ITMI951143A1

ITMI951143A1 - TRANSFORMER FOR CURRENT MEASUREMENT IN HIGH VOLTAGE ELECTRICAL NETWORKS

Info

Publication number: ITMI951143A1
Application number: IT95MI001143A
Authority: IT
Inventors: Giorgio Villa; Giancarlo Villa
Original assignee: Passoni E Villa Fabbrica Isola
Priority date: 1995-06-01
Filing date: 1995-06-01
Publication date: 1996-12-01
Also published as: IT1275290B; DE69608853D1; EP0746002B1; DE69608853T2; ITMI951143A0; EP0746002A3; EP0746002A2

Abstract

Nel trasformatore per misure di corrente in reti elettriche ad alta tensione il guscio (7), che mantiene compattati ad anello i nuclei magnetici (6) del circuito secondario, è vincolato inferiormente ad un tubo metallico centrale (20) fissato alla base del trasformatore e superiormente ad un elemento isolante (22) che mantiene centrati e tesi i detti elementi (20, 7, 22) con vantaggi sia costruttivi che nel trasporto. Sono previsti elettrodi affacciati (28, 29) per creare una zona preferenziale di scarica in prossimità della membrana di sicurezza (14), nonchè uno schermo intermedio (36) attorno al tubo centrale (20) ed eventualmente, in caso di alte tensioni, un corpo isolante capacitivo (45) avvolto sullo schermo intermedio (36) per una miglior ripartizione del campo elettrico.(Fig. 3)In the transformer for current measurements in high voltage electrical networks, the shell (7), which keeps the magnetic cores (6) of the secondary circuit compacted in a ring, is constrained below to a central metal tube (20) fixed to the transformer base and above an insulating element (22) which keeps said elements (20, 7, 22) centered and tense with advantages both in construction and in transport. Electrodes facing each other (28, 29) are provided to create a preferential discharge zone near the safety membrane (14), as well as an intermediate shield (36) around the central tube (20) and possibly, in case of high voltages, a capacitive insulating body (45) wound on the intermediate screen (36) for a better distribution of the electric field. (Fig. 3)

Description

Descrizione del brevetto per invenzione industriale avente per titolo: Description of the patent for industrial invention entitled:

"Trasformatore per misura di corrente in reti elettriche ad alta tensione" "Transformer for current measurement in high voltage electrical networks"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione si riferisce a trasformatori per misura di corrente in reti elettriche ad alta tensione. The present invention relates to transformers for measuring current in high voltage electrical networks.

Dette apparecchiature vengono inserite nelle linee elettriche a media tensione (M.T) o ad alta tensione (A.T) all'interno delle sottostazioni di generazione o distribuzione di energia elettrica allo scopo di fornire valori di corrente in bassa tensione proporzionali alla corrente circolante sulla linea alta tensione a mezzo di un dispositivo statico di trasformazione il cui primario è rappresentato da uno dei conduttori della linea stessa mentre i secondari, opportunamente isolati, sono rappresentati da spire avvolte su nuclei magnetici. These equipment are inserted in medium voltage (M.T) or high voltage (H.T) power lines inside the electricity generation or distribution substations in order to provide low voltage current values proportional to the current circulating on the high voltage line. by means of a static transformation device whose primary is represented by one of the conductors of the line itself while the secondaries, suitably insulated, are represented by turns wound on magnetic cores.

Dette spire fanno capo a morsetti, applicati alla base del trasformatore, ai quali il cliente può collegarsi per derivarne i segnali in bassa tensione necessari per la misura della corrente di linea e per la protezione della linea stessa. These turns are connected to terminals, applied to the base of the transformer, to which the customer can connect to derive the low voltage signals necessary for measuring the line current and for protecting the line itself.

L'isolamento fra primario e secondario è, allo stato dell'arte attuale, realizzato da un mezzo isolante che può essere costituito da carta o film plastici impregnati con fluidi isolanti o da gas isolante, generalmente SF6 in sovrapressione rispetto alla pressione atmosferica. The insulation between primary and secondary is, in the current state of the art, achieved by an insulating medium which can be constituted by paper or plastic films impregnated with insulating fluids or by insulating gas, generally SF6 in overpressure with respect to atmospheric pressure.

Il trasformatore descritto nella presente invenzione è del tipo con isolamento in gas compresso. The transformer described in the present invention is of the compressed gas insulated type.

Lo stato attuale della tecnica è illustrato schematicamente nelle figure 1 e 2. The current state of the art is schematically illustrated in Figures 1 and 2.

La figura 1 mostra schematicamente l'inserimento operativo di un trasformatore per misura di corrente comprendente, nella costruzione classica, una base 1 sulla quale è vincolato un corpo isolante 2 in porcellana che sostiene una testa 3 nella quale sono disposti gli elementi del trasformatore. Il primario 4 è costituito da uno dei conduttori della linea stessa, ad esempio una linea trifase 5 in cui circola una corrente ad alta tensione. Figure 1 schematically shows the operative insertion of a transformer for current measurement comprising, in the classical construction, a base 1 on which a porcelain insulating body 2 is constrained which supports a head 3 in which the elements of the transformer are arranged. The primary 4 consists of one of the conductors of the line itself, for example a three-phase line 5 in which a high voltage current circulates.

Come mostra sempre schematicamente ma in modo più dettagliato la figura 2, i secondari sono avvolti su nuclei magnetici 6 assiemati entro un guscio 7, tali nuclei formando complessivamente un anello che circonda il primario 4. Allo stato attuale della tecnica l'anello formato dai nuclei magnetici 6 è generalmente supportato da una campana isolante 8. Nell'intercapedine anulare compresa fra il tubo centrale 9 e l'interno del corpo isolante 2 sono previsti, in modo noto, schermi anulari, ad esempio come quello indicato con 11, utili per una miglior distribuzione del campo elettrico interno. Superiormente alla testa 3 è in molti casi disposta una membrana di sicurezza 12 che forma un punto frangibile d'indebolimento della struttura, agente da sfogo in caso di improvvisa sovrapressione dovuta ad un corto circuito interno. As shown schematically but in more detail in Figure 2, the secondaries are wound on magnetic cores 6 assembled within a shell 7, these cores forming a total ring that surrounds the primary 4. In the current state of the art, the ring formed by the cores 6 is generally supported by an insulating bell 8. In the annular gap between the central tube 9 and the interior of the insulating body 2 annular shields are provided in a known way, for example the one indicated with 11, useful for a better distribution of the internal electric field. Above the head 3 there is in many cases a safety membrane 12 which forms a breakable point of weakening of the structure, acting as a vent in the event of sudden overpressure due to an internal short circuit.

Questa soluzione nota presenta diversi inconvenienti quali ad esempio: This known solution has various drawbacks such as:

- sulla campana isolante 8 si può verificare nel tempo un deposito di particelle che riducono l'isolamento superficiale della campana stessa; - over time a deposit of particles may occur on the insulating bell 8 which reduce the surface insulation of the bell itself;

il campo elettrico è particolarmente critico lungo la superficie di questa campana; the electric field is particularly critical along the surface of this bell;

- durante il trasporto, il complesso del trasformatore può risultare soggetto a rotture soprattutto in corrispondenza della campana isolante, tali rotture essendo possibili anche durante l'esercizio in caso di sollecitazioni sismiche; - during transport, the transformer assembly may be subject to breakage especially in correspondence with the insulating bell, such breakages being possible even during operation in the event of seismic stresses;

- la compensazione delle dilatazioni termiche longitudinali del complesso è particolarmente delicata soprattutto in climi dove siano possibili forti escursioni termiche in periodi relativamente ridotti; - the compensation of the longitudinal thermal expansion of the complex is particularly delicate especially in climates where strong thermal excursions are possible in relatively short periods;

- la campana isolante 8, posta fra il corpo isolante 2 e la testa 3 del trasformatore, costituisce una barriera all'onda d'urto di pressione in caso di corto circuito nella parte inferiore ad essa, rendendo possibile lo scoppio del corpo isolante 2, in quanto la membrana non agisce con sufficiente tempestività per costituire una efficace valvola di sfogo alla sovrapressione dovuta alla scarica interna. - the insulating bell 8, placed between the insulating body 2 and the head 3 of the transformer, constitutes a barrier to the pressure shock wave in the event of a short circuit in the lower part thereof, making it possible to burst the insulating body 2, as the membrane does not act quickly enough to constitute an effective relief valve against overpressure due to internal discharge.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un trasformatore di corrente per reti ad alta tensione più affidabile con riferimento agli inconvenienti sopra citati, ed anche di costruzione più semplice e perciò più economico. The object of the present invention is to provide a current transformer for high voltage networks which is more reliable with reference to the aforementioned drawbacks, and also of simpler and therefore more economical construction.

Secondo l'invenzione il guscio di forma anulare, che mantiene compattati i nuclei magnetici, è sostenuto in basso da un tubo metallico direttamente vincolato alla base del trasformatore mentre superiormente il guscio stesso è fissato ad un elemento isolante, coassiale col detto tubo metallico. L'estremità superiore dell'elemento isolante, ad esempio un manicotto, è centrata scorrevolmente su di una flangia, dotata di aperture passanti, situata alla base della membrana di sicurezza, ottenendosi con ciò una stabile centratura trasversale di tutto il complesso ai capi degli organi di sostegno dei nuclei magnetici, vantaggiosa sia in esercizio che in occasione del trasporto del trasformatore. According to the invention, the annular-shaped shell, which keeps the magnetic cores compacted, is supported at the bottom by a metal tube directly constrained to the base of the transformer while at the top the shell itself is fixed to an insulating element, coaxial with said metal tube. The upper end of the insulating element, for example a sleeve, is centered slidingly on a flange, equipped with through openings, located at the base of the safety membrane, thereby obtaining a stable transversal centering of the whole assembly at the ends of the members. to support the magnetic cores, advantageous both in operation and when transporting the transformer.

Il detto complesso manicotto-nuclei magneti ci-tubo di sostegno è mantenuto in tensione da almeno una molla a tazza prevista fra l'estremità del manicotto e la detta flangia a razze in modo da compensarne automaticamente le dilatazioni longitudinali. Viene così eliminata ogni altra forma di centratura trasversale nonché l'adozione delle campane di sostegno dei nuclei magnetici, semplificando la costruzione e il montaggio del trasformatore la cui testa risulta più corta, con vantaggio di minor peso e di costo. Said sleeve-magnet cores-support tube assembly is kept under tension by at least one cup spring provided between the end of the sleeve and said spoked flange so as to automatically compensate for its longitudinal expansions. This eliminates any other form of transverse centering as well as the adoption of the support bells of the magnetic cores, simplifying the construction and assembly of the transformer whose head is shorter, with the advantage of lower weight and cost.

La parte inferiore della flangia a razze, che sostiene il manicotto superiore, comporta una sporgenza ad anello costituente un elettrodo al quale è affacciato un secondo elettrodo vincolato al punto di attacco fra il manicotto superiore e il guscio dei nuclei magnetici. In tal modo si crea una zona preferenziale di scarica, spostata verso il punto più debole dell'isolamento elettrico nella parte terminale della testa del trasformatore cioè in vicinanza della membrana di sicurezza. In caso di sovrapressione la membrana di sicurezza cede tempestivamente, prevenendo l'esplosione del trasformatore con salvaguardia della sua integrità nonché delle persone e degli oggetti circostanti. The lower part of the spoked flange, which supports the upper sleeve, comprises a ring-like projection constituting an electrode to which a second electrode faces, constrained to the point of attachment between the upper sleeve and the shell of the magnetic cores. In this way, a preferential discharge zone is created, displaced towards the weakest point of the electrical insulation in the terminal part of the transformer head, that is, in the vicinity of the safety membrane. In the event of overpressure, the safety diaphragm yields promptly, preventing the transformer from exploding and safeguarding its integrity as well as surrounding people and objects.

In aggiunta a quanto sopra è previsto uno schermo intermedio del campo elettrico, costituito da un elettrodo metallico, appeso ad un manicotto isolante di sostegno fissato al guscio dei nuclei, il quale elettrodo si interpone fra un normale schermo elettrico ed il tubo centrale di sostegno. Internamente aderente al corpo in porcellana è previsto inoltre l'ulteriore inserimento di un tubo in vetroresina che previene forti sollecitazioni termico-meccaniche in caso di scariche interne. In addition to the above, an intermediate shield of the electric field is provided, consisting of a metal electrode, hanging from an insulating support sleeve fixed to the shell of the cores, which electrode is interposed between a normal electric shield and the central support tube. Internally adhering to the porcelain body, a further insertion of a fiberglass tube is also envisaged, which prevents strong thermal-mechanical stresses in the event of internal discharges.

La centratura del detto schermo intermedio rispetto al tubo in vetroresina, aderente alla superficie interna dell'isolatore in porcellana, viene effettuata con ottima precisione mediante tasselli regolabili. The centering of said intermediate screen with respect to the fiberglass tube, adhering to the internal surface of the porcelain insulator, is carried out with excellent precision by means of adjustable plugs.

L'adozione dello schermo intermedio è prevista per tensioni elevate, ad esempio nel campo di tensioni attorno a 245 kV^ per convogliare e The adoption of the intermediate shield is foreseen for high voltages, for example in the range of voltages around 245 kV ^ to convey and

dividere in modo ottimale le linee equipotenziali del campo elet trico interno allo scopo di evitare la probabilità di scariche entro il corpo dell'isolatore. optimally dividing the equipotential lines of the internal electric field in order to avoid the probability of discharges within the body of the insulator.

In presenza di tensioni ancora più elevate, superiori a 245 kV, sullo schermo intermedio anzidetto, ancor più prolungato verso il basso, viene ulteriormente previsto un avvolgimento di materiale isolante, quale una pellicola di polipropilene o materiali isolanti plastici, fra le spire del quale avvolgimento è previsto l'inserimento di armature conduttrici o semiconduttrici tali da costituire un isolatore a condensatore. L'isolatore a condensatore attua una miglior distribuzione del campo elettrico al di sotto della testa del trasformatore che costituisce la zona più critica, nonché nel canale di isolamento gassoso che porta alla testa stessa. In the presence of even higher voltages, higher than 245 kV, a winding of insulating material, such as a polypropylene film or plastic insulating materials, is further provided on the aforementioned intermediate screen, even more extended downwards, between the turns of which winding it is foreseen the insertion of conductive or semiconductor armatures such as to constitute a capacitor insulator. The capacitor insulator implements a better distribution of the electric field under the head of the transformer which constitutes the most critical area, as well as in the gaseous insulation channel that leads to the head itself.

La capacità dell'isolatore a condensatore viene calcolata in modo da ottenere un valore equivalente alla capacità formata dal tubo centrale di sostegno e lo schermo intermedio, prolungato oltre l'estremità inferiore dell'isolatore a condensatore stesso, per una ripartizione controllata della tensione. The capacitance of the capacitor insulator is calculated in such a way as to obtain a value equivalent to the capacitance formed by the central support tube and the intermediate shield, extended beyond the lower end of the capacitor insulator itself, for a controlled distribution of the voltage.

Per tensioni pari o superiori a 420 kV, gli schermi intermedi possono essere più di uno e l'avvolgimento a condensatore viene fatto sul più esterno di essi. For voltages equal to or higher than 420 kV, the intermediate shields can be more than one and the capacitor winding is done on the outermost of them.

Tale disposizione a controllo elettrico parziale ottiene la stessa utilità di una soluzione a passante integrale, come da alcuni costruttori adottata, ma con i seguenti vantaggi: This partial electrical control arrangement achieves the same utility as an integral feed-through solution, as adopted by some manufacturers, but with the following advantages:

l'avvolgimento si effettua con rotoli di materiale isolante aventi larghezza ridotta e quindi in modo continuo e non nastrato come attualmente avviene ; the winding is carried out with rolls of insulating material having a reduced width and therefore in a continuous and non-taped manner as currently occurs;

- l'inserzione delle armature conduttrici avviene in maniera semplice e uniforme; - the insertion of the conductive armatures takes place in a simple and uniform way;

l'impregnazione col gas in pressione avviene in maniera molto più sicura, stante la larghezza e lo spessore limitati dell'avvolgimento; the impregnation with pressurized gas takes place in a much safer way, given the limited width and thickness of the winding;

- il peso del trasformatore non viene praticamente influenzato dalla presenza del corpo a condensatore; - the weight of the transformer is practically not affected by the presence of the capacitor body;

- oltre ad una buona distribuzione longitudinale sul contenitore isolante, si ottiene anche una buona distribuzione di campo elettrico nel canale che porta alla testa; - in addition to a good longitudinal distribution on the insulating container, a good distribution of the electric field is also obtained in the channel leading to the head;

il materiale utilizzato è generalmente del tipo inorganico e quindi non esistono problemi d'invecchiamento durante l'esercizio. the material used is generally of the inorganic type and therefore there are no aging problems during exercise.

Con l'aggiunta di un'armatura a foglio metallico isolata verso il tubo centrale di sostegno viene realizzato l'ulteriore vantaggio di ottenere un partitore capacitivo avente una capacità e quindi una corrente tale da poter alimentare, se del caso, attraverso opportuni amplificatori elettronici, circuiti di misura di tensione e di protezione in modo da costituire un combinato di misura di corrente e di tensione integrato in un solo apparecchio. With the addition of an insulated metal foil armature towards the central support tube, the further advantage is achieved of obtaining a capacitive divider having a capacity and therefore a current such as to be able to feed, if necessary, through suitable electronic amplifiers, voltage measurement and protection circuits so as to constitute a combined current and voltage measurement integrated in a single device.

Questi scopi e i conseguenti vantaggi vengo These aims and the resulting benefits come

no realizzati in base alla presente invenzione, di cui i disegni allegati mostrano una soluzione preferenziale ma non limitativa, con possibili varianti integrabili fra loro, dove made on the basis of the present invention, of which the attached drawings show a preferential but not limiting solution, with possible variants that can be integrated with each other, where

- la figura 3 rappresenta un trasformatore per misure di corrente, secondo l'invenzione, in una prima versione di base; Figure 3 shows a transformer for current measurements, according to the invention, in a first basic version;

- la figura 4 rappresenta, in scala maggiore, una variante migliorativa rispetto al dispositivo illustrato nella figura 3, intesa a preservare ulteriormente il trasformatore da sollecitazioni termico-meccaniche; e Figure 4 represents, on a larger scale, an improvement variant with respect to the device illustrated in Figure 3, intended to further preserve the transformer from thermal-mechanical stresses; And

la figura 5 rappresenta un'ulteriore variante migliorativa rispetto alla figura 4, adottabile per tensioni molto elevate. figure 5 represents a further improvement variant with respect to figure 4, which can be adopted for very high voltages.

In tali figure, parti uguali sono indicate con identici numeri di riferimento. In these figures, like parts are indicated with identical reference numbers.

Nella figura 3, il trasformatore per misure di corrente in reti ad alta tensione secondo l'invenzione, indicato globalmente con 10O, è del tipo con isolamento in gas pressurizzato e comprende una base 1 alla quale è vincolato un corpo isolante 2 in porcellana che sostiene la testa 30, attraversata dal conduttore primario 4, nella quale testa sono contenuti gli elementi del trasformatore . In Figure 3, the transformer for current measurements in high voltage networks according to the invention, globally indicated with 10O, is of the type with pressurized gas insulation and comprises a base 1 to which an insulating body 2 in porcelain is attached which supports the head 30, crossed by the primary conductor 4, in which head the elements of the transformer are contained.

Nella realizzazione innovativa i nuclei magnetici 6 sono contenuti e compattati entro un guscio 7 sostenuto inferiormente da un tubo centrale 20, metallico, fissato direttamente alla base 1. Superiormente al guscio 7 è vincolato un elemento isolante 22, ad esempio in vetroresina, che passa scorrevolmente al centro di una flangia forata 24 sopra la quale sono disposte molle a tazza 26 che contrastano con un elemento di blocco 27, posto all'estremità dell'elemento o manicotto isolante 22. La flangia forata 24 permette il passaggio del gas pressurizzato isolante nella camera 13 chiusa dalla membrana di sicurezza 14. In the innovative embodiment, the magnetic cores 6 are contained and compacted within a shell 7 supported at the bottom by a central metal tube 20, fixed directly to the base 1. An insulating element 22, for example in fiberglass, is constrained above the shell 7, which passes smoothly at the center of a perforated flange 24 above which cup springs 26 are arranged which contrast with a locking element 27, located at the end of the insulating element or sleeve 22. The perforated flange 24 allows the passage of the insulating pressurized gas into the chamber 13 closed by the safety membrane 14.

A mezzo dell'elemento di blocco 27 si può regolare in modo adeguato la tensione elastica del complesso (22, 7, 20), di modo che le dilatazioni termiche longitudinali possono essere automaticamente compensate. Il guscio 7 e relativi nuclei magnetici 6 rimangono centrati trasversalmente, evitando l'ausilio di campane isolanti che comportano svantaggi d'ingombro, la possibilità di deposito di impurità che indeboliscono sensibilmente l'isolamento elettrico superficiale e che contribuiscono ad impedire un rapido sfiato della sovrapressione dall'interno del corpo isolante 2 verso la testa del trasformatore in caso di corto circuito . By means of the locking element 27 the elastic tension of the assembly (22, 7, 20) can be adequately adjusted, so that the longitudinal thermal expansions can be automatically compensated. The shell 7 and relative magnetic cores 6 remain transversely centered, avoiding the use of insulating bells which entail disadvantages in terms of space, the possibility of the deposit of impurities which significantly weaken the surface electrical insulation and which help to prevent rapid venting of the overpressure from the inside of the insulating body 2 towards the head of the transformer in the event of a short circuit.

La parte inferiore della flangia forata 24 comporta una sporgenza ad anello 28 costituente un elettrodo superiore, al quale è affacciato un elettrodo inferiore 29 applicato alla base dell'elemento isolante 22 nel punto d'innesto di quest'ultimo col guscio 7 dei nuclei magnetici. Tale disposizione di elettrodi 28 e 29 costituisce un punto preferenziale di reazione per una eventuale scarica interna che ha così luogo nella immediata vicinanza della membrana frangibile di sicurezza 14 per dare un immediato sfogo alla sovrapressione, evitando lo scoppio del corpo isolante 2. The lower part of the perforated flange 24 comprises a ring-like protrusion 28 constituting an upper electrode, which faces a lower electrode 29 applied to the base of the insulating element 22 at the point of insertion of the latter with the shell 7 of the magnetic cores. This arrangement of electrodes 28 and 29 constitutes a preferential reaction point for a possible internal discharge which thus takes place in the immediate vicinity of the frangible safety membrane 14 to give an immediate vent to the overpressure, avoiding the bursting of the insulating body 2.

Per tensioni non troppo elevate è previsto un normale schermo 11 del campo elettrico applicato alla periferia dell'apertura centrale 31 della flangia 32 di attacco fra il corpo isolante 2 e la testa 30 del trasformatore. For voltages that are not too high, a normal shield 11 of the electric field is provided, applied to the periphery of the central opening 31 of the flange 32 for connection between the insulating body 2 and the head 30 of the transformer.

Nella figura 4 è illustrata, in scala maggiore, una variante nell'ambito dell'invenzione che può essere integrata ai provvedimenti menzionati con riferimento alla figura 3. Fermo restando lo schermo 11 tradizionale, fissato all'orlo dell'apertura 31 della flangia 32 come detto sopra, viene previsto uno schermo intermedio 36 costituito da un canotto metallico foggiato a tubo, dotato di anelli 37 di tipo noto atti a distribuire in modo conveniente il campo elettrico. Lo schermo intermedio 36 è vincolato esternamente ad un supporto tubolare 38 di appendimento^disposto concentricamente al tubo metallico 20 di supporto^ che è vincolato al guscio 7 dei nuclei magnetici. Il supporto tubolare 38 è opportunamente forato per permettere un corretto passaggio del gas isolante lungo l’intercapedine compresa fra il tubo centrale 20 di supporto e la parete interna del corpo isolante 2 in porcellana, entro la quale intercapedine si dispone ora il detto schermo intermedio 36. Viene inoltre prevista l'adozione di un tubo 40 generalmente in vetroresina aderente alla parete interna del corpo isolante 2 per evitare pericolose sollecitazioni termico-meccaniche in caso di scariche interne. Figure 4 illustrates, on a larger scale, a variant within the scope of the invention which can be integrated with the measures mentioned with reference to Figure 3. Without prejudice to the traditional screen 11, fixed to the edge of the opening 31 of the flange 32 as said above, an intermediate screen 36 is provided consisting of a metal sleeve shaped like a tube, equipped with rings 37 of a known type suitable for conveniently distributing the electric field. The intermediate shield 36 is bonded externally to a tubular hanging support 38 arranged concentrically to the metal support tube 20 which is bonded to the shell 7 of the magnetic cores. The tubular support 38 is suitably perforated to allow a correct passage of the insulating gas along the interspace between the central support tube 20 and the internal wall of the insulating body 2 in porcelain, within which the interspace is now placed the said intermediate screen 36 The adoption of a tube 40 generally made of fiberglass adhering to the internal wall of the insulating body 2 is also envisaged to avoid dangerous thermal-mechanical stresses in the event of internal discharges.

Allo scopo di tener distanziato lo schermo intermedio 36 dal tubo 40 in vetroresina, sono previsti distanziatori regolabili 42 che permettono un’ottima centratura dello schermo intermedio stesso, essendo la superficie interna del tubo 40 molto precisa in quanto ottenuta per stampaggio. Un'ulteriore variante è illustrata nella figura 5. In order to keep the intermediate screen 36 away from the fiberglass tube 40, adjustable spacers 42 are provided which allow excellent centering of the intermediate screen itself, being the internal surface of the tube 40 very precise as it is obtained by molding. A further variant is illustrated in Figure 5.

Per tensioni nominali generalmente superiori a 245 kV, per ridurre il diametro del corpo isolante 2 e per permetterne una migliore distribuzione superficiale del campo elettrico, si è previsto di ricorrere all'uso di una ripartizione capacitiva parziale. Per evitare di ricorrere ad una ripartizione totale capacitiva a passante, come adottato in alcuni casi, il che costringe alla costruzione di un passante impregnato in gas avente peso e dimensioni ragguardevoli con riflesso economico e tecnico negativo a causa dell'impregnazione più difficoltosa del cartoccio isolante, secondo la presente invenzione si suddivide lo spazio isolante all'interno del contenitore isolante in due parti. For nominal voltages generally higher than 245 kV, in order to reduce the diameter of the insulating body 2 and to allow a better surface distribution of the electric field, the use of partial capacitive distribution has been envisaged. To avoid having to resort to a total capacitive through-loop distribution, as adopted in some cases, which forces the construction of a gas-impregnated through-loop having considerable weight and dimensions with a negative economic and technical impact due to the more difficult impregnation of the insulating foil , according to the present invention, the insulating space inside the insulating container is divided into two parts.

Una prima parte, costituita dalla zona compresa fra il tubo centrale 20 e lo schermo intermedio 36 è isolata in gas mentre la seconda è costituita essenzialmente da un passante 45 di dimensioni ridotte che permette però una buona ripartizione del campo elettrico nella parte normalmente più sollecitata. L'isolatore 45 previsto sullo schermo intermedio 36 è costituito da un avvolgimento di materiale isolante in pellicola di polipropilene od altri materiali plastici entro le cui spire vengono inserite armature conduttrici o semiconduttrici per formare un isolatore capacitivo che permette una buona distribuzione del campo elettrico nella zona più alta 48 del corpo isolante 2, cioè immediatamente al di sotto della testa 30, nonché nel canale 31 d'isolamento gassoso che porta alla testa stessa. Con questa disposizione lo schermo intermedio 36 è prolungato verso il basso oltre il lembo più basso dell'isolatore capacitivo 45. A first part, consisting of the area between the central tube 20 and the intermediate shield 36, is gas-insulated, while the second is essentially constituted by a small through-hole 45 which however allows a good distribution of the electric field in the normally most stressed part. The insulator 45 provided on the intermediate screen 36 consists of a winding of insulating material in polypropylene film or other plastic materials within which conductive or semiconductor armatures are inserted to form a capacitive insulator which allows a good distribution of the electric field in the area higher 48 than the insulating body 2, i.e. immediately below the head 30, as well as in the gaseous insulation channel 31 which leads to the head itself. With this arrangement, the intermediate shield 36 is extended downward beyond the lowest edge of the capacitive insulator 45.

La ripartizione percentuale della tensione viene calcolata tenendo conto delle capacità risultantidallaprimaparte isolanteedallasecondaparteisolanteedal rapportodelle relative costanti dielettiche. Anche The percentage distribution of the voltage is calculated taking into account the capacities resulting from the first insulating part and the second insulating part and the ratio of the relative dielectric constants. Also

in questo caso, per meglio centrare lo schermo intermedio 36 e per ragioni di sicurezza meccanica durante il trasporto è prevista l’introduzione di settori isolanti 42 applicati sul tubo di protezione in vetroresina 40 o sullo schermo intermedio 36. Tali settori sono sistemati ovviamente nelle regioni più basse dove il campo elettrico è minimo. in this case, to better center the intermediate screen 36 and for reasons of mechanical safety during transport, the introduction of insulating sectors 42 applied on the fiberglass protection tube 40 or on the intermediate screen 36 is foreseen. These sectors are obviously arranged in the regions lowest where the electric field is minimal.

Per tensioni maggiori di 420 kV è previsto un frazionamento degli schermi^che possono essere più di due,prevedendo un isolamento solo del passante capacitivo più esterno dove la ripartizione longitudinale della tensione è più critica. For voltages greater than 420 kV a splitting of the shields is envisaged, which can be more than two, providing for an isolation only of the outermost capacitive loop where the longitudinal distribution of the voltage is more critical.

Tali isolamenti a passante possono essere realizzati con avvolgimenti di fogli di polipropilene o di dielettrici plastici similari, oppure in carta, tutti impregnati col gas isolante. These pass-through insulations can be made with windings of polypropylene sheets or similar plastic dielectrics, or of paper, all impregnated with the insulating gas.

Un ulteriore vantaggio degli avvolgimenti di larghezza limitata è che essi possono essere effettuati con avvolgimento continuo senza ricorrere all'avvolgimento a nastro certamente meno affidabile . A further advantage of the windings of limited width is that they can be carried out with continuous winding without resorting to the certainly less reliable tape winding.

Nel caso di distribuzione capacitiva parziale, poiché il valore della capacità può essere dell'ordine di alcune decine di picofarad, si può realizzare un divisore capacitivo di tensione, avvolgendo sul tubo centrale 20 un condensatore cilindrico 50, isolato, di capacità da calcolare caso per caso, dal quale derivare una presa 52 per alimentare circuiti di misura o di protezione opportuni. In the case of partial capacitive distribution, since the value of the capacitance can be of the order of a few tens of picofarads, a capacitive voltage divider can be made, by winding on the central tube 20 an insulated cylindrical capacitor 50, of capacity to be calculated case by case. case, from which to derive a socket 52 to supply suitable measuring or protection circuits.

Nel caso che tali circuiti siano realizzati elettronicamente si può utilizzare direttamente il segnale, altrimenti, per prestazioni maggiori, occorre realizzare circuiti di amplificazione, nel caso venga alimentato un circuito di tipo elettromagnetico. If these circuits are made electronically, the signal can be used directly, otherwise, for higher performance, it is necessary to create amplification circuits if an electromagnetic circuit is powered.

Come variante,il corpo 2 in porcellana può essere sostituito da un semplice tubo isolante, eventualmente alettato. As a variant, the porcelain body 2 can be replaced by a simple insulating tube, possibly finned.

Claims

CLAIMS 1. Transformer for measuring current in high voltage electrical networks, of the gas-insulated type, consisting of a base (1) on which an insulating body (2) in porcelain is fixed, bearing the head (3) of the transformer which is passed through from one of the conductors (4) of a high voltage line (5), in which said conductor (4) constitutes the primary of the transformer and forms a magnetic field which is chained with the coils of a secondary wound on magnetic cores (6) formed into a ring and compacted within an insulating shell (7), the terminals of said turns of the secondary circuit supplying the low voltage signals, proportional to the primary current, necessary for measurement purposes and for the protection of the line, characterized by the fact that the shell (7) of the magnetic cores {6) is constrained below to a central metal tube (20), fixed directly to the base (1) of the compressed gas insulated transformer while above it is constrained to an insulating element and (22) so as to constitute a complex of elements (20, 7, 22), joined together and aligned on the same axis, which can be placed in adjustable tension by means of a system of springs (26) clamped between the 'upper end of said insulating element (22) and a flange (24) placed at the top of the head (30) of the transformer, the upper end of said insulating element (22) being slidingly engaged in a central hole of the flange (24) so as to keep the insulating element at the same time centered on the transformer axis and axially free to slide vertically to compensate for any longitudinal expansion of said set of elements (20, 7, 22).

2. Transformer according to claim 1, characterized in that the spring system (26) preferably consists of one or more cup springs clamped between the flange (24) and a locking element (27) mounted on the free end of the insulating element (22).

3. Transformer according to claims 1 and 2, characterized in that the flange (24) is a disk provided with openings to allow the passage of the pressurized insulating gas inside the chamber (13) closed by the frangible safety membrane (14).

4. Transformer according to claims 1 to 3, characterized in that the (24) has in its lower face an annular protrusion (28) constituting an upper electrode which faces a second lower electrode (29) surrounding the insulating element (22) and fixed above the shell (7) of the magnetic cores (6) to the purpose of creating a preferential area of electric discharge near the frangible membrane (14) in the event of an internal short circuit.

5. Transformer according to claims 1 to 4, characterized in that an intermediate screen (36) is provided, concentric to the central metal tube (20), and inside the annular screen (11), said intermediate screen (36) being hung from an insulating sleeve (38) fixed to the shell (7) of the magnetic cores (6).

6. Transformer according to claims 1 to 5, characterized in that the insertion of a protection tube (40), for example made of fiberglass, adhering to the internal surface of the external insulating body (2), with respect to which the intermediate shield (36) is held precisely spaced by adjustable radial spacers (42).

7. Transformer according to claims 1 to 6, characterized in that a capacitor-type insulating body (45) is wound on the intermediate shield (36), of limited dimensions to allow a better distribution of the electric field in the upper part of the external insulating body (2) and in the gaseous isolation channel (31) located between the electrode (36) and the shield (11), which channel (31) leads to the head (30) of the transformer.

8. Transformer according to claims 1 to 7, characterized in that the insertion of a metal armature (50) insulated from the central metal tube (20) is provided to constitute with the whole of the capacity of the through insulator (45) and the one between the intermediate shield (36) and said metal armature (50), a capacitive divider that can be used for measuring the voltage on the line (5) and for the voltage protection system by means of measurement equipment and electrical relays or electronic.

9. Transformer according to claim 8, characterized in that electronic amplifiers are provided in the case of use of equipment of the electromagnetic type.

10. Transformer according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that the external porcelain body (2) is replaced by a simple insulating tube, possibly finned.