WO2017186751A1 - Transformator mit einsteckbaren hochspannungsdurchführungen - Google Patents

Transformator mit einsteckbaren hochspannungsdurchführungen Download PDF

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WO2017186751A1
WO2017186751A1 PCT/EP2017/059845 EP2017059845W WO2017186751A1 WO 2017186751 A1 WO2017186751 A1 WO 2017186751A1 EP 2017059845 W EP2017059845 W EP 2017059845W WO 2017186751 A1 WO2017186751 A1 WO 2017186751A1
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voltage
housing
bushing
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Christian ETTL
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/02—Casings
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    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
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    • H01F27/10—Liquid cooling
    • H01F27/12—Oil cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R33/00—Coupling devices specially adapted for supporting apparatus and having one part acting as a holder providing support and electrical connection via a counterpart which is structurally associated with the apparatus, e.g. lamp holders; Separate parts thereof
    • H01R33/94—Holders formed as intermediate parts for linking a counter-part to a coupling part

Definitions

  • the invention relates to an electrical device for connection to a high-voltage network with a housing filled with an insulating liquid, in which a core is arranged with at least ei ⁇ ner winding, a bushing attached to the housing and an insertable in the bushing insertion socket high-voltage bushing.
  • Such an electrical device is already known for example from DE 10 2007 022 641 AI.
  • a transformer ⁇ gate is disclosed which has sockets, in the für versun- conditions for connecting the transformer to a high-voltage network can be inserted.
  • the transformer is designed as a so-called traveling transformer, which is designed so that it can be transported between different locations with the least possible assembly effort while maintaining a predetermined profile.
  • the prior art electrical device however, has the disadvantage that the plug-in bushings are designed only for voltages in the lower high voltage range.
  • the object of the invention is to provide an electrical device of the type mentioned at the outset a ⁇ , which can also be used at higher voltages.
  • the high-voltage feedthrough has a fastening portion with which it can be fastened to the housing and / or to the feedthrough socket and from which it extends with a column section in a longitudinal direction over a length L2 to a high voltage terminal , wherein the length L2 is greater than three meters.
  • an electrical device for example a transformer or a choke, provided for Voltages above 150kV is designed.
  • the high-voltage feedthrough is dimensioned accordingly.
  • the high-voltage bushing on a mounting portion to which a fixing or attachment of the high-voltage bushing is provided on the housing of the electrical device.
  • a SAulenab ⁇ section of the high-voltage bushing which extends from the attachment portion to a high-voltage terminal at the free end of the high-voltage bushing in longitudinal direction L2 of about 3 meters in length.
  • High-voltage ⁇ passages in this voltage range have not yet run as a plug-in component.
  • the required not ⁇ electrical insulation was classified as too expensive ⁇ .
  • an electrical device with a plug-in feedthrough is also provided for the first time, even in higher voltage ranges. The weights occurring are absorbed by the attachment portion.
  • the column portion extending perpendicular ⁇ right or perpendicular to a horizontal housing cover of the housing, so that the weight of Hochwoods sacrifice ⁇ tion is introduced directly from above, that is, perpendicular to the feedthrough ⁇ receptacle.
  • the weight of the imple ⁇ tion thus ensures a high contact pressure within the socket, so that in this way a good insulation is provided by a solid state composite.
  • the high-voltage bushing with the bushing plug book by means of an appropriate releasable connection, such as a screw connected.
  • the high-voltage bushing leads via a plug-in section, which is provided for insertion into the bushing bushing.
  • the high-voltage leadthrough has a plug-in section, likewise extending in said longitudinal direction, with which the high-voltage leadthrough into the feedthrough socket is produced over a length LI. stretches, whereby the length LI is shorter than 600mm.
  • the insertion of the high-voltage bushing has been shortened compared to comparable high-voltage bushings in the same voltage range. This shortening allows a correspondingly shorter designed feedthrough socket, which in other words less deep into the housing of the electrical device, ie in the oil chamber, extends into it. The installation of a current transformer to the implementation is omitted in this version.
  • each feedthrough socket has a fastening ⁇ tion section for attachment to the housing, wherein a hollow receiving portion of an electrically pronouncelei ⁇ border insulating material extends into the housing inside, wherein in a closed and tapered end portion of the receiving portion a metallic Contact part is arranged, which extends through the insulating material of the receiving portion or extends it to the closed end portion.
  • each feedthrough socket has an open end approximately at the height of the housing cover, which allows the insertion of the Einsteckablves the high-voltage feedthrough.
  • a receiving portion extending from the mounting portion of the implementing ⁇ approximately jack in the interior of the Ge ⁇ koruses into said receiving portion is made of an insulating ⁇ material, the notwenige insulation between the in-operation on a high voltage potential contact piece and the housing of the Transformers provides that is at a ground potential.
  • the receiving portion ⁇ and the insertion section of complementary shape zueinan ⁇ the formed so that the insertion section is pressed firmly against the inner wall of the receiving portion due to the weight of the high-voltage bushing, to thereby tension peaks between the high-voltage bushing and plug socket to avoid.
  • the contact member is an inner ⁇ half of the housing extending winding lead is connected to a winding.
  • the winding connection line is equipped with a current transformer.
  • the current transformer is attached ⁇ arranged within the housing, the current transformer does not have to be integrated consuming during the assembly of the electrical device locally in the line ⁇ strand.
  • the electrical device according to the invention can be put into operation quickly on site.
  • mounting holes are provided in the housing to allow access to the or the current transformer after draining the insulating liquid.
  • the Einsteckab- section of the high-voltage bushing is encased in a viscous insulator, wherein at the free end of the Einsteckabterrorisms a high-voltage conductor through the viscous insulator or in other words extends the jacket.
  • the viscous or highly viscous insulator provides as an outer jacket for the sufficient electrical insulation between the adjacent insulating and dimensionally stable solids of plug-in socket and plug-in section.
  • the insulator is expediently a pasty lubricious substance with flow properties. By the flow properties, the viscous insulator is pressed into the joint between the insertion portion of the high-voltage feedthrough and the receiving portion of the feedthrough socket and fills them completely.
  • the receiving portion has a sufficiently large additional volume with free spaces, in which the viscous insulator can be pressed. Air ⁇ inclusions between male and female portion with high electric field strengths in the wake can be avoided in the se way.
  • an outer wall of the electrical Ge ⁇ device is at least partially executed bullet resistant.
  • the electrical device used in a power supply network then this as a node usually a poten ⁇ cial target for destructive attacks from the outside. Such attack, for example, bombarding with handguns or guns and the use of explosive sets of garnet or Bomb splinters in the wake.
  • the bullet-resistant outer wall which is made for example of a bullet-resistant material or material.
  • the outer wall forms ⁇ example, the outer boundary of a component of the electrical device.
  • the outer wall forms, for example, the housing or the boiler of the electrical device, which is filled with insulating liquid. This applies accordingly to the feedthroughs, the expansion tank, the cooling unit or other components of the electrical appliance. Deviating from this, the outer wall is arranged at a distance from the housing of the elec ⁇ cal device and designed as a reinforcing fence.
  • the outer wall consists of a
  • bullet resistant material with a tensile strength of over 1000 MPa comes, for example, Armored steel into consideration.
  • the outer wall comprises an outer wall and an inner wall, between which a damping means is arranged.
  • the ball penetrates the outer wall of the outer wall, where ⁇ is then absorbed and degraded in the energy of the ball of the Dämpfungsmit ⁇ tel.
  • the damping agent is a liquid or a dry foam.
  • FIG. 3 shows a sectional view of the insertion section and the plug-in socket, including a shield
  • Figure 4 is a non-sectioned side view of a plug sleeve with ⁇ high-voltage bushing and current transformer, Figure 5, the housing according to figure 2 in a side view with introduced high-voltage bushings,
  • FIG. 6 shows the insertion section of the high-voltage leadthrough as well as the attachment section
  • FIG. 7 shows an embodiment of the bushing ⁇ bushing in a view from above.
  • 1 shows a perspective view of an embodiment of the electrical device according to the invention, which is designed here as a transformer 1.
  • the transformer 1 shown there has a housing 2 which is connected to a cooling module 3, an expansion vessel 4, an auxiliary power module 5 and high-voltage bushings 6, 7, 8 is fitted.
  • the said components or modules are detachably connected to each other, so they can be easily disassembled and transported independently of each other.
  • the high-voltage feedthroughs 6, 7 and 8 are each designed as plug-in high-voltage feedthroughs and can be inserted with their insertion end into suitable feedthrough bushings 10.
  • the feedthrough sockets 10 are of rotationally symmetrical design and delimit a housing cover which is exposed, but closed on one side, which is complementary in shape to the insertion section of the respective high-voltage leadthrough 6, 7, 8.
  • the feedthrough sockets 10 are also fluid-tightly attached to the housing 2, so that the inner ⁇ or oil chamber of the single-phase transformer 1 hermetically, so air and liquid-tight to of the outside atmosphere is closed ⁇ .
  • a figurative undetectable line plug is held as a contact portion when the high-voltage bushing 6, 7 or 8, a ⁇ is guided in the respective through guide receptacle 10, in conductive contact with the through the depending ⁇ stays awhile high-voltage bushing 6, 7, 8 extending high-voltage conductor is.
  • Said line bolt extends into the interior of the housing 2, that is, into its oil space, where it is in contact with a winding connection line, which thus electrically carries the feedthrough socket the respective upper or lower voltage winding of the transformer 1 connects.
  • FIG. 2 shows the housing 2 of the transformer 1 according to FIG. 1 in a plan view.
  • the housing 2 has three plug-in sockets 10, which are all sealed fluid-tight in FIG. 2 with a cover.
  • fluid-tight is meant here that the lid by means of suitable sealing means the openings air-tight and liquid ⁇ closes keitsdicht.
  • FIG. 3 shows a feedthrough bushing 10 and a high-voltage bushing 8 in a sectional side view, with the high-voltage feedthrough 8 being inserted into the feedthrough bushing 10 with a plug-in section 22.
  • the feedthrough socket 10 has a mounting portion 14 with which it is fixedly mounted on egg ⁇ nem lid 15 of the housing 2.
  • Useful screw connections serve this purpose.
  • figuratively not shown sealing ⁇ medium are required, which are clamped between the lid 15 and the fixing portion 14 designed as a flange.
  • Each feedthrough socket 10 also has a receiving ⁇ section 16, which consists of an electrically non-conductive material.
  • the receiving portion 16 tapers toward a closed end 17.
  • the wall of the receiving portion 16 is penetrated by a bolt-shaped contact part 18.
  • the contact part 18 At its protruding into the interior 19 or oil space of the housing 2 section, the contact part 18 with a Windungsan gleich- line 20 and a Ablekalotte 21 connected as a shield.
  • the winding connection line 20 is further equipped with a current transformer 26, which is shown in FIG.
  • the current transformer 26 is thus permanently installed in the housing and serves to detect an electrical current flowing via the winding connection line 20 to or from the respective winding.
  • the insertion section 22 extends from the attachment section 11 of the high-voltage feedthrough 8 into the receiving section 16 of the feed-through socket 10.
  • the insertion portion 22 is complementary in shape toracab ⁇ cut 16 is formed, so that there is an accurately An ⁇ are the two components to each other and air or other inclusions can be avoided.
  • the distance between the attachment portion and the free end of the high voltage bushing 8 is referred to as LI.
  • Figure 4 shows the bushing connector 10 in an uncut side view. In this view, from ⁇ design of the receiving section 16 and the current transformer 26 and its position relative to the remaining components is particularly easy to recognize. Incidentally, the remarks made on FIG. 3 apply correspondingly here.
  • FIG. 5 shows the housing 2 of the transformer 1 according to FIG. 1 in a side view.
  • the two high-voltage bushings 6 and 8 can be seen, which are inserted into their associated feedthrough sockets 10.
  • the column portion 12 extends over a length L2 of time, according to the invention RESIZE ⁇ SSER than 3 meters, so that the high-voltage bushings 6, 8 are upgraded for sufficiently high voltages and a sufficiently high withstand voltage has.
  • FIG. 6 illustrates the insertion section 22 of the high tensioning ⁇ voltage bushing 8 an example for all high-voltage bushings 6,7,8 in a side view.
  • the high-voltage bushing 8 has a high-voltage conductor 24 which extends from the high-voltage terminal 13 at the other free end of the high-voltage bushing 8 through the entire insulating body of the high-voltage bushing 8.
  • the high-voltage conductor 24 is in an inserted position at its lower end 26 in contact with the contact portion 18 of the feedthrough socket 10.
  • the fastening ⁇ tion section 11 of the high-voltage bushing 8 is roughly sketched, which is designed in the embodiment shown as a flange.
  • the flange 11 is fixedly connected to the housing cover 15 via a screw connection.
  • the distance LI between the lower end 26 and the attachment ⁇ section 11 is advantageously shorter than 600 mm.
  • the insertion portion 22 has a jacket 25 made of a tough ⁇ liquid insulator, which closes the male portion 22 to the outside, with only the high-voltage conductor 24 protrudes from the jacket 25.
  • the viscous insulator of the jacket 25 rests on the inside of the receiving section 16, the viscous jacket 25 filling free spaces between the plug-in socket and the plug-in section of the high-voltage leadthrough so that air pockets and thus high electric field strengths are avoided.
  • FIG. 6 shows the rotationally symmetrical plug-in socket 10 from above.
  • the fixing portion 14 is as ⁇ the designed as a conventional flange connection, wherein furthermore it can be seen that the receiving section 16 of the loading ⁇ fixing portion 14 downwards, thus in the oil or in ⁇ nenraum 19 in, extends, wherein the receiving portion 16, rejuvenated to a closed end.
  • the contact member 18 is formed as a sleeve and thus closed on one side.
  • the inner diameter of the sleeve 18 is slightly larger than that Outer diameter of the conductor 24, wherein resilient contact finder provide a sufficiently good electrical contact.
  • the receiving portion 16 consists of a wall of an insulating material, which does not conduct electricity. During operation, the contact part 18 is at a high-voltage potential, wherein the housing 2 and thus also the housing cover 15 and the attachment section 14 are at earth potential.

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Abstract

Um ein elektrisches Gerät (1) zum Anschluss an ein Hochspannungsnetz mit einem mit einer Isolierflüssigkeit befüllbaren Gehäuse (2), in dem ein Kern mit wenigstens einer Wicklung angeordnet ist, und einer an dem Gehäuse (2) befestigten Durchführungssteckbuchse (10) und einer in die Durchführungssteckbuchse (10) einsteckbaren Hochspannungsdurchführung (6,7,8), zu schaffen, das auch bei höheren Spannungen eingesetzt werden kann, wird vorgeschlagen, dass die Hochspannungsdurchführung (6,7,8) einen Befestigungsabschnitt (11) aufweist, mit dem sie an dem Gehäuse (2) und oder an der Durchführungssteckbuchse (10) befestigbar ist und von dem sie sich mit einem Säulenabschnitt (12) in einer Längsrichtung über eine Länge L2 hinweg zu einem Hochspannungsanschluss (13) erstreckt, wobei die Länge L2 größer als drei Meter ist.

Description

Beschreibung
Transformator mit einsteckbaren Hochspannungsdurchführungen Die Erfindung betrifft ein elektrisches Gerät zum Anschluss an ein Hochspannungsnetz mit einem mit einer Isolierflüssigkeit befüllbaren Gehäuse, in dem ein Kern mit wenigstens ei¬ ner Wicklung angeordnet ist, einer an dem Gehäuse befestigten Durchführungssteckbuchse und einer in die Durchführungssteck- buchse einsteckbaren Hochspannungsdurchführung.
Ein solches elektrisches Gerät ist beispielsweise aus der DE 10 2007 022 641 AI bereits bekannt. Dort ist ein Transforma¬ tor offenbart, der Steckbuchsen aufweist, in die Durchführun- gen zum Anschluss des Transformators an ein Hochspannungsnetz einsteckbar sind. Der Transformator ist als so genannter Wandertransformator ausgeführt, der so ausgelegt ist, dass er zwischen unterschiedlichen Standorten mit möglichst geringem Montageaufwand unter Einhaltung eines vorgegebenen Profils transportiert werden kann. Dem vorbekannten elektrischen Gerät haftet jedoch der Nachteil an, dass die steckbaren Durchführungen nur für Spannungen im unteren Hochspannungsbereich ausgelegt sind. Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektrisches Gerät der ein¬ gangs genannten Art bereitzustellen, das auch bei höheren Spannungen eingesetzt werden kann.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass die Hochspan- nungsdurchführung einen Befestigungsabschnitt aufweist, mit dem diese an dem Gehäuse und/oder an der Durchführungssteckbuchse befestigbar ist und von dem diese sich mit einem Säulenabschnitt in einer Längsrichtung über eine Länge L2 hinweg zu einem Hochspannungsanschluss erstreckt, wobei die Länge L2 größer als drei Meter ist.
Erfindungsgemäß ist ein elektrisches Gerät, beispielsweise ein Transformator oder eine Drossel, bereitgestellt, das für Spannungen oberhalb von 150kV ausgelegt ist. Dazu ist die Hochspannungsdurchführung entsprechend dimensioniert. Insbe¬ sondere weist die Hochspannungsdurchführung einen Befestigungsabschnitt auf, mit dem eine Fixierung oder Befestigung der Hochspannungsdurchführung an dem Gehäuse des elektrischen Geräts ermöglicht ist. Um für höhere Spannungen die notwenige Durchschlagsfestigkeit bereitzustellen, weist ein Säulenab¬ schnitt der Hochspannungsdurchführung, der sich von dem Befestigungsabschnitt zu einem Hochspannungsanschluss am freien Ende der Hochspannungsdurchführung in Längsrichtung erstreckt, eine Länge L2 von über 3 Metern auf. Hochspannungs¬ durchführungen in diesem Spannungsbereich wurden bislang nicht als einsteckbare Komponente ausgeführt. Die hierzu not¬ wenige elektrische Isolierung wurde als zu aufwändig einge¬ stuft. Erfindungsgemäß ist jedoch erstmals ein elektrisches Gerät mit einer einsteckbaren Durchführung auch in höheren Spannungsbereichen bereitgestellt. Die dabei auftretenden Gewichte werden von dem Befestigungsabschnitt aufgenommen.
Zweckmäßigerweise erstreckt sich der Säulenabschnitt senk¬ recht oder rechtwinklig zu einem horizontalen Gehäusedeckel des Gehäuses, so dass das Gewicht der Hochspannungsdurchfüh¬ rung direkt von oben, also senkrecht, in die Durchführungs¬ steckbuchse eingeleitet wird. Das Eigengewicht der Durchfüh¬ rung sorgt somit für eine hohe Anpresskraft innerhalb der Steckbuchse, so dass auf diese Weise eine gute Isolierung durch einen Festkörperverbund bereitgestellt ist. Vorteil¬ hafterweise wird die Hochspannungsdurchführung mit der Durchführungssteckbuchs mittels einer zweckmäßigen lösbaren Verbindung, beispielsweise einer Schraubverbindung, verbunden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung führt die Hochspannungsdurchführung über einen Einsteckabschnitt, der zum Einführen in die Durchführungssteckbuchse vorgesehen ist. Mit anderen Worten weist die Hochspannungsdurchführung einen sich ebenfalls in besagter Längsrichtung erstreckenden Einsteckabschnitt auf, mit dem sich die Hochspannungsdurchführung in die Durchführungssteckbuchse über eine Länge LI hinweg er- streckt, wobei die Länge LI kürzer ist als 600mm. Im Rahmen dieser Ausführung des erfindungsgemäßen elektrischen Geräts, wurde der Einsteckabschnitt der Hochspannungsdurchführung gegenüber vergleichbaren Hochspannungsdurchführungen im selben Spannungsbereich verkürzt. Diese Verkürzung ermöglicht eine entsprechend kürzer ausgestaltete Durchführungssteckbuchse, die sich mit anderen Worten weniger tief in das Gehäuse des elektrischen Gerätes, also in dessen Ölraum, hinein erstreckt. Die Montage eines Stromwandlers an der Durchführung entfällt bei dieser Ausführung.
Gemäß einer diesbezüglich zweckmäßigen Weiterentwicklung der Erfindung weist jede Durchführungssteckbuchse ein Befesti¬ gungsabschnitt zur Befestigung an dem Gehäuse auf, wobei sich ein hohler Aufnahmeabschnitt aus einem elektrisch nichtlei¬ tenden Isolierstoff in das Gehäuse hinein erstreckt, wobei in einem geschlossenen und verjüngten Endbereich des Aufnahmeabschnitts ein metallisches Kontaktteil angeordnet ist, das sich durch den Isolierstoff des Aufnahmeabschnitts hindurch erstreckt oder diesen zum geschlossenen Endbereich hin verlängert. Gemäß dieser Ausführung der Erfindung weist jede Durchführungssteckbuchse ein offenes Ende etwa in Höhe des Gehäusedeckels auf, die das Einstecken des Einsteckabschnitts der Hochspannungsdurchführung ermöglicht. In Einsteckrichtung erstreckt sich von dem Befestigungsabschnitt der Durchfüh¬ rungssteckbuchse ein Aufnahmeabschnitt in das Innere des Ge¬ häuses hinein, wobei der Aufnahmeabschnitt aus einem Isolier¬ stoff gefertigt ist, der die notwenige Isolierung zwischen dem im Betrieb auf einem Hochspannungspotenzial liegenden Kontaktstück und dem Gehäuse des Transformators bereitstellt, das sich auf einem Erdpotenzial befindet. Um hier die notwen¬ dige Spannungsfestigkeit bereitzustellen, sind der Aufnahme¬ abschnitt und der Einsteckabschnitt formkomplementär zueinan¬ der ausgebildet, so dass aufgrund des Eigengewichts der Hoch- spannungsdurchführung der Einsteckabschnitt fest gegen die Innenwandung des Aufnahmeabschnitts gepresst wird, um auf diese Weise Spannungsspitzen zwischen Hochspannungsdurchführung und Einsteckbuchse zu vermeiden. Vorteilhafterweise ist das Kontaktteil über eine sich inner¬ halb des Gehäuses erstreckende Wicklungsanschlussleitung mit einer Wicklung verbunden. Durch das Einstecken der Hochspan- nungsdurchführung in die Einsteckbuchse liegt der Hochspannungsleiter der Hochspannungsdurchführung am Kontaktteil an, so dass der Hochspannungsanschluss der Hochspannungsdurchfüh¬ rung über die Wicklungsanschlussleitung mit einer Wicklung des elektrischen Gerätes verbunden ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Wicklungsanschlussleitung mit einem Stromwandler bestückt. Dadurch, dass der Stromwandler innerhalb des Gehäuses ange¬ ordnet ist, muss der Stromwandler nicht mehr aufwändig bei der Montage des elektrischen Gerätes vor Ort in den Leitungs¬ strang integriert werden. Mit anderen Worten kann das elektrische Gerät gemäß der Erfindung schnell vor Ort in Betrieb genommen werden. Eine aufwändige Montage von Stromwandlern ist bei dieser Ausführung vermieden. Zweckmäßigerweise sind Montageöffnungen in dem Gehäuse vorgesehen, um nach Ablassen der Isolierflüssigkeit einen Zugriff auf den oder die Stromwandler zu ermöglichen.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Einsteckab- schnitt der Hochspannungsdurchführung von einem zähflüssigen Isolator ummantelt, wobei sich an dem freien Ende des Einsteckabschnitts ein Hochspannungsleiter durch den zähflüssigen Isolator oder mit anderen Worten den Mantel erstreckt. Der zähflüssige oder hochviskose Isolator sorgt als äußerer Mantel für die ausreichende elektrische Isolierung zwischen den aneinander anliegenden isolierenden und formstabilen Feststoffen von Einsteckbuchse und Einsteckabschnitt. Der Isolator ist zweckmäßigerweise eine pastöse schmierfähige Substanz mit Fließeigenschaften. Durch die Fließeigenschaften wird der zähflüssige Isolator in die Fuge zwischen dem Einsteckabschnitt der Hochspannungsdurchführung und dem Aufnahmeabschnitt der Durchführungssteckbuchse gepresst und füllt diese vollständig aus. Zur Aufnahme vom möglicherweise über- flüssigen zähflüssigen Isolator weist der Aufnahmeabschnitt ein ausreichend großes Zusatzvolumen mit Freiräumen aus, in welche der zähflüssige Isolator gepresst werden kann. Luft¬ einschlüsse zwischen Einsteckabschnitt und Aufnahmeabschnitt mit hohen elektrischen Feldstärken im Gefolge können auf die se Weise vermieden werden.
Zweckmäßigerweise ist eine Außenwandung des elektrischen Ge¬ räts zumindest teilweise durchschusshemmend ausgeführt. Wird das elektrische Gerät in einem Energieversorgungsnetz eingesetzt, stellt dieses als Knotenpunkt in der Regel ein poten¬ zielles Angriffsziel für zerstörerische Angriffe von außen dar. Ein solcher Angriff ist beispielsweise das Beschießen mit Handfeuerwaffen oder Gewehren und der Einsatz von Spreng- Sätzen mit Granat- oder Bombensplitter im Gefolge. Zum Schutz vor solchen Angriffen dient die durchschusshemmende Außenwandung, die z.B. aus einem durchschusshemmenden Material oder Werkstoff, gefertigt ist. Die Außenwandung bildet beispiels¬ weise die äußere Begrenzung einer Komponente des elektrischen Geräts. Insbesondere bildet die Außenwandung beispielsweise das Gehäuse oder den Kessel des elektrischen Geräts, das mit Isolierflüssigkeit befüllt ist. Dies gilt entsprechend für die Durchführungen, das Ausdehnungsgefäß, die Kühleinheit oder andere Komponenten des elektrischen Geräts. Abweichend hiervon ist die Außenwand mit Abstand zum Gehäuse des elekt¬ rischen Geräts angeordnet und als Armierungszaun ausgeführt.
Zweckmäßigerweise besteht die Außenwandung aus einem
durchschusshemmende Werkstoff mit einer Zugfestigkeit von über 1000 MPa. Hier kommt z.B. Panzerstahl in Betracht.
Gemäß einer abweichenden Variante dieser Ausführung der Erfindung umfasst die Außenwandung eine außenliegende Wand und eine innenliegende Wand, zwischen denen ein Dämpfungsmittel angeordnet ist. Bei einem Schuss auf das elektrische Gerät durchschlägt die Kugel die äußere Wand der Außenwandung, wo¬ bei die Energie der Kugel anschließend von dem Dämpfungsmit¬ tel aufgenommen und abgebaut wird. Zweckmäßigerweise ist das Dämpfungsmittel eine Flüssigkeit oder ein Trockenschaum. Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfin¬ dung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Figuren, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleichwirkende Bauteile verweisen und wobei ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektrischen Gerätes in perspektivischer Darstellung, das Gehäuse des elektrischen Gerät gemäß Figur 1 in einer Draufsicht,
Figur 3 eine Schnittansicht des Einsteckabschnitts und der Einsteckbuchse einschließlich einer Abschirmung,
Figur 4 eine nicht geschnittene Seitenansicht der Ein¬ steckbuchse mit Hochspannungsdurchführung und Stromwandler, Figur 5 das Gehäuse gemäß Figur 2 in einer Seitenansicht mit eingeführten Hochspannungsdurchführungen,
Figur 6 den Einsteckabschnitt der Hochspannungsdurch- führung sowie den Befestigungsabschnitt und
Figur 7 ein Ausführungsbeispiel der Durchführungs¬ steckbuchse in einer Ansicht von oben zeigen. Figur 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektrischen Geräts, das hier als Transformator 1 ausgeführt ist. Der dort gezeigte Transformator 1 weist ein Gehäuse 2 auf, das mit einem Kühl- modul 3, einem Ausdehnungsgefäß 4, einem Hilfsstrommodul 5 und Hochspannungsdurchführungen 6, 7, 8 bestückt ist. Die genannten Komponenten oder Module sind lösbar miteinander verbunden, können somit einfach demontiert und unabhängig vonei- nander transportiert werden. Zum Schutz der Hochspannungs¬ durchführungen 6, 7 und 8 und dem in dem Gehäuse angeordneten Aktivteil des Transformators, also der mit der Hochspannungs¬ durchführung 6 oder 7 verbundenen Oberspannungswicklung sowie der mit der Hochspannungsdurchführung 8 verbundenen Unter- spannungswicklung und des Kerns, dessen Schenkel von den jeweiligen Wicklungen umschlossen werden, dienen Abieiter 9, die innerhalb ihres Ableitergehäuses einen nichtlinearen Wi¬ derstand aufweisen, der bei Überspannungen von einem nicht leitenden Zustand in einen leitenden Zustand übergeht und so- mit die parallel zu ihm geschalteten Bauteile schützt.
Die Hochspannungsdurchführungen 6, 7 und 8 sind jeweils als einsteckbare Hochspannungsdurchführungen ausgebildet und können mit ihrem Einsteckende in passende Durchführungssteck- buchsen 10 eingeführt werden. Die Durchführungssteckbuchsen 10 sind rotationssymmetrisch ausgebildet und begrenzen einen zum Gehäusedeckel hin offen liegenden jedoch einseitig geschlossenen Hohlraum, der formkomplementär zu dem Einsteckabschnitt der jeweiligen Hochspannungsdurchführung 6, 7, 8 aus- gebildet ist. Die Durchführungssteckbuchsen 10 sind ferner fluiddicht an dem Gehäuse 2 befestigt, so dass der Innen¬ oder Ölraum des einphasigen Transformators 1 hermetisch, also luft- und flüssigkeitsdicht von der Außenatmosphäre abge¬ schlossen ist. Am geschlossenen Ende der Durchführungssteck- buchse ist ein figürlich nicht erkennbarer Leitungsbolzen als Kontaktteil gehalten, der wenn die Hochspannungsdurchführung 6, 7 oder 8 in die jeweilige Durchführungssteckbuchse 10 ein¬ geführt ist, in leitendem Kontakt mit dem sich durch die je¬ weilige Hochspannungsdurchführung 6, 7, 8 erstreckenden Hoch- spannungsleiter ist. Der besagte Leitungsbolzen erstreckt sich in das Innere des Gehäuses 2, also in dessen Ölraum hinein, wo er in Kontakt mit einer Wicklungsanschlussleitung steht, die somit die Durchführungssteckbuchse elektrisch mit der jeweiligen Ober- oder Unterspannungswicklung des Transformators 1 verbindet.
Zur Montage und Fixierung der Hochspannungsdurchführung 6, 7 oder 8 weisen diese jeweils einen Befestigungsanschluss 11 auf. Von dem Befestigungsanschluss 11 erstreckt sich ein Säu¬ lenabschnitt 12 zu einem Hochspannungsanschluss 13, der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Freiluftanschluss ist. Figur 2 zeigt das Gehäuse 2 des Transformators 1 gemäß Figur 1 in einer Draufsicht. In dieser Ansicht ist erkennbar, dass das Gehäuse 2 über drei Einsteckbuchsen 10 verfügt, die in Figur 2 alle mit einem Deckel fluiddicht verschlossen sind. Mit fluiddicht ist hier gemeint, dass der Deckel mittels zweckmäßiger Dichtmittel die Öffnungen luft- und flüssig¬ keitsdicht verschließt.
Figur 3 zeigt eine Durchführungssteckbuchse 10 und eine Hoch¬ spannungsdurchführung 8 in einer geschnittenen Seitenansicht, wobei die Hochspannungsdurchführung 8 mit einem Einsteckabschnitt 22 in die Durchführungssteckbuchse 10 eingeführt ist. Es ist erkennbar, dass die Durchführungssteckbuchse 10 einen Befestigungsabschnitt 14 aufweist, mit dem diese fest auf ei¬ nem Deckel 15 des Gehäuses 2 montiert ist. Hierzu dienen bei- spielsweise zweckmäßige Schraubverbindungen. Um die Durchführungssteckbuchse 10 luft- und flüssigkeitsdicht an dem Gehäu¬ se 2 zu befestigen, sind figürlich nicht dargestellte Dicht¬ mittel erforderlich, die zwischen dem Deckel 15 und dem als Flansch ausgeführten Befestigungsabschnitt 14 verklemmt sind.
Jede Durchführungssteckbuchse 10 weist ferner einen Aufnahme¬ abschnitt 16 auf, der aus einem elektrisch nichtleitenden Material besteht. Dabei verjüngt sich der Aufnahmeabschnitt 16 zu einem geschlossenen Ende 17 hin. An dem geschlossenen Ende 17 wird die Wandung des Aufnahmeabschnitts 16 von einem bolzenförmigen Kontaktteil 18 durchragt. An seinem in den Innenraum 19 oder Ölraum des Gehäuses 2 hineinragenden Abschnitt ist das Kontaktteil 18 mit einer Wicklungsanschluss- leitung 20 und einer Abschirmkalotte 21 als Abschirmung verbunden. Die Wicklungsanschlussleitung 20 ist ferner mit einem Stromwandler 26 bestückt, der in Figur 4 gezeigt ist. Der Stromwandler 26 ist somit fest im Gehäuse installiert und dient zur Erfassung eines über die Wicklungsanschlussleitung 20 zur oder von der jeweiligen Wicklung fließenden elektrischen Stroms.
Der Einsteckabschnitt 22 erstreckt sich von dem Befestigungs- abschnitt 11 der Hochspannungsdurchführung 8 in den Aufnahmeabschnitt 16 der Durchführungssteckbuchse 10 hinein. Dabei ist der Einsteckabschnitt 22 formkomplementär zum Aufnahmeab¬ schnitt 16 ausgebildet, so dass es zu einem passgenauen An¬ liegen der beiden Komponenten aneinander kommt und Luft oder sonstige Einschlüsse vermieden werden können. Der Abstand zwischen dem Befestigungsabschnitt und dem freien Ende der Hochspannungsdurchführung 8 ist als LI bezeichnet.
Figur 4 zeigt die Durchführungssteckbuchse 10 in einer ungeschnittenen Seitenansicht. In dieser Ansicht ist die Aus¬ gestaltung des Aufnahmeabschnitts 16 sowie des Stromwandlers 26 und dessen Lage zu den restlichen Komponenten besonders gut zu erkennen. Im Übrigen gelten die zu Figur 3 gemachten Ausführungen hier entsprechend.
Figur 5 zeigt das Gehäuse 2 des Transformators 1 gemäß Figur 1 in einer Seitenansicht. In dieser Ansicht sind die beiden Hochspannungsdurchführungen 6 und 8 erkennbar, die in ihre zugeordneten Durchführungssteckbuchsen 10 eingefügt sind. Insbesondere ist erkennbar, dass sich der Säulenabschnitt 12 über eine Länge L2 hinweg erstreckt, die erfindungsgemäß grö¬ ßer als 3 Meter ist, so dass die Hochspannungsdurchführungen 6, 8 für ausreichend hohe Spannungen ertüchtigt sind und eine ausreichend hohe Spannungsfestigkeit aufweist.
Figur 6 verdeutlicht den Einsteckabschnitt 22 der Hochspan¬ nungsdurchführung 8 exemplarisch für alle Hochspannungsdurchführungen 6,7,8 in einer Seitenansicht. In dieser Ansicht ist insbesondere erkennbar, dass die Hochspannungsdurchführung 8 einen Hochspannungsleiter 24 aufweist, der sich von dem Hoch- spannungsanschluss 13 am anderen freien Ende der Hochspannungsdurchführung 8 durch den gesamten Isolierkörper der Hochspannungsdurchführung 8 hindurch erstreckt. Der Hochspannungsleiter 24 gerät in einer eingesteckten Stellung an seinem unteren Ende 26 in Kontakt mit dem Kontaktteil 18 der Durchführungssteckbuchse 10. Darüber hinaus ist der Befesti¬ gungsabschnitt 11 der Hochspannungsdurchführung 8 grob skiz- ziert, der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Flansch ausgeführt ist. Der Flansch 11 ist über eine Schraubverbindung fest mit dem Gehäusedeckel 15 verbunden werden kann. Der Abstand LI zwischen dem unteren Ende 26 und dem Befestigungs¬ abschnitt 11 ist vorteilhafterweise kürzer als 600 mm.
Der Einsteckabschnitt 22 weist einen Mantel 25 aus einem zäh¬ flüssigen Isolator auf, der den Einsteckabschnitt 22 nach außen abschließt, wobei lediglich der Hochspannungsleiter 24 aus dem Mantel 25 herausragt. Nachdem Einführen des Einsteck- abschnitts 22 liegt der zähflüssige Isolator des Mantels 25 an der Innenseite des Aufnahmeabschnitts 16 an, wobei der zähflüssige Mantel 25 Freiräume zwischen der Einsteckbuchse und dem Einsteckabschnitt der Hochspannungsdurchführung ausfüllt, so dass Lufteinschlüsse und somit hohe elektrische Feldstärken vermieden sind.
Figur 6 zeigt die rotationssymmetrische Einsteckbuchse 10 von oben. In dieser Ansicht sind insbesondere der Gehäusedeckel 15 und der Befestigungsabschnitt 14 der Einsteckbuchse 10 be- sonders gut erkennbar. Der Befestigungsabschnitt 14 ist wie¬ der als übliche Flanschverbindung ausgeführt, wobei ferner erkennbar ist, dass sich der Aufnahmeabschnitt 16 von dem Be¬ festigungsabschnitt 14 nach unten, also in den Öl- oder In¬ nenraum 19 hinein, erstreckt, wobei der Aufnahmeabschnitt 16 sich zu einem geschlossenen Ende verjüngt. An dem geschlosse¬ nen Ende ist das Kontaktteil 18 erkennbar. Das Kontaktteil 18 ist als Hülse ausgebildet und somit einseitig geschlossen. Der Innendurchmesser der Hülse 18 ist etwas größer als der Außendurchmesser des Leiters 24, wobei federnde Kontaktfinder einen ausreichend guten elektrischen Kontakt bereitstellen. Der Aufnahmeabschnitt 16 besteht aus einer Wandung aus einem Isolierstoff, der elektrisch nicht leitet. Bei Betrieb befin- det sich das Kontaktteil 18 auf einem Hochspannungspotenzial, wobei das Gehäuse 2 und somit auch der Gehäusedeckel 15 und der Befestigungsabschnitt 14 auf Erdpotenzial liegen.

Claims

Patentansprüche
1. Elektrisches Gerät (1) zum Anschluss an ein Hochspannungs¬ netz mit
- einem mit einer Isolierflüssigkeit befüllbaren Gehäuse (2), in dem ein Kern mit wenigstens einer Wicklung angeordnet ist,
- einer an dem Gehäuse (2) befestigten Durchführungssteckbuchse (10) und
- einer in die Durchführungssteckbuchse (10) einsteckbaren Hochspannungsdurchführung (6,7,8),
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Hochspannungsdurchführung (6,7,8) einen Befestigungsabschnitt (11) aufweist, mit dem sie an dem Gehäuse (2) und oder an der Durchführungssteckbuchse (10) befestigbar ist und/von dem sie sich mit einem Säulenabschnitt (12) in einer Längsrichtung über eine Länge L2 hinweg zu einem Hochspan- nungsanschluss (13) erstreckt, wobei die Länge L2 größer als drei Meter ist.
2. Elektrisches Gerät (1) nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die in die Durchführungssteckbuchse (10) eingeführte Hoch¬ spannungsdurchführung (6,7,8) sich mit einem sich in der Längsrichtung erstreckenden Einsteckabschnitt (22) in die Durchführungsteckbuchse (10) über eine Länge LI hinweg er¬ streckt, wobei die Länge LI kürzer ist als 600 mm.
3. Elektrisches Gerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
jede Durchführungssteckbuchse (10) einen Befestigungsab¬ schnitt (14) zur Befestigung an dem Gehäuse (2) aufweist, von dem sich ein hohler Aufnahmeabschnitt (16) aus einem elekt¬ risch nicht leitenden Isolierstoff in das Gehäuse (2) hinein erstreckt, wobei an einem geschlossenen verjüngten Endbereich (17) ein metallisches Kontaktteil (18) angeordnet ist, das sich durch den Isolierstoff des Aufnahmeabschnitts (16) hin- durch erstreckt oder diesen zum geschlossenen Endbereich hin verlängert .
4. Elektrisches Gerät (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
das Kontaktteil (18) über eine sich innerhalb des Gehäuses (2) erstreckende Wicklungsanschlussleitung (20) mit einer Wicklung verbunden ist.
5. Elektrisches Gerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Wicklungsanschlussleitung (20) mit einem Stromwandler (26) bestückt ist.
6. Elektrisches Gerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
der Einsteckabschnitt (22) jeder Hochspannungsdurchführung (6,7,8) einen Mantel (25) aus einem zähflüssigen Isolator aufweist, wobei sich an dem freien Ende des Einsteckab¬ schnitts (22) ein Hochspannungsleiter (24) durch den Mantel (25) erstreckt.
7. Elektrisches Gerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
eine Außenwandung des elektrischen Geräts (1) zumindest ab¬ schnittsweise durchschusshemmenden ausgebildet ist.
8. Elektrisches Gerät (1) nach Anspruch 7,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Außenwandung aus einem durchschusshemmenden Werkstoff mit einer Zugfestigkeit von größer als 1000 MPa besteht.
9. Elektrisches Gerät (1) nach Anspruch 7,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Außenwandung eine außenliegende Wand und eine innenlie¬ gende Wand umfasst, zwischen denen ein Dämpfungsmittel ange¬ ordnet ist.
10. Elektrisches Gerät (1) nach Anspruch 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
das Dämpfungsmittel eine Flüssigkeit oder ein Trockenschaum ist .
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