DE1638635B2 - Hochspannungs-stromwandler - Google Patents

Description

bewickelten Kerne durchsetzenden Leiterbereichs umgebende Kondensatoren bestimmt ist, die zwischen den Hochspannungsleiter und zumindest einen im Hochspannungsleiter-Durchtrittsbereich der bewickelten Kerne die Teilisolation teilweise umgebenden leitenden oder halbleitenden Leitbelag oder Körper parallel zu der Eigenkapazität der Teilisolation auf dem Hochspannungsleiter geschaltet sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Wandler wird also auf kapazitivem Wege unter Verwendung von parallel zu den Eigenkapazitäten der Teilisolationen geschalteten Kondensatoren eine gewünschte Aufteilung der Hochspannung auf die beiden Teilisolationen mit Sicherheit erzwungen, so daß es möglich ist, beispielsweise unter Verwendung entsprechend bemessener Teilisolationen bekannte Wandler unter Vorsehen einer zusätzlichen Teilisolation auf dem Hochspannungsleiter für höhere Spannungen verwendbar zu machen. Man kann bei dem erfindungsgemäßen Wandler sogar die Konstruktion als solche weitgehend unabhängig von der abzubauenden Hochspannung treffen und dann beide Teilisolationen und die Kondensatoren unter Berücksichtigung der durch die Formgebung des Wandlers vorgegebenen Eigenkapazitäten der Teilisolationen im Hinblick auf die gewünschte Aufteilung der Hochspannung dimensionieren.

Ausgehend von einer Konstruktion ohne zusätzliche Kondensatoren läßt sich die Erfindung auch so beschreiben, daß die Teilisolation auf dem Hochspannungsleiter ohne Rücksicht auf die Eigenkapazität derselben nur unter Beachtung der Schlagweite so weit verkürzt wird, daß sich eine kompakte Wandlerkonstruktion ergibt, und daß die erforderliche Gesamtkapazität an dieser Stelle durch die zusätzlichen Kondensatoren gewonnen wird.

Diese zusätzlichen Kondensatoren, zwecks Erzielung der Spannungsfestigkeit meist mehrere Kondensatoren in Reihenschaltung, sind parallel zur Eigenkapazität der Teilisolation auf dem Hochspannungsleiter geschaltet und können dabei zugleich zur kapazitiven Spannungssteuerung längs des Hochspannungsleiters dienen. In der Regel wird man beiderseits der Kerne, und zwar vorzugsweise außerhalb des Wandlergehäuses, die Teilisolation auf dem Hochspannungsleiter umgebende Kondensatoren anordnen.

Es ist zwar bereits ein Stromwandler bekannt (CH-PS 1 75 716), bei dem eine Reihenschaltung von Kondensatoren benutzt wird, um das Potentialgefälle längs des Isolators zu steuern, jedoch liegt die Reihenschaltung parallel zu dem gesamten Stromwandler und damit auch zu beiden Teilisolationen, womit entweder die Verwendung eines verkürzten Isolators ermöglicht oder die Betriebssicherheit erhöht ist.

Ferner ist ein Stromwandler bekannt (CH-PS 4 14 842), bei dem mit leitenden Abschirmungen die elektrische Beanspruchung des Isoliermaterials vermindert ist; der Stromwandler weist aber nur eine einzige zusammenhängende Isolation auf.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfordert die Schaltung der zusätzlichen Kondensatoren parallel zur Eigenkapazität der Teilisolation auf dem Hochspannungsleiter, daß die Kondensatoren zwischen den Primärieiter und einen die Teilisolation auf dem Hochspannungsleiter und/oder auf den Kernen (einschließlich den Sekundärwicklungen) bedeckenden Leitbelag geschaltet sind. Es sei bemerkt, daß dieses Schaltungsmerkmal auch dann vorliegt, wenn die Kondensatoren beispielsweise einerseits mit auf Hochspannungspotential liegenden Abschlußkappen von keramischen Isolatoren und/oder andererseits mit dem Gehäuse leitend verbunden sind, das seinerseits auf dem Zwischenpotential liegt, beispielsweise durch Verbindung mit einem oder beiden der Leitbeläge auf den Teilisolationen. Dabei können die beiden Leitbeläge ihrerseits miteinander elektrisch verbunden sein.

Besonders zweckmäßig ist die Verwendung ölimprägnierter Rundwickel-Kondensatoren, da sie in diesem Anwendungsfall eine möglichst große Kapazität bei möglichst kleinem Platzbedarf zu gewinnen gestatten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß mehrere Kondensatoren stapelartig

¹S innerhalb des Zwischenraumes zwischen der Teilisolation auf dem Hochspannungsieiter einerseits und einem Keramikisolator andererseits angeordnet sind. Diese Ausführungsform ist im Hinblick darauf günstig, daß man für die Imprägnierung von Rundwickel-Kondensa-

toren einen auch die Kondensatoren aufnehmenden ölraum vorsehen muß. Dabei braucht sich der Keramikisolator nur über den von den Kondensatoren umgebenen Bereich der Teilisolation auf dem Hochspannungsleiter zu erstrecken. Besonders zweckmäßig ist es, den Zwischenraum zwischen der Teilisolation einerseits und dem Kerarnikisolator andererseits ganz oder teilweise mit Isolieröl zu füllen und durch öldichte Scheiben od. dgl. stirnseitig abzuschließen, so daß die Kondensator-Anordnung eine über die Teilisolation aul dem Hochspannungsieiter geschobene vorgefertigte Baueinheit bildet.

Zur Verringerung des ölvolumens wird man häufig den ölgefüllten und die Kondensatoren enthaltenden Raum durch zwei konzentrische Isolierrohre begrenzen, von denen das außenliegende nicht, wie in dem eben beschriebenen Fall, durch den Keramikisolator, sondern ebenfalls beispielsweise durch ein Hartpapierrohr gebildet ist.
Der Hochspannungsieiter mit seiner Teilisolation kann einen gestreckten Verlauf besitzen, so daß man bei Verwendung von stapelartig angeordneten Kon densatoren beiderseits des Gehäuses eine Anordnung analog einer symmetrischen Durchführung erhält. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Kondensatoren zugleich zur kapazitiven Potentialsteuerung längs des Hochspannungsleiters dienen.

Man wird bei dieser Formgebung die Teilisolation auf dem Hochspannungsieiter sich nur über einen von den Kondensatoren und den Kernen umgebenen Be-

reich erstrecken lassen, wobei eine Stirnfläche jedes Keramikisolators am Kopfgehäuse liegt und dort vorzugsweise befestigt ist. Besitzt der Wandler einen Öl raum für die Isolation der Kerne nebst Niederspannungswicklungen und ihre Ausleitungen, so wird mar

diesen Ölraum mit den ölräumen zur Aufnahme dei Kondensatoren verbinden, um nur eine Einrichtung zui Aufnahme von Volumenschwankungen des Isolieröls vorsehen zu müssen. Diese Einrichtung, beispielsweise ein Faltenbalg oder aber ein Gaspolster, kann an odei

in dem Gehäuse: angeordnet sein.

Der Hochspannungsieiter mit seiner Teilisolatior kann aber auch die Form eines U, V oder L besitzer und im Bereich der Basis des U, V oder L das Kopfgehäuse und die aktiven Wandlerteile durchsetzen. Eir Vorteil der Erfindung ist gerade darin zu sehen, daß sie die übrigen Konstruktionseinzelheiten des Wandlers weitgehend offein läßt und so die Anpassung der Wandlerkonstruktion an den jeweiligen Emsatzfall ermög-

icht. Wie bereits eingangs bemerkt, kann man bei der Konstruktion des erfindungsgemäßen Wandlers von !en Plätzyerhältnissen ausgehen und dann die gewünschte Spannungsaufteilung durch Zuschalten entsprechend bemessener Kondensatoren erzwingen.

Besonders zweckmäßig ist es, bei der zuletzt beichriebenen Formgebung des Hochspannungsleiters mit seiner Teilisolation etwaige ölräume außerhalb des Basisbereiches enden zu lassen, da man dann bei drehbarer Lagerung des Hochspannungsleiters mit seiner Teilisolation, wobei die Basis als Drehachse dient, die Möglichkeit hat, beispielsweise während des Transportes den gebogenen Hochspannungsleiter in eine die Höhe oder eine sonstige kritische Abmessung verringernde Stellung zu bringen. Diese Möglichkeit ist nicht •uf Wandler mit die Eigenkapazität der Teilisolation auf dem Hochspannungsleiter verändernden zusätzlichen Kondensatoren beschränkt. Man kann diesen öldichten Abschluß dadurch erzielen, daß das Gehäuse zur Aufnahme der aktiven Wandlerteile mit ihrer Teiiisolation eine ölgefüllte Ringkammer bildet, die den Hochspannungsleiter mit seiner Teilisolation umgibt.

Das Gehäuse kann den Basisbereich des in der beschriebenen Weise geformten Hochspannungsleiters mit seiner Teilisolation außerhalb der Kerne umgebende Fortsätze aufweisen, die sich nicht über die abgebogenen Bereiche des Hochspannungsleiters erstrecken, die von den Kondensatoren umgeben sind. Dabei können die Fortsätze an dem Gehäuse Auflageflächen für die Kondensatoren und/oder die Isolierrohre einschließlich Keramikisolatoren bilden.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Ausleitungen des Wandlers von einem das Gehäuse tragenden Stützerisolator umgeben, der seinerseits ebenfalls Kondensatoren zur kapazitiven Potentialsteuerung der Ausleitungen aufnehmen kann. Selbstverständlich kann die Potentialsteuerung der Ausleitungen auch auf andere Weise, beispielsweise durch Einbinden leitender Beläge bei einer Isolationsbandage oder durch Eingießen von Steuerzylindern bei einer Gießharzisolation, vorgenommen werden.

Mit dem Wandler nach der Erfindung ist es möglich, auch höchste Spannungen zu erfassen, ohne daß ein unwirtschaftlicher Aufwand getrieben werden muß. Das Gewicht und das Isoliervolumen des Wandlers sind angesichts der hohen Spannungen gering. Da die Nachteile eines Kaskadenwandlers durch die magnetisch einstufige Ausbildung des erfindungsgemäßen Wandlers vermieden sind, kann er auch mit Linearkern ausgerüstet sein. Die

F i g. 1 und 2 zeigen zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Wandlers in senkrecht gelegten Schnitten.

Im Fall des Wandlers nach F i g. 1 liegt ein gestreckter Hochspannungsleiter vor, während der Hochspannungsleiter bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 U-förmig gebogen ist Es sei bemerkt, daß die Form des Hochspannungsleiters auch abweichend von den dargestellten Beispielen gewählt werden kann; für die Ausführungsform nach F i g. 2 ist es lediglich wichtig, daß ein Basisbereich des Hochspannungsleiters nebst seiner Teilisolation vorhanden ist, der in das Wandlergehäuse eingeführt von den Kernen nebst Sekundärwicklungen umgeben ist

Betrachtet man zunächst den Kopfstromwandler nach F i g. 1, so besteht er im wesentlichen aus den zumindest einen Kern mit Sekundärwicklungen enthaltenden aktiven Wandlerteilen 1, die von dem Primärleiter 2 mit seiner Gießharz-Teilisolation 3 durchsetzt werden, sowie dem Stützerisolator 4, der die mittels leitender Beläge 5 kapazitiv potentialgesteuerten Ausleitungen der aktiven Wandlerteile 1 umgibt Der Schlag weitenteil 6 ist in dem figürlich dargestellten Ausfuhrungsbeispiel bandagiert. Der Sockel 7 trägt im Klemmenkasten 8 die Anschlußklemmen der Sekundärwicklungen.
Wesentlich für den Wandler ist das Vorhandensein

ίο von zwei Teilisolationen 3 auf dem Primärleiter 2 und 9 auf dem Kern 1 im Bereich des Primärleiters. Diese beiden Teilisolationen summieren sich zu einer die gesamte Hochspannung abbauenden Gesamtisolation. Es muß aber sichergestellt werden, daß sich die Hochspannung wirklich entsprechend den Isolationsfestigkeiten der beiden Teilisolationen 3 und 9 auf diese aufteilt. Erfindungsgemäß wird hierbei die Tatsache berücksichtigt, daß diese Spannungsaufteilung durch die Eigenkapazitäten 10 und 11 der beiden Teilisolationen 3 und 9 bestimmt wird. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann man sich diese Ersatzkapazitäten zwischen dem Primärleiter 2 einerseits und dem Leitbelag 12 andererseits bzw. zwischen dem Kern 1 einerseits und dem Leitbelag 13 andererseits liegend denken, wobei die beiden Leitbeläge miteinander leitend verbunden sind.

Dabei hängt die Größe der beiden Eigenkapazitäten 10 und 11 weitgehend von der Formgebung der aktiven Teile des Wandlers ab, so daß von vornherein die erwünschte Spannungsaufteilung nicht mit Sicherheit vorliegt. Erfindungsgemäß sind daher Rundwickel-Kondensatoren in zwei Stapeln 14 und 14a den Primärleiter mit seiner Teilisolation 3 umgebend angeordnet und zwischen ein auf Hochspannung liegendes Teil und ein das Potential der Leitbeläge 12 und 13 aufweisenden Teil geschaltet. Man erkennt, daß die im übrigen in Reihe geschalteten Kondensatoren jedes Stapels auf der einen Seite mit dem auf Hochspannung liegenden deckelartigen Teil 15 bzw. 16 und auf der anderen Seite mit dem Metallgehäuse 17 verbunden sind, das seinerseits in elektrisch leitender Verbindung mit den Leitbelägen 12 und 13 steht.

Damit liegen diese Kondensatoren parallel zur Eigenkapazität 10 und gestatten, bei weitgehender Freiheit der Gestaltung des Wandlers die gewünschte Spannungsaufteilung auf die Teilisolationen 3 und 9 sicherzustellen.

In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 ist jeder Kondensatorstapel 14 und 14a von einem Keramikisolator 18 bzw. 19 umgeben. Der auch die Kondensatoren aufnehmende Zwischenraum zwischen der Teilisolation 3 und dem jeweiligen Isolator 18 bzw. 19 ist mit Isolieröl gefüllt, da die Kondensatoren ölimprägnierte Rundwickel-Kondensatoren sind. Diese ölgefülHen Zwi-

schenräume stehen in Verbindung mit dem ölraum 20 innerhalb des Stützerisolators 4, so daß allen ölräumen ein Ausdehnungsgefäß 21 in Gestalt eines Faltenbalges in dem Ansatz 22 an dem Gehäuse 17 zugeordnet ist Unter Isolieröl im Sinne der Erfindung ist jedes flüssige Isoliermittel zu verstehen.

Da die äußere Schlagweite durch die freie Luftstrekke von den Eintrittsstellen des Primärleiters 2 in die Kappen 15 und 16 gegen. Erde gebildet ist also nicht wie üblich, längs einer Isolatoroberfläche verläuft reicht in der Regel bei der dargestellten waagerechtei Anordnung des gestreckten Primärieiters 2 die relatb geringe vertikale Schlagweite aus. Sollten im Netz auf tretende Stoß- oder Schaltspannungen eine Verlange

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rung der Schlagweite erfordern, so könnte der Primärleiter 2 einschließlich seiner Teilisolation 3 auch nach oben geknickt werden, beispielsweise so, daß er mit seinen von den Kondensatoren bedeckten Bereichen schräg nach oben weist.

Die Ausführungsform nach F i g. 2 unterscheidet sich von derjenigen nach F i g. 1 dadurch, daß der Primärleiter 30 mit seiner Teilisolation 31 U-förmig ausgebildet ist. Mit seiner horizontal verlaufenden Basis wird er von dem Kern 32 nebst seiner Teilisolation 33 umgeben; der Kern liegt wiederum innerhalb des ungeerdeten Gehäuses 34.

In bereits beschriebener Weise ist ein Stützerisolator 35 vorhanden, der die kapazitiv gesteuerten Ausleitungen der aktiven Wandlerteile 32 umgibt

Wesentlich ist in der Ausführungsform nach F i g. 2 die Trennung der beiden ölräume mit den Kondensatorstapeln 36 und 37 sowohl voneinander als auch von dem Olraum 38, der die aktiven Wandlerteile umgibt. Dies ist dadurch erreicht, daß die Kondensatoren 36 und 37 nur die senkrecht stehenden Bereiche der Teilisolation 31 bedecken. Die ölräume werden begrenzt durch das Hartpapierrohr 39 bzw. 40 und den Keramikisolator 41 bzw. 42 in Verbindung mit dichten Abschlüssen bei 43 und 44 bzw. 45 und 46 an den Stirnseiten der Isolierrohre. Demgemäß sind getrennte Ausdehnungsbehälter 47 und 48 in Verbindung mit den oberen Stirnflächen dieser beiden Ölräume stehend angeordnet.

Der ölraum 38 umgibt durch entsprechende Form des Gehäuses 34 den Primärleiter 30 einschließlich seiner Teilisolation 31 nach Art einer geschlossenen Ringkammer. Man erkennt die in diesem Zusammenhang wichtige innere Begrenzungswand 49; die isolierende Dichtung 50 dient zur Verhinderung einer Kurzschlußwindung.

Das Gehäuse 34 weist die Fortsätze 51 und 52 auf

die zugleich Auflageflächen für die beiden Kondensa

torstapel 36 und 37 einschließlich der die beiden ölräu me für die Kondensatoren begrenzenden Bauteile be sitzen.

Die eingezeichneten Potentialverbindungen lasser erkennen, daß die Kondensatoren wiederum zwischcr den Leitbelag 53 auf der Teilisolation 31 einerseits unc

ίο Hochspannung andererseits geschaltet sind.

Durch die beschriebene Trennung der verschiedener ölräume voneinander und bei entsprechender Formgebung oder Fortfall der Fortsätze 51 und 52 ist die Mög lichkeit gegeben, die U-förmige Anordnung beispieis weise während des Transportes um den Basisbereich des Primärleiters 30 nach unten oder zur Seite zu drehen. Verständlicherweise kann diese Möglichkeit auch dann von Vorteil sein, wenn keine zusätzlichen Kondensatoren vorgesehen sind

Es sind auch Fälle denkbar, in denen die Eigenkapazität der Teilisolation auf di:n Kernen im Verhältnis zui Eigenkapazität der Teilisolation auf dem Hochspannungsleiter für die gewünsclite Spannungsaufteilung zu klein ist. In Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre wird man dann nur zu der Teilisolation auf den Kernen Kondensatoren, insbesondere Rundwickel-Kondensatoren, parallel schalten. Sind Kondensatoren an dieser Stelle für andere Zwecke, 2. B. Hochfrequenz-Telefonie oder zur induktiven Spannungsmessung, erforderlich, so werden erfindungsgemäß die parallel zur Eigenkapazität der Teilisolation auf dem Hochspannungsleiter liegenden Kondensatoren unter Berücksichtigung der Kapazitätswerte dieser Kopplungskondensatoren für Telefonie dimensioniert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (21)

Patentansprüche:

1. Hochspannungs-Stromwandler mit einem sowohl Sekundärwicklungen tragenden Kern als auch ein diese umgebendes ungeerdetes meiaiienes Gehäuse durchsetzenden Hochspannungsleiter sowie mit je einer for jeweils einen Teil der Hochspannung bemessenen, sich zu einer Isolation für die gesamte Hochspannung summierenden Teilisolation auf dem Hochspannungsleiter und auf den bewikkelten Kernen, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufteilung der Hochspannung auf die beiden Teilisolationen (F i g. 1:3,9) durch die Teilisolation (3) auf dem Hochspannungsleiter (2) außerhalb des die bewickelten Kerne (1) durchsetzenden Leiterbereichs umgebende Kondensatoren Π4,14a) bestimmt ist, die zwischen den Hochspannungsleiter (2) und zumindest einen im Hochspannungsleiter-Durchtrittsbereich der bewickelten Kerne (1) die Teilisolation (z. B. 3) teilweise umgebenden leitenden oder halbleitenden Leitbelag (z. B. 12) oder Körper parallel zu der Eigenkapazität (10) der Teilisolation (3) auf dem Hochspannungsleiter geschallet sind.

2. Stromwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren (14,14a) zwischen den Hochspannungsleiter (2) und einen die Teilisolation (3) auf dem Hochspannungsleiter (2) und/oder auf den Kernen (1) bedeckenden Leitbelag (12,13) geschaltet sind.

3. Stromwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Teilisolationen (3, 9) miteinander elektrisch verbundene Leitbeläge (12, 13) tragen.

4. Stromwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kondensatoren (14, 14a) in Reihenschaltung parallel zur Eigenkapazität (10) der Teilisolation (3) auf dem Hochspannungsleiter (2) geschaltet sind und zugleich zur kapazitiven Spannungssteuerung längs der den Hochspannungsleiter (2) umgebenden Teilisolation (3) dienen.

5. Stromwandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits der Kerne (1) die Teilisolation (3) auf dem Hochspannungsleiter (2) umgebenden Kondensatoren (14,14a) angeordnet sind.

6. Stromwandler nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren (14, 14a) ölimprägnierte Rundwickel-Kondensatoren sind.

7. Stromwandler nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kondensatoren (14, 14a) stapelartig innerhalb des Zwischenraumes zwischen der Teilisolation (3) auf dem Hochspannungsleiter (2) einerseits und einem Keramikisolator(18,19) andererseits angeordnet sind.

8. Stromwandler nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Keramikisolator (18, 19) sich nur über den von den Kondensatoren (14, 14a) umgebenen Bereich der Teilisolation (3) auf dem Hochspannungsleiter (2) erstreckt und der Zwischenraum Isolieröl enthält

9. Stromwandler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der ölgefüllte und die Kondensa- ⁶S toren (F i g. 2: 36, 37) enthaltende Raum durch zwei konzentrische Isolierrohre (39, 41; 40, 42) begrenzt

10. Stromwandler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das außenliegende der beiden Isolierrohre durch den Keramikisolator gebildet ist

11. Stromwandler nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet daß der durch die beiden Isoüerrohre(39,41;40,42) begrenzte Raum stirnseitig durch öldichte Scheiben (bei 43,44; 45,46) abgeschlossen ist und diese Teile eine über die Teilisolation (31) auf dem Hochspannungsleiter (30) geschobene Baueinheit bilden.

12. Stromwandler nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß dem ölgefüllten Raum Mittel zur Aufnahme von Volumenschwankungen des Isolieröles, insbesondere ein Faltenbalg (F i g. 1:21), zugeordnet sind.

13. Stromwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungsleiter (2) mit seiner Teilisolation (3) einen gestreckten Verlauf besitzt

14. Stromwandler nach einem der Ansprüche 7 bis 12 und Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Teilisolation (3) auf dem Hochspannungsleiter (2) nur über einen von den Kondensatoren (14, 14a) und den Kernen (1) umgebenen Bereich erstreckt und eine Stirnfläche des Keramikisolators (18,19) am Gehäuse (17) liegt.

15. Stromwandler nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der die Konoensatoren (14, 14a) enthaltende ölgefüllte Raum mit einem ölraum (20) im Gehäuse (17) in Verbindung steht und allen Olräumen gemeinsame Mittel (21) zur Aufnahme von Volumenschwankungen des Isolieröls zugeordnet sind.

16. Stromwandler nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (21) zur Aufnahme von Volumenschwankungen des Isolieröls an oder in dem Gehäuse (17) angeordnet sind.

17. Stromwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungsleiter (F i g. 2: 30) mit seiner Teilisolation (31) die Form eines U, V oder L besitzt und im Bereich der Basis des U, V oder L das Gehäuse (34) und die Kerne (32) durchsetzt, daß ferner etwaige ölräume außerhalb des Basisbereiches enden, und daß der Hochspannungsleite.- (30) mit seiner Teilisolation (31) um die Basis drehbar gelagert ist.

18. Stromwandler nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (34) zur Aufnahme der Kerne (32) mit ihrer Teilisolation (33) eine ölgefüllte Ringkammer (38) bildet.

19. Stromwandler nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (34) den Basisbereich des Hochspannungsleiters (30) außerhalb der Kerne (32) umgebende Fortsätze (51, 52) aufweist, während die abgebogenen Bereiche des Hochspannungsleiters (30) mit seiner Teilisolation (31) von den Kondensatoren (36,37) umgeben sind.

20. Stromwandler nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Fortsätze (51,52) an dem Gehäuse (34) Auflageflächen für die Kondensatoren (36, 37) und/oder die Isolierrohre (39, 41; 40, 42) bilden.

21. Stromwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß Länge und Form des mit der Teilisolation versehenen Primärleiters (2) im Hinblick auf die jeweiligen Platzverhältnisse festgelegt sowie beide Teilisolationen (3,9) und die Kondensatoren (14,14a) unter Berücksichti-

gung der Eigenkapazitäten (10,11) der Teilisolationen (3,9) im Hinblick auf die gewünschte Aufteilung der Hochspannung dimensioniert sind.

Bekanntlich geht die Entwicklung der Energie-Übertragung in Richtung auf immer höhere übertragene Spannungen. Bekannt sind Hochspannungsnetze, die _!0 Spannungen in der Größenordnung von 50OkV und nrchr übertragen. Diese Entwicklungstendenz erfordert besondere Konstruktionen der an derartige Netze angeschlossenen Hochspannungs-Stromwandler, worunter im Rahmen der Erfindung sowohl einzelne Strom- i_S wandler als auch Stromteile von Meßwandler-Kombinationen zu verstehen sind.

Man kann daran denken, auch für den Einsatz bei hohen und höchsten Spannungen einen einstufigen Stromwandler mit entsprechend stark bemessenen Iso-(aiionsbandagen oder Gießharzteilen zu verwenden, da solche einstufigen Stromwandler nicht nur einen übersichtlichen Isolationsaufbau besitzen, sondern auch ein gutes magnetisches Übertragungsverhalten zeigen. Die Anwendbarkeit einstufiger Stromwandler ist hinsiehtlieh der vorliegenden Spannungen jedoch in der Praxis dadurch begrenzt, daß das Isolationsvolumen für einstufige Wandler exponentiell mit der durch die Isolation abzubauenden Hochspannung wächst Man kommt also bei Verwendung einstufiger Stromwandler zu Konstruktionen, bei denen der Aufwand an Isoliermaterial und damit der Platzbedarf sowie die Kosten schließlich untragbar hoch werden.

Diesen Nachteil einstufiger Stromwandler vermeiden die bekannten Kaskadenwandler, die nach dem Prinzip der Aufteilung in mehrere magnetisch miteinander nach Art einer Reihenschaltung gekoppelte Kreise und demgemäß mit einer Aufteilung der Isolation arbeiten. Die den einzelnen Stufen der Kaskade zugeordneten Teilisolationen brauchen nur im Hinblick auf die Spannung der jeweiligen Stufe bemessen zu sein, so daß man insgesamt auch von einer Reihenschaltung der Teilisolationen zu einer die gesamte Hochspannung abbauenden Gesamtisolation sprechen kann.

Wenn diese Kaskadenwandler auch hinsichtlich des Isolationsaufwandes ein günstigeres Verhalten als die einstufigen Wandler zeigen, so besitzen sie doch einen anderen Nachteil, der sich gerade im Rahmen der modernen Entwicklung auf dem Wandlergebiet bemerkbar macht Bei einem Kaskadenwandler muß nämlich der Kern des mit der Hochspannungsleitung in Verbindung stehenden Kopfgliedes der Kaskade die Eigenbürde der nachgeschalteten Kaskadenglieder mitversorgen und demgemäß so groß bemessen werden, daß der magnetische Widerstand des Kopfgliedes hinreichend klein ist. Bei modernen Wandlern ist man aber häufig daran interessiert, auch verlagerte Kurzschlußströme betrags- und phasengetreu zu übertragen, um beispielsweise Schutzschaltungen mit dem Sekundärstrom des Wandlers oder mit durch mehrere, unterschiedlich dimensionierte Wandlerkerne gewonnenen Sekundärströmen zu speisen. Für die betrags- und phasengetreue Übertragung der Primärgröße des Wandlers hat man sogenannte Linearwandler mit gescherten Kernen geschaffen, d. h. mit Kernen, die Luftspalte vorzugsweise in gleichmäßiger Verteilung aufweisen. Insbesondere bei derartigen Linearwandlern, bei denen also das Leistungsvermögen der gescherten Kerne bei gleichem Querschnitt sehr viel geringer ist als das von ungescherten Kernen, stört die Eigenbürde verständlicherweise. Aus diesem Grunde sind auch Kaskadenwandler für den Einsatz in Höchstspannungsnetzen in vielen Fällen zu unwirtschaftlich.

Wandler nach dem Prinzip des Kreuzringsystems, bei denen die einander durchdringenden Kerne und Primärleiter jeweils eine Teilisolation tragen und die beiden Teilisolationen in ihrer Gesamtheit die gesamte Hochspannung abbauen, verhalten sich zwar hinsichtlich der magnetischen Verhältnisse günstiger als die eben diskutierten Kaskadenwandler, erfordern in ihrer üblichen Bauform, bei der sich die aktiven Wandlerteile innerhalb eines Keramikisolators befinden, aber große Isolatoren, so daß auch derartige Wandler zumindest in vielen Fällen ungeeignet für den Einsatz bei hohen Spannungen sind.

Man hat derartige Kreuzringwandler gemäß der schweizerischen Patentschrift 3 24 243 daher in der Weise weitergebildet, daß man ein die aktiven Wandlerteile umgebendes ungeerdetes Metallgehäuse vorgesehen hat, das, ebenso wie die Kerne, von einem primären Hochspannungsleiter durchsetzt wird; sowohl der Hochspannungsleiter als auch die Kerne einschließlich der Niederspannungswicklungen sind mit jeweils einer Teilisolation versehen, die für einen Teil der Hochspannung bemessen ist. Beide Teilisolationen summieren sich also zu einer Isolation für die gesamte Hochspannung.

Diese Aufteilung in zwei Teilisolationen, wobei in den bekannten Ausführungsformen dieses Wandlers zumindest zwei Porzellanisolatoren einerseits die Ausleitungen der aktiven Teile und andererseits die Zuleitungen, d. h. den Primärleiter, auf verschiedenen Seiten des Metallgehäuses liegend umgeben, erfordert auch eine ganz bestimmte Aufteilung der Hochspannung auf die beiden Teilisolationen. Diese Hochspannungsaufteilung, in der Regel auf gleiche Anteile für die beiden Teilisolationen, ist jedoch bei den bekannten Ausführungsformen des beschriebenen Wandlers schon deshalb nicht sichergestellt, weil die Eigenkapazitäten der beiden Teilisolationen in die Aufteilung entscheidend eingehen und ihre Werte weitgehend durch die hinsichtlich der Kapazitätsberechnung recht komplizierte Form insbesondere des Hochspannungsleiters mit seiner Teilisoiation gegeben sind.

In der Regel wird die Eigenkapazität der Teilisolation auf dem Hothspannungsleiter wesentlich kleiner sein als die Eigenkapazität der Teilisolation auf den Kernen, so daß der größte Teil der Hochspannung von der erstgenannten Teilisolation abzubauen ist. Man könnte daran denken, die Stärke der Teilisolation aul dem Hochspannungsleiter entsprechend zu verringern bzw. ihre Länge entsprechend groß zu bemessen oder aber ihre Dielektrizitätskonstante zu vergrößern. Ir der Wahl der Dicke und der Dielektrizitätskonstante liegt man im allgemeinen fest. Eine entsprechende Di !Pensionierung der Isolatioiislänge würde bei einem be kannten Wandler, wenn man mit der Teilisolation de: Hochspannungsleiters beispielsweise 15OkV und mi der anderen Teilisolation 400 kV abbauen will, bedeu ten, daß die Teilisolation auf dem Hochspannungsleite eine Länge von über 5 m besitzen muß.

Diese Schwierigkeiten werden bei einem Wandle der zuletzt beschriebenen Art erfindungsgemäß da durch vermieden, daß die Aufteilung der Hochspan nung auf die beiden Teilisolationen durch die Teilisote tion auf dem Hochspannungsleiler außerhalb des di