NO140215B - Elektrostatisk skjerm for isolasjonslegemer i gassisolert hoeyspenningsoverfoeringsutstyr - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en elektrostatisk skjerm for isolasjonslegemer i gassisolert høyspenningsoverføringsutstyr hvor en høyspenningsleder er omgitt av en jordet metallkappe og isolasjonslegemene danner avstandslegemer mellom lederen og kappen.

Skjermer av denne art er kjent og anvendes for å tilpasse spenningsgradienter i og ved hjørner, skarpe kanter og andre ledende flater. Det er videre kjent å anbringe skjermen på eller i harpiksstøpelegemer hvor det sørges for utvidelses-muligheter for skjermlegemet, f.eks. fra US-patentskrifter nr. 3.001.004, 3-001.005, 3.146.518, 3-222.625 og 3-230.301.

Det har imidlertid vist seg å være meget vanskelig

å oppnå god klebeforbindelse, hvilket er viktig for virkningen av elektrisk skjerming mellom store, glatte metallflater og innkapslingskunststoff. Det har vært anvendt forskjellige utforminger, materialer og teknikk for å bedre klebeforbindel-sen. Perforerte folier og finmasket netting har vist seg å gi god klebeforbindelse, men de er vanskelige å forme, under-støtte under støpingen av kunststoffet og forsyne med til-slutningsledere for jording.

Hensikten med oppfinnelsen er derfor å tilveiebringe en elektrostatisk skjerm av den innledningsvis nevnte art som er lettere å anbringe i støpemassen og som også kan forsynes med kjøling.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at det inne i isolasjonslegemet er innleiret et i skruelinjeform viklet metallelement som tjener som elektrostatisk skjerm og hvis begge ender rager radialt utover og danner tilslutningsorgan.

Med fordel kan metallelementet være et rør gjennom hvilket det sirkuleres et kjølemiddel.

Oppfinnelsen skal nedenfor forklares nærmere under henvisning til tegningene. Fig. 1 viser i perspektiv gassisolert høyspennings-overføringsutstyr med jordede rørkapper som innvendig har høy-spenningsledere i radial avstand fra rørkappen som er jordet ved hjelp av isolasjonsavstandslegemer. Fig. 2 viser et aksialt snitt i betydelig forstørret målestokk av en jordet rørkappe som vist på fig. 1, med et skiveformet isolasjonslegeme. Fig. 3 viser i ytterligere forstørret målestokk et tverrsnitt gjennom en del av isolasjonslegemet på fig. 2 hvor det skruelinjeformede skjermlegemet er antydet. Fig. 4 viser et sideriss av et skruelinjeformet elektrostatisk skjermelement. Fig. HA viser i forstørret målestokk en del av et vann-kjølt elektrostatisk skjermelement. Fig. 5 viser et grunnriss av skjermelementet på fig. 4. Fig. 6 viser et sideriss av et uttak fra en oljeisolert høyspenningstransformator. Fig. 7 viser i forstørret målestokk et delvis verti-kalt snitt gjennom uttaket på fig. 6.

Fig. 8 viser et grunnriss av uttaket på fig. 7.

Fig. 9 viser i forstørret målestokk og i grunnriss en festeanordning for den ytre ende av det elektrostatiske skjermelement på fig. 4. Fig. 10 viser et snitt langs linjen X-X på fig. 9-Fig. 11 viser den motsatte side av flensen på uttaket på fig. 7 med en festeanordning av den ytre ende av skjermelementet på fig. 4. Fig. 12 viser et snitt langs linjen XII-X£i~på fig. 11. Fig. 13 viser et aksialt snitt gjennom en modifisert form av avstandselementet i likhet med det på fig. 3j men med en ekspansjons forbindelse med høyspenningslederen. Fig. 1 viser et gassisolert høyspenningsoverføringsut-styr 1 med jordet rørkappe 3. Rørkappen 3 har en indre høy-spenningsleder 5 slik det fremgår av fig.2. Høyspenningslederen 5 er rørformet og er forbundet med andre ledere 5A, 5B. Med

hensyn til utformingen som er vist på fig. 2 kan vises til U.S.-patentskrift nr. 3.801.725-

Fig. 3 viser et isolerende avstandselement 7 som tjener til mekanisk fasthold av høyspenningslederne 5, 5A, 5B inne i den ytre jordede metallrørskappe 3. Avstandselementet 7 er utstyrt med et elektrostatisk skjermelement som vist i detalj på fig. 4 og 5. Skjermelementet har form av en skruelinjeformet vikling 9 av stav eller rør med endepartier 9A og 9B som er bøyet radialt ut av viklingen som danner egnede tilslutninger 11 og 13- Det elektrostatiske skjermelement er innleiret i et støpelegeme 15 fortrinnsvis av epoksyharpiks, polyesterharpiks eller lignende, særlig en mot sprekkdannelse motstandsdyktig støpeharpiks som f.eks. angitt i U.S.-patentskrift nr. 3.434.087.

I elektriske komponenter anvendes ledende skjermelement-er 8 for å styre eller minske spenningsgradienter 9 eller i nærheten av hjørner, skarpe kanter og andre ledende overflater. Skjermer anvendes også for å styre spenningsgradienter langs overflater og inne i selve isolasjonsmaterialet.

En elektrostatisk skjerm må i de fleste tilfeller ha en forholdsvis glatt overflate uten skarpe hjørner eller punkter som rager ut fra overflaten og utsettes for elektrisk felt. Derfor er ringformede, kuleformede og lignende kontinuerlige flater ofte anvendt som skjermer i isolerende væsker.

Tidligere erfaringer har vist at det er meget vanskelig å oppnå en god forbindelse som er viktig for effektiv elektrisk skjerming, mellom store glatte metalloverflater og den omgivende harpiks. Det er derfor anvendt forskjellig ut-forming, materialer og teknikk for å oppnå god forbindelse. Perforerte folier og finmaskede elementer virker tilfredsstil-lende, men er vanskelige å forme og holde fast under støpingen og feste forbindelser til for jordingsformål.

Et ledende sylindrisk hult rør eller stang 9 er viklet i skruelinjeform med ønsket overflate. Viklingens vindinger som dannes på denne måte kan klebes, loddes, sveises eller festes til hverandre på annen måte for å gi en stiv skjerm hvis dette er ønskelig. Det beste resultat oppnås ved atskilte vindinger 17 som hver er fullstendig omsluttet av harpiks 15.

De to ender 9a og 9b av hver vikling 9 kan bøyes ut fra den skjermende flate og anvendes både som fysisk bæreorgan under støpingen og tilslutninger 11 og 13 for jordingsformål. Endene 11 og 13 kan formes eller bearbeides for opptak av klemmer eller andre festeorganer for elektrisk og mekanisk forbindelse. De kan også anvendes som innløp og utløp for en kjølevæske som sirkulerer det gjennom viklingen.

Utformingen ifølge oppfinnelsen representerer en vesentlig forbedring overfor det som er tidligere kjent på om-rådet av følgende grunner: 1. Det er ikke nødvendig å foreta noen elektrisk eller mekanisk forbindelse med viklingen på selve skjermflaten. 2. Skruelinjeformede viklinger kan gjøres meget stive og dette sikrer riktig plassering i støpelegemét og forenklet behandling og lagring. 3. Elektriske og mekaniske forbindelser kan lett foretas i enden av viklingen.

4. Dimensjonene kan holdes med små toleranser.

5. Anvendelse av sylindriske rør i viklingen mulig-gjør anvendelse av kjøling i systemet såvel som i den elektrostatiske skjerm.

Oppfinnelsen kan også anvendes for uttak 19 som vist på fig. 7 og 8 som viser et uttak for en spenningstransformator. Uttaket 19 kan anvendes for en spenningstransformator 21 som vist på fig. 6. Her er det nødvendig å tilveiebringe en isolert leder 23. Fig. 7 og 8 viser en skruelinjeformet vikling 9 som kan anvendes med stor fordel og som danner en god forbindelse med det omgivende harpiks 15 som anvendes under støpingen av isolasjonslegemet. Også et rør 19A kan anvendes for kjølevæskesirkulasjon i skjermen 9 som vist på fig. 4A.

Med hensyn til tilslutninger 11 og 13 for den elektrostatiske skjerm 9 er dette vist på fig. 9-12, hvor skrue-bolter 25,27, som ikke bare holder bæreflensene 19A mellom to metallflenser 29 og 30, men også opprettholder den ytre omkrets av spenningstransformatoruttaket 19 i riktig stilling. Den ytre leder 11 som vist på fig. 11, kan festes ved hjelp av skruebolten 27 til en klemme 32 som på sin side er festet ved hjelp av skruebolten 27 til bæreflensen 19A. Fig. 9 og 10 viser en lignende konstruksjon hvor en elektrisk leder 13

er forsynt med samme monteringskonstruksjon.

Fig. 13 viser en modifikasjon av avstandselementet

på fig. 2 og 3, i dette tilfellet et avstandselement 34 som er støpt rundt en høyspenningsleder 5' med en grenforbindelse 5'' hvis ønskelig. Avstandsstykkene 7,34 anvendes i jevne mellomrom langs en gassisolert rørkapsling 3 som inneholder en egnet isolasjonsgass 35 som f.eks. svovelheksafloridgass (SFg). Av-standselementene 7,34 er anordnet i jevne mellomrom langs rør-kappen 3 og tjener til å holde høyspenningslederen 5 i sikker avstand fra den ytre jordede metallkappe 3. På fig. 13 er også vist innleiret en skruelinjeformet vikling av stang eller rør 9, som er godt forankret i støpeharpiksen 15 og danner det elektrostatiske skjermelement 9.

Claims (2)

1. Elektrostatisk skjerm for isolasjonslegemer i gassisolert høyspenningsoverføringsutstyr hvor en høyspennings-leder er omgitt av en jordet metallkappe og isolasjonslegemene danner avstandslegemer mellom lederen og kappen, karakterisert ved at det inne i isolasjonslegemet er innleiret et i skruelinjeform viklet metallelement som tjener som elektrostatisk skjerm og hvis begge ender rager radialt utover og danner tilslutningsorgan.

2. Skjerm ifølge krav 1, karakterisert ved at metallelementet er et rør gjennom hvilket det sirkuleres et kjølemiddel.