinheit verbunden ist und auf einer gegenüberliegenden Seite mit einem Anschluss zur
Fortsetzung des Strompfades ausgestattet ist. Dies erlaubt eine gute Interaktion zwischen Antriebseinheit und Kontakt der Schalteinheit. Anders ausgedrückt ist die Antriebseinheit als Teil des axialen Strompfades dem Anschluss und dem
Kontakt zwischengeschaltet. Die Antriebseinheit dient damit sowohl der Stromübertragung als auch, mittels dem
Schaltgestänge, der Betätigung der Schalteinheit.
Manchmal weist das Schaltgestänge eine als elektrischen
Leiter ausgeführte Betätigungsstange der Schalteinheit auf. Vorzugsweise umschließt ein aus einem Isoliermaterial bestehender Federspeicher die Betätigungsstange. Dann bildet der Federspeicher bevorzugt einen Bestandteil der
Isolieranordnung.
Zumeist weist die Hochspannungsdurchführung einen
Montageflansch zur Befestigung der Hochspannungsdurchführung am Gerät auf. Vorzugsweise umgibt der Montageflansch den Isolierkörper radial ringförmig. Bevorzugt ist, dass die Isolation im Bereich des Montageflansches verstärkt
ausgeführt ist.
Manche Ausführungsformen sehen vor, dass die Isolieranordnung einen Hauptisolierkörper aufweist und innerhalb des
Hauptisolierkörpers ein Zweitisolierkörper angeordnet ist. In manchen Ausführungsformen ist ein Stromwandler direkt auf dem Isolierkörper angebracht. Der Isolierkörper dient dann nicht nur zur Isolierung, sondern auch als Träger für den Stromwandler und hat somit eine Doppelfunktion. So wird die Konstruktion der Hochspannungsdurchführung vereinfacht.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung erfolgt der
Antrieb der Schalteinheit über eine potentialfreie
Energieversorgung für das automatische Auslösen und
Wiederaufziehen der Schalteinheit.
In einer bevorzugten Ausführung erfolgt die Übertragung der Antriebsenergie durch elektromagnetische Strahlung. Diese wird dabei vorzugsweise mittels dielektrischer Wellenleiter übertragen. Bevorzugt ist somit, dass die Energieversorgung der Antriebseinheit potentialfrei durch elektromagnetische Strahlung, welche über dielektrische Wellenleiter übertragen wird, erfolgt. Hier ist beispielsweise die Übertragung über Lichtwellenleiter, bei der Licht in Fasern aus Quarzglas oder Kunststoff, vorzugsweise eine polymere optische Faser, geführt wird, hinreichend bekannt, sodass auf weitere
Erläuterungen verzichtet wird.
Bevorzugt erfolgt die Schalthandlung dabei über einen
Energiespeicher. Auf diese Weise kann eine hohe
Schaltgeschwindigkeit auch mit einer geringen Leistungsdichte der potentialfreien Energieversorgung erreicht werden.
Bevorzugt kommen ein oder mehrere Federspeicher zum Einsatz. Diese sind bevorzugt aus einem Isoliermaterial gefertigt.
Bevorzugt werden zwei gegenläufige Energiespeicher
eingesetzt, um Einschalt und Ausschaltvorgänge durchführen zu können sowie die nach einem Schaltvorgang frei werdende
Energie (Prall- bzw. Bremsenergie) in einer gegenläufigen Feder aufzunehmen und für den nächsten Schaltvorgang zu speichern . In die Durchführung werden zudem bevorzugt Sensoren zur Strom- und Spannungsmessung integriert. In einer bevorzugten Ausgestaltung werden die aufgenommenen Signale direkt zur Auslösung des Antriebes und damit zur Ausführung der
Schalthandlung verwendet. Somit ist die Bereitstellung eines Leistungsschalters möglich, der keine externe
Versorgungsspannung benötigt. Weiterhin sind vorzugsweise keine externen Steuerleitungen erforderlich.
In einer bevorzugten Ausgestaltung sind sowohl die Bauteile zur Energieversorgung der Antriebseinheit als auch die
Kontroll- und Steuereinheit und die Messanordnungen für Strom und/oder Spannung innerhalb der Durchführung angeordnet.
Weiterhin ist vorzugsweise die erforderliche signaltechnische und energetische Vernetzung innerhalb der
Hochspannungsdurchführung hergestellt. Dazu kommen bevorzugt glasfaserbasierte Lichtwellenleiter zum Einsatz. Die derart ausgeführte Hochspannungsdurchführung bildet damit
vorzugsweise eine autonom arbeitende Schalteinrichtung, besonders bevorzugt einen autonom arbeitenden
LeistungsSchalter .
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im
Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der
Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
Figur 1 eine Schnittansicht durch eine erste Ausführungsform der Erfindung;
Figur 2 eine Schnittansicht durch eine zweite
Ausführungsform der Erfindung;
Figur 3 eine Schnittansicht durch eine dritte
Ausführungsform der Erfindung; Figur 4 eine Schnittansicht durch eine vierte
Ausführungsform der Erfindung;
Figur 5 eine Schnittansicht durch eine fünfte
Ausführungsform der Erfindung;
Figur 6 eine Schnittansicht durch eine sechste
Ausführungsform der Erfindung;
Figur 7 eine Schnittansicht durch eine siebte
Ausführungsform der Erfindung;
Figur 8 eine Schnittansicht durch eine achte Ausführungsform der Erfindung;
Figur 9 eine Schnittansicht durch eine neunte
Ausführungsform der Erfindung; und
Figur 10 eine Detailansicht einer Schnittansicht durch eine zehnte Ausführungsform der Erfindung.
In der Figur 1 ist eine Schnittansicht durch eine
Hochspannungsdurchführung 1 gemäß einer ersten
Ausführungsform gezeigt. Die Hochspannungsdurchführung 1 ist zur Verwendung in einem mit einem Fluid, z. B. Öl,
befüllbaren elektrischen Gerät (nicht dargestellt)
vorgesehen, um eine Hochspannung durch eine Wand des
elektrischen Geräts zu führen. Dafür weist die
Hochspannungsdurchführung 1 einen Stromleiter 2 auf. Die Hochspannungsdurchführung 1 weist einen Isolierkörper 3 auf. Der Stromleiter 2 ist von dem Isolierkörper 3 umgeben, in diesem Fall von einem Durchführungskörper 3. Der
Durchführungskörper 3 umgibt den Stromleiter 2 koaxial. Der Durchführungskörper 3 der Hochspannungsdurchführung 1 dient also gleichzeitig als Isolierkörper 3. Der Isolierkörper 3 ist Bestandteil einer Isolieranordnung. Der Stromleiter 2 weist eine Unterbrechung 4 auf, in der eine Schalteinheit 5 zum Unterbrechen eines Strompfades vorgesehen ist. Der Strompfad durchläuft auf dem Stromleiter 2 die
Hochspannungsdurchführung 1. Die Schalteinheit 5 ist durch eine Vakuumschaltröhre gebildet. Die Vakuumschaltröhre ist innerhalb von Konturen der Hochspannungsdurchführung
angeordnet. Die Konturen sind durch den zylindrischen
Isolierkörper 3 definiert.
Die in Figur 1 gezeigte Hochspannungsdurchführung 1 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung hat den Vorteil, dass die Schalteinheit 5 in der Hochspannungsdurchführung 1 für das elektrische Gerät implementiert ist. Das Unterbrechen kann mittels der Schalteinheit 5 direkt in der
Hochspannungsdurchführung 1 erfolgen. In der ersten
Ausführungsform gemäß Figur 1 weist die
Hochspannungsdurchführung 1 eine Antriebseinheit 6 zur
Betätigung der Schalteinheit 5 auf. Die Antriebseinheit 6 ist innerhalb der Konturen der Hochspannungsdurchführung 1 angeordnet. Genauer gesagt, ist die Antriebseinheit 6 innerhalb des Stromleiters 2 angeordnet. Der Stromleiter 2 ist dafür teilweise als Hohlleiter ausgebildet, um einen Innenraum für die Antriebseinheit 6 bereitzustellen. Die Antriebseinheit 6 weist ein Gehäuse 7 auf. Das Gehäuse 7 der Antriebseinheit 6 stellt einen Teil des Stromleiters 2 der Hochspannungsdurchführung 1 dar.
Die gekapselte Schalteinheit verfügt über eine äußere
Isolation. Diese Isolation wird in den Isolationsaufbau zwischen den spannungsführenden Teilen des Strompfades und dem Montageflansch 8 der Durchführung einbezogen und
ermöglicht eine Verringerung der Baugröße der Durchführung. Beispielsweise kann der Keramikkörper einer
Vakuumschaltröhre, also der Schalteinheit 5, die Isolation des Stromleiters 2 zu einem Montageflansch 8 der
Hochspannungsdurchführung 1 bilden.
Bevorzugt ist die Isolation im Bereich des Montageflansches verstärkt ausgeführt, da hier die
die höchste elektrische Beanspruchung auftritt. Ferner sind Abwandlungen vorgesehen, in denen ein Stromwandler 22 direkt auf dem Isolierkörper 3 angebracht ist .
In der Figur 2 ist eine Schnittansicht durch eine
Hochspannungsdurchführung 1 gemäß einer zweiten
Ausführungsform der Erfindung gezeigt. In der zweiten
Ausführungsform bilden die Schalteinheit 5, hier wieder die Vakuumschaltröhre, und die Antriebseinheit 6 zwei räumlich getrennte Teile. Erfindungsgemäß werden die Schalteinheit 5 und/oder die Antriebseinheit 6 in weniger
hochspannungstechnisch beanspruchte Bereiche verlagert, also in axial vom Montageflansch 8 der Durchführung entfernten Bereichen angeordnet. Beide Teile sind durch eine
Schaltstange 9, auch Betätigungsstange 9 genannt, mechanisch verbunden. Die Schaltstange 9 bildet den Stromleiter 2 im Bereich des Montageflansches 8 der Hochspannungsdurchführung an einer Öffnung des elektrischen Geräts, durch die die
Hochspannungsdurchführung 1 die Wand durchtritt. Eine
Durchmesserdifferenz zwischen Schalteinheit 5 und Stromleiter 2 wird für die Verstärkung der Isolation zum Montageflansch 8 der Durchführung genutzt, da im Bereich des auf Erdpotential liegenden Montageflansches 8 eine hohe elektrische
Feldbeanspruchung auftritt. Dazu können bei einer
ungesteuerten Durchführung zusätzliche Isolierzylinder 33 (elektrische Barrieren aus Isolierwerkstoffen) eingebracht werden. Diese nutzen bevorzugt den durch die
Durchmesserdifferenz zwischen der Schaltstange 9 und der Schalteinheit bzw. der Antriebseinheit
frei werdenden Raum. Bei einer gesteuerten Durchführung wird der frei werdende Raum zur Platzierung einer Feldsteuerung 19 genutzt .
Mit anderen Worten zeigt Figur 2 eine
Hochspannungsdurchführung 1, bei der die Antriebseinheit 6 einen Teil des axialen Strompfades der
Hochspannungsdurchführung 1 bildet und an einem axialen Ende 10 elektrisch leitend über ein Schaltgestänge mit einem beweglichen Kontakt 11.1 der Schalteinheit 5 verbunden ist und auf einer gegenüberliegenden Seite 12 mit einem Anschluss 13 zur Fortsetzung des Strompfades ausgestattet ist. Das Schaltgestänge weist die als elektrischen Leiter ausgeführte Betätigungsstange 9 der Schalteinheit 5 auf.
Die Figur 3 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung. In dieser Ausführungsform ist das Gehäuse 7 der
Antriebseinheit 6 derart gestaltet, dass es eine Abschirmung und Elektrode der Hochspannungsdurchführung 1 an ihrem axialen Ende bildet. Dazu wird die Antriebseinheit 6 am entsprechenden axialen Ende der Hochspannungsdurchführung positioniert und das einen Hohlleiter bildende Gehäuse 7 der Antriebseinheit an seiner Außenfläche mit einem Radius R zur Verminderung der Feldstärke versehen. Damit stellt der axiale Abschluss des Hohlleiters bzw. das Gehäuse der Schalteinheit die elektrische Abschirmung oder Elektrode der
Hochspannungsdurchführung dar. Dabei wird der Radius R der Verrundung derart gewählt, dass die Feldstärke soweit sinkt, dass keine zusätzlichen Abschirmelektroden notwendig sind.
Das Gehäuse 7 der Antriebseinheit 6 ist mit einer
Anschlussfahne 14 verbunden, die die
Hochspannungsdurchführung 1 an einem axialen Ende 15
abschließt. Die Anschlussfahne 14 bildet einen elektrischen Anschluss der Hochspannungsdurchführung 1.
Der keramische Isolierkörper der Schalteinheit 5, also hier der Vakuumschaltröhre, bildet gleichzeitig die Hauptisolation der Hochspannungsdurchführung 1. Im Ausführungsbeispiel umfasst die Vakuumschaltröhre 5 einen Isolierzylinder 5.5.
Die Vakuumschaltröhre 5 ist in diesem Ausführungsbeispiel derart positioniert, dass dieser Isolierzylinder 5.5
konzentrisch zum Innendurchmesser des Montageflansches 8 der Hochspannungsdurchführung angeordnet ist und dass der
Isolierzylinder 5.5 axial auf den Montageflansch 8 der
Durchführung ausgerichtet ist. In einer bevorzugten Ausgestaltung wird die axiale Ausrichtung der Schalteinheit 5 zum Montageflansch 8 derart ausgeführt, dass der axialer Abstand A2 von der Mitte des Isolierzylinders 5.5 zur Mitte des Montageflansches 8 maximal einem Drittel der axialen Höhe des Isolierzylinders 5.2 entspricht. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird die axiale Ausrichtung der Schalteinheit 5 zum Montageflansch 8 derart ausgeführt, dass sich ein axialer Abstand A2 von der axialen Mitte des Isolierzylinders 5.5 zur axialen Mitte des Montageflansches 8 einstellt, der geringer ist, als die Summe zweier axialer Dicken des Montageflansches 8.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet der Isolierzylinder 5.5 der Schalteinheit 5 und die innere
Isolation der Schalteinheit die Gesamtisolation der
Durchführung im Bereich des Montageflansches 8 der
Durchführung .
Im Ausführungsbeispiel ist weiterhin der den feststehende Kontakt 11.2 der Vakuumschaltröhre tragende, durch das gekapselte Gehäuse der Vakuumschaltzelle führende Stromleiter am axialen Ende der Hochspannungsdurchführung 1 als
geräteseitiger elektrischer Anschluss 13 der
Hochspannungsdurchführung ausgeführt. Dies ermöglicht eine kostengünstige und raumsparende Gestaltung der
Schalteinrichtung innerhalb der Hochspannungsdurchführung.
Um insbesondre bei Freiluftdurchführungen Kriechströme zu vermeiden wird der äußere Isolierkörper koaxial zusätzlich mit glockenförmigen Schirmen 16 oder Rippen ausgestattet, welche die Oberfläche des Isolierkörpers und damit den
Kriechweg deutlich vergrößern. Der Isolierkörper ist
vorzugweise aus Porzellan oder Silikonwerkstoffen gebildet.
In Figur 4 ist eine vierte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Bei dieser Ausführungsform sind mehrere
Schalteinheiten 5.1, 5.2 auch Schaltelemente 5.1, 5.2 genannt, innerhalb der Konturen der Hochspannungsdurchführung 1 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel sind 2
Schalteinheiten unterschiedlichen Schaltvermögens in Reihe geschaltet, eine Schalteinheit ist als Trennschalter 5.1 und eine weitere Schalteinheit ist als Leistungsschalter 5.2. ausgeführt. Sowohl die Schaltleistung als auch die
Schalthäufigkeit beider Schalteinheiten weichen demzufolge voneinander ab und bedingen jeweils eine andere Gestaltung.
Leistungsschalter können die bei Fehlern auftretenden hohen Kurzschlussströme schalten. Trennschalter dienen der
Herstellung einer sicheren Trennstrecke, ohne dass Ströme geschaltet werden müssen. Zur Gewährleistung der Sicherheit muss der Schaltzustand zweifelsfrei auswertbar sein. Dazu ist im Ausführungsbeispiel auch der Trennschalter mit einem
Sensor zur Aufnahme der Schaltstellung ausgerüstet und über Lichtwellenleiter mit einer nicht dargestellten
Anzeigeeinrichtung verbunden. Dadurch ist die Kombination mehrerer verschiedener Schaltfunktionen innerhalb der
Durchführung möglich.
Die jeweiligen Antriebseinheiten 6 für den Leistungsschalter und den Trennschalter sind jeweils in Richtung von äußeren Anschlüssen 13 ausgerichtet, an denen sich an den jeweiligen Gehäusen 7 Anschlussfahnen 14 befinden. Das Gehäuse 7 der Antriebseinheiten 6 bildet jeweils einen Hohlleiter, über den der Stromfluss erfolgt. Somit ist der Stromleiter 2 zumindest teilweise als Hohlleiter ausgebildet. Die Gehäuse 7 der
Antriebseinheiten 6 sind in Richtung der Anschlüsse 13 verrundet ausgeführt und bilden jeweils Abschirmungen bzw. Elektroden. Zudem stellt das Gehäuse 7 jeder der beiden
Antriebseinheiten 6 einen Teil des Stromleiters 2 der
Hochspannungsdurchführung 1 dar. Der keramische Isolierkörper 5.2 der Vakuumschaltröhre 5.1 bildet die Hauptisolation des Stromleiters 2 zum Montageflansch 8. Eine andere bevorzugte Ausgestaltung sieht die Reihenschaltung mehrerer
gleichartiger Schalteinheiten 5.1, 5.2 vor, dadurch lässt sich eine höhere Schaltspannung erreichen. Eine fünfte Ausführungsform der Erfindung ist in Figur 5 gezeigt. Diese Ausführungsform offenbart eine kompakte
Schalt- und Steuereinheit. Innerhalb des Hohlleiters der Hochspannungsdurchführung 1 ist eine Kontroll- und
Steuereinheit 17 zur Steuerung der Schalteinheit 5
angeordnet, welche durch den Hohlleiter, also einen Abschnitt des Stromleiters 2, der einen Innenraum ausbildet, elektrisch abgeschirmt ist. Die Antriebseinheit 6 und ein Kraftspeicher sind innerhalb des zylindrischen Hohlleiters angeordnet. Der Kraftspeicher ist ein Federspeicher 18. Der Federspeicher 18 ist aus einem elektrisch nicht leitenden Material gebildet, im vorliegenden Fall Kunststoff.
Eine Feldsteuerung 19 umgibt in der fünften Ausführungsform gemäß Figur 5 den Hohlleiter des Stromleiters 2 radial. Die Feldsteuerung 19 ist in dem Durchführungskörper 3
eingearbeitet. Der Durchführungskörper 3 ist ein RIP (Resin Impregnated Paper) -Körper, der radial abschnittsweise von einem Schirme 16 tragenden Isolierkörper aus beispielsweise Porzellan oder Silikon umgeben ist. Dabei teilt der
Montageflansch 8 den Durchführungskörper 3 in einen ersten Abschnitt 20 und einen zweiten Abschnitt 21 auf und die
Beschirmung 16 ist nur auf dem ersten Abschnitt 20,
üblicherweise den in der Umgebungsluft der Anlage liegenden Abschnitt, angebracht. Die Hochspannungsdurchführung 1 weist eine Messanordnung 22 mit Einrichtungen zur Messung des Stroms und der Spannung auf. Die Messanordnung 22 ist
innerhalb des Durchführungskörpers 3 angeordnet. Genauer gesagt sind in einer radialen Außenwand des
Durchführungskörpers 3 Vertiefungen vorgesehen, in denen die Messanordnung 22 angeordnet ist. Die Vertiefungen und somit die Messanordnung 22 sind vom Isolierkörper der Durchführung oder dessen Schirmen 16 bedeckt.
Die Einrichtungen zur Messung des Stroms und der Spannung sind in der fünften Ausführungsform der Erfindung durch
Halbleiteranordnungen gebildet, die dafür eingerichtet sind, auf ein magnetisches oder ein elektrostatisches Feld der Hochspannungsdurchführung anzusprechen. Die Messanordnung 22 weist einen magnetooptischen Stromsensor zur Messung des Stroms auf. Bevorzugt ist die Halbleiteranordnung durch einen Hallgenerator als magnetfeldabhängige Halbleiteranordnung gebildet .
Nicht in Figur 5 gezeigt ist, dass das fünfte
Ausführungsbeispiel eine Signalleitung aufweist, um ein von der Messanordnung 22 abgehendes Messsignal zu transportieren. Die Signalleitung ist faseroptisch. Aus dem Messsignal gewonnene Messwerte werden einer weiteren vergleichenden Schutzeinrichtung (nicht gezeigt) zugeführt. Als
Hilfsspannungsquelle der Messanordnung ist ein nicht
gezeigter Thermogenerator vorgesehen. Die
Hilfsspannungsquelle ist mit der feldabhängigen
Halbleiteranordnung, der Messanordnung 22, in einem
gemeinsamen Bauteil ausgebildet. Das gemeinsame Bauteil ist dafür dimensioniert, innerhalb der Hochspannungsdurchführung 1 angeordnet zu sein. Im fünften Ausführungsbeispiel ist der Durchführungskörper 3 das gemeinsame Bauteil.
Figur 6 zeigt eine sechste Ausführungsform der Erfindung. Der Kraft- oder Federspeicher 18 umschließt die Antriebseinheit 6 radial und bildet einen Bestandteil der Isolieranordnung. Wieder weist die Hochspannungsdurchführung 1 ein
Schaltgestänge auf, das eine als elektrischen Leiter
ausgeführte Schaltstange 9 der Schalteinheit 5 aufweist. In einigen abgewandelten Ausführungsformen umschließt der
Federspeicher 18 auch noch die Schaltstange 9.
Erfindungsgemäß ist der Montageflansch 8 axial im Bereich der Schaltstange 9 angeordnet und sowohl die Schalteinheit 5, als auch die Antriebseinheit 6 sind axial vom Montageflansch 8 entfernt angeordnet. Dadurch weisen Hochspannung führende Bauteile der Hochspannungsdurchführung im
hochspannungstechnisch stark beanspruchten
Montageflanschbereich nur einen geringen Durchmesser auf. Der durch den geringen Durchmesser der Schaltstange 9 zur Verfügung stehende Raum wird zur Verstärkung der elektrischen Isolation genutzt. Im Ausführungsbeispiel ist eine
ungesteuerte Durchführung mit einem in diesem Bereich
verstärkten Hauptisolierkörper 23 in dargestellt.
Ebenso kann der Raum bei einer mit Isolierflüssigkeit oder einem Isoliergas gefüllten Hochspannungsdurchführung für einen größeren mit Isolierfluid gefüllten Abstand zwischen dem Strompfad 2 und dem Montageflansch 8 genutzt werden. Der Raum kann dann zusätzlich mit Isolierstoffbarrieren geteilt werden um eine höhere Spannungsfestigkeit zu erreichen.
Figur 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Dargestellt ist eine so genannte Öl-Luft Durchführung. Die Antriebseinheit 6 ist als Kopf an der Ölseite der
Hochspannungsdurchführung 1 vorgesehen. Der gegenüberliegende luftseitige Kopf bildet eine Abschlussabdichtung zum
luftseitig mit Schirmen 16 versehenen Isolierkörper 3 der Hochspannungsdurchführung und ist mit einer Anschlussfahne 14, ausgestattet, um den Strompfad nach außen hin, also von der Ölseite weg, fortzusetzen. Der luftseitige Kopf ist als Hohlleiter ausgelegt. Im inneren dieses Hohlleiters kann eine Kontroll-, und Steuereinheit 17 angeordnet sein. Bei einer Ausgestaltung der Durchführung als ölimprägnierte
Durchführung kann der Hohlleiter des Durchführungskopfes alternativ oder zusätzlich als Ölausdehnungsgefäß für das Öl der Imprägnierung der Isolation der Durchführung genutzt werden. Die Isolieranordnung weist einen Hauptisolierkörper 23 auf. Die Isolieranordnung weist innerhalb des
Hauptisolierkörpers 23 einen Zweitisolierkörper 24 auf. Im Hauptisolierkörper 23 ist Sensorik, beispielsweise die
Messanordnung 22, vorgesehen. Die Messanordnung 22 ist durch den Hauptisolierkörper 23 vom Zweitisolierkörper 24
beabstandet. Der Hauptisolierkörper 23 befindet sich also zwischen der Sensorik und dem Zweitisolierkörper 24. Die Messanordnung 22 wird vom Isolierkörper oder einem Schirm 16 des Isolierkörpers bedeckt. Die ölseitige angeordnete
Antriebseinheit 6 ist teilweise in den Zweitisolierkörper 24 eingeführt. Der Hauptisolierkörper 23 und der Zweitisolierkörper 24 sind beide kreiszylindrisch und hohl ausgebildet und umgeben den Stromleiter 2 koaxial.
In einem weiteren in Figur 8 dargestellten
Ausführungsbeispiel ist die Antriebseinheit 6 gegenüber dem den Strompfad bildenden und die Antriebseinheit 6
umschließenden Hohlleiter 7 elektrisch isoliert ausgeführt. Dazu ist innerhalb des Hohlleiters eine Isolieranordnung 7.2 angeordnet, welche die Antriebseinheit 6 umschließt. Die Schaltstange 9 weist im zur Antriebseinheit 6 zeigenden
Bereich einen aus Isoliermaterial bestehenden Teilabschnitt 9.2 auf. Zwischen dem als Strompfad benutzten leifähigen Bereich der Schaltstange 9 und dem als Hohlleiter
ausgeführten Gehäuse 7 der Antriebseinheit 6 wird die
elektrische Verbindung über eine Lamelle oder eine flexible Verbindungsleitung 36 hergestellt. Weiterhin weist die
Isolieranordnung vier zylindrische Isolierelemente 26 - 29 auf, die koaxial zueinander angeordnet sind. Die
Antriebseinheit 6 ist in einem dritten Isolierelement 28, von innen gezählt, eingeführt und als Kopf ausgebildet. Ein scheibenförmiges Isolierelement 30 schließt die
Hochspannungsdurchführung 1 zur Ölseite hin ab. An der
Ölseite ist das ölseitige Anschlussstück 25 vorgesehen, dass ein Isolierelement 30 durchdringt.
Figur 9 zeigt eine vereinfachte Ausführungsform der
Hochspannungsdurchführung, bei der ein in die Kapselung einer Vakuumschaltröhre 5 eingebetteter Isolierzylinder 5.5 gemeinsam mit der inneren Isolation der Vakuumschaltröhre 5, in diesem Falle ein Vakuum, die Gesamtisolation der
Durchführung im Bereich des Montageflansches 8 der
Durchführung darstellt. Der Isolierzylinder 5.5 der
Schalteinheit umhüllt bzw. verkapselt und isoliert also das in der Schalteinheit befindliche Kontaktsystem 11.1, 11.2 und bildet gleichzeitig die Isolation des Strompfades der
Durchführung gegenüber dem zumeist auf Erdpotential
befindlichen Montageflansch 8 der Hochspannungsdurchführung. Die Antriebseinheit 6 ist an der Schalteinheit 5 befestigt. Die Schaltbewegung wird über die Schaltstange 9 auf den beweglichen Kontakt 11.1 der Schalteinheit 5 übertragen. Das Gehäuse 7 der Antriebseinheit 6 bildet einen Hohlleiter, welcher den Strompfad über die Antriebseinheit 6 fortführt.
Im Ausführungsbeispiel ist weiterhin der den feststehenden Kontakt 11.2 der Vakuumschaltröhre tragende, durch das gekapselte Gehäuse der Vakuumschaltzelle führende Stromleiter 2 am axialen Ende der Hochspannungsdurchführung 1 als
geräteseitiger elektrischer Anschluss 13 der
Hochspannungsdurchführung ausgeführt. Dies ermöglicht eine kostengünstige und raumsparende Gestaltung der
Schalteinrichtung innerhalb der Hochspannungsdurchführung.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 9 ist die Antriebseinheit 6 mit der Schalteinheit 5 mittels einer Vergussmasse 35 auf der Schalteinheit 5 befestigt. Die Vergussmasse dichtet gleichzeitig den Bereich der Schaltstange 9 und den die
Bewegung der Schaltstange 9 ermöglichenden metallischen Balg der Vakuumschaltröhre 5 gegenüber der Umgebung ab.
Das einen Hohlleiter bildende Gehäuse 7 der Antriebseinheit 6 ist in der dargestellten Ausführungsform an seiner
Außenfläche mit einem ersten Radius RI zur Verminderung der Feldstärke versehen.
Weiterhin ist in der dargestellten speziellen Ausführung auch das Kapselungsgehäuse der Schalteinheit 5 im metallischen Bereich des Überganges vom Zylinder zum scheibenförmigen Abschluss der Kapselung mit einem zweiten Radius R2 zur
Verringerung der elektrischen Feldstärke versehen und stellt die geräteseitige Elektrode der Hochspannungsdurchführung dar. Die dargestellte Durchführung ist als
Hochspannungsdurchführung für den Einsatz zwischen zwei fluidgefüllten Räumen geeignet. Dies können zwei mit
Isolierflüssigkeit gefüllte Geräte, z. B. ein Transformator mit Kabelanschlusskasten aber auch zwei mit einem Isoliergas gefüllte Gefäße eines elektrischen Gerätes sein, z. B. eine gasisolierte Schaltanlage.
Die in Figur 9 dargestellte Ausführungsform ist ebenfalls als so genannte Öl-Luft Durchführung ausführbar. Bevorzugt wird dabei der am Montageflansch 8 beginnende luftseitige Teil der Hochspannungsdurchführung 1 mit einem konzentrisch zur zylindrischen Wand der Schalteinheit 5 angeordneten
Isolierkörper versehen, welcher mit Schirmen zur Verlängerung des luftseitigen Kriechweges ausgestattet ist. In einer bevorzugten Ausgestaltung werden die Schirme direkt auf dem Gehäuse der Schalteinheit aufgebracht.
In Figur 10 ist anhand einer weiteren Ausführungsform
abschließend eine besondere Gestaltung der Antriebseinheit 6 gezeigt. Das Gehäuse 7 der Antriebseinheit 6 ist als Leiter ausgeführt, also hier als Hohlleiter, der die Antriebseinheit 6 umschließt. Das Gehäuse 7 der Antriebseinheit 6 bildet somit einen Abschnitt des Strompfads durch die
Hochspannungsdurchführung 1 hindurch. Dies kann alternativ durch Einbettung der Antriebseinheit 6 in einen Rohrleiter, also einen röhrenförmigen Leiter, erfolgen (nicht gezeigt) . Das Anschlussstück ist, hier als Anschlussfahne 14, direkt an die als Leiter ausgebildete Antriebseinheit 6 angebracht. Das Gehäuse 7 der Antriebseinheit 6 ist verrundet, wodurch das Gehäuse 7 als Elektrode/Schirmung ausgebildet ist. Die
Hochspannungsdurchführung 1 weist einen Verbindungsleiter 31 auf, der den Strompfad von der Außenseite, der Anschlussfahne 14, zur Ölseite hin verbindet. Der Verbindungsleiter 31 ist ebenfalls als Hohlleiter ausgeführt und bildet einen weiteren Abschnitt des Strompfads durch die Hochspannungsdurchführung 1 hindurch. Am Gehäuse 7 der Antriebseinheit 6 befindet sich ein Anbindungselement, hier ein Stecker 32. Über den Stecker 32 ist zwischen Antriebseinheit 6 und Verbindungsleiter 31 eine lösbare Verbindung, hier entsprechend eine
Steckverbindung, herstellbar. Dadurch ist eine einfache
Austauschbarkeit der Antriebs- und Kontrolleinheit
ermöglicht . Offenbart ist somit eine Hochspannungsdurchführung 1 für ein mit einem Fluid befüllbares elektrisches Gerät, wobei die Hochspannungsdurchführung 1 einen Stromleiter 2 aufweist und der Stromleiter 2 von einem Isolierkörper 3 umgeben ist, wobei der Isolierkörper 3 Bestandteil einer Isolieranordnung ist, und wobei der Stromleiter 2 mindestens eine
Unterbrechung 4 aufweist, in der eine Schalteinheit 5 zum Unterbrechen eines Strompfades angeordnet ist.
Diese Hochspannungsdurchführung 1 hat den Vorteil, dass die Schalteinheit 5 in der Hochspannungsdurchführung 1 für das elektrische Gerät implementiert ist.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte
Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der
Erfindung zu verlassen.
Bezugs zeichenliste
1 Hochspannungsdurchführung
2 Stromleiter
3 Isolierkörper / Durchführungskörper
4 Unterbrechung
5, Schalteinheit (en) , Vakuumschaltröhre (n)
5.1, 5 . 2
5 . 5 Isolierzylinder
6 Antriebseinheit
7 Gehäuse
7 . 2 Isolation
8 Montageflansch
9 Schaltstange
9 . 2 Abschnitt der Schaltstange
10 axiales Ende
11 Schaltkontakt
11.1 beweglicher Schaltkontakt
11.2 fester Schaltkontakt
12 gegenüberliegende Seite
13 Anschluss
14 Anschlussfahne
15 axiales Ende
1 6 Schirm
17 Kontroll- und Steuereinheit
1 8 Energiespeicher, Federspeicher, Kraftspeicher 1 9 Feldsteuerung
20 erster Abschnitt
21 zweiter Abschnitt
22 Messanordnung
23 Hauptisolierkörper
24 Zweitisolierkörper
25 ölseitiges Anschlussstück
2 6 30 Isolierelemente
31 Verbindungsleiter 32 Stecker
33 Isolationszylinder / Barrieren
35 Vergussmasse
36 Lamelle / Flexible Verbindungsleitung
R Radius
RI erster Radius
R2 zweiter Radius

Claims

Patentansprüche
1. Hochspannungsdurchführung (1) für ein mit einem Fluid befüllbares elektrisches Gerät, wobei die
Hochspannungsdurchführung (1) einen Stromleiter (2) aufweist und der Stromleiter (2) von einem Isolierkörper (3) umgeben ist,
wobei der Isolierkörper (3) Bestandteil einer
Isolieranordnung ist, und
wobei der Stromleiter (2) mindestens eine Unterbrechung (4) aufweist, in der eine Schalteinheit (5) zum Unterbrechen eines Strompfades angeordnet ist.
2. Hochspannungsdurchführung (1) nach Anspruch 1, wobei die Schalteinheit (5) innerhalb von Konturen der
Hochspannungsdurchführung (1) angeordnet ist.
3. Hochspannungsdurchführung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Hochspannungsdurchführung (1) eine Antriebseinheit (6) zur Betätigung der Schalteinheit (5) aufweist und die Antriebseinheit (6) innerhalb von Konturen der
Hochspannungsdurchführung (1) angeordnet ist.
4. Hochspannungsdurchführung (1) nach Anspruch 3, wobei der Stromleiter (2) zumindest teilweise als Hohlleiter
ausgebildet ist und die Antriebseinheit (6) zur Betätigung der Schalteinheit (5) und/oder die Schalteinheit (5)
zumindest teilweise innerhalb des Hohlleiters angeordnet ist.
5. Hochspannungsdurchführung (1) nach Anspruch 3 oder 4, wobei ein Gehäuse (7) der Antriebseinheit (6) und/oder ein Gehäuse einer Kontroll- und Steuereinheit (17) der
Schalteinheit (5) elektrisch leitfähig eingerichtet ist und einen Stromleiter (2) bilden, der einen Teil des Strompfades durch die Hochspannungsdurchführung (1) bildet.
6. Hochspannungsdurchführung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens eine Antriebseinheit (6) an einem axialen Ende der Hochspannungsdurchführung (1) positioniert ist und das einen Hohlleiter bildende Gehäuse (7) dieser Antriebseinheit (6) an seiner Außenfläche mindestens einen Radius (RI, R2) zur Verminderung der Feldstärke bildet, sodass der Abschluss des Hohlleiters eine elektrische
Abschirmung oder Elektrode der Hochspannungsdurchführung (1) darstellt .
7. Hochspannungsdurchführung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei zwischen der Antriebseinheit (6) und der
Schalteinheit (5) eine Schaltstange (9) zur Übertragung der Schaltbewegung angeordnet ist, diese Schaltstange (9) zumindest teilweise elektrisch leitend ausgeführt ist und einen Teil des Strompfades durch die Durchführung (1) darstellt und die Schaltstange (9) einen geringeren
Durchmesser als die Schalteinheit (5) und die Antriebseinheit (6) aufweist, wobei ein Montageflansch (8) der
Hochspannungsdurchführung (1) axial im Bereich der
Schaltstange (9) angeordnet ist und dabei sowohl zur
Schalteinheit (5) als auch zur Antriebseinheit (6) einen axialen Abstand aufweist, welcher mindestens dem Durchmesser der Schaltstange (9) entspricht, und das im durch die
genannte Durchmesserdifferenz frei werdenden Abstand zum äußeren Isolierkörper (3) der Hochspannungsdurchführung (1) eine zusätzlichen elektrische Isolation zwischen der den Strompfad (2) bildenden Schaltstange (9) und dem
Montageflansch (8) vorgesehen ist.
8. Hochspannungsdurchführung (1) nach Anspruch 7, wobei die Schalteinheit (5) zumindest teilweise einen Isolierzylinder (5.5) umfasst und die Schalteinheit (5) derart positioniert ist, dass dieser Isolierzylinder (5.5) konzentrisch zum
Innendurchmesser des Montageflansches (8) der
Hochspannungsdurchführung (1) angeordnet ist und der
Isolierzylinder (5.5) axial auf den Montageflansch (8) der Hochspannungsdurchführung (1) ausgerichtet ist.
9. Hochspannungsdurchführung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Hochspannungsdurchführung (1) mehrere Schalteinheiten (5.1, 5.2) aufweist und die Schalteinheiten (5.1, 5.2) ein unterschiedliches Schaltvermögen aufweisen.
10. Hochspannungsdurchführung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schalteinheit (5) mit einem
Energiespeicher (18) verbunden ist und dieser Energiespeicher (18) innerhalb der Konturen der Hochspannungsdurchführung (1) angeordnet ist.
11. Hochspannungsdurchführung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei die Antriebseinheit (6) mit einem Federspeicher (18) mechanisch gekoppelt ist, welcher aus einem Isoliermaterial besteht, wobei dieser Federspeicher (18) innerhalb des den Strompfad (2) der Hochspannungsdurchführung (1)
umschließenden Isolationsaufbaus der
Hochspannungsdurchführung (1), also zwischen dem Strompfad (2) und dem äußeren Isolierkörper (3), angeordnet ist und damit einen Bestandteil der Isolationsanordnung der
Hochspannungsdurchführung (1) bildet.
12. Hochspannungsdurchführung (1) nach einem der
vorstehenden Ansprüche, wobei die Hochspannungsdurchführung (1) eine Messanordnung (22) mit Einrichtungen zur Messung des Stroms und/oder der Spannung aufweist, die innerhalb des Durchführungskörpers (3) angeordnet ist, wobei die
Hochspannungsdurchführung (1) eine Signalleitung aufweist, um ein von der Messanordnung (22) abgehendes Messsignal zu transportieren .
13. Hochspannungsdurchführung (1) nach Anspruch 12, wobei die Einrichtungen zur Messung des Stroms und/oder der
Spannung durch Halbleiteranordnungen gebildet sind, die dafür eingerichtet sind, auf ein magnetisches und/oder ein
elektrostatisches Feld der Hochspannungsdurchführung (1) anzusprechen .
14. Hochspannungsdurchführung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 8 oder 11, wobei die Energieversorgung der
Antriebseinheit (6) potentialfrei durch elektromagnetische Strahlung, welche über dielektrische Wellenleiter übertragen wird, erfolgt.
15. Hochspannungsdurchführung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, 11 oder 14 und einem der Ansprüche 12 bis 13, wobei sowohl die Bauteile zur Energieversorgung der Antriebseinheit (6) als auch die Kontroll- und Steuereinheit (17) und die
Messanordnungen (22) für Strom und/oder Spannung innerhalb der Hochspannungsdurchführung (1) angeordnet sind, und wobei die erforderliche signaltechnische und energetische
Vernetzung innerhalb der Hochspannungsdurchführung (1) hergestellt ist und die Hochspannungsdurchführung (1) damit eine autonom arbeitende Schalteinrichtung darstellt.
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