DE2311281B2 - Gekapselter Ventilabieiter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen gekapselten Ventilableiter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein solcher Ventilableiter ist bekannt au3 der DE-OS 20 37 921.

Gekapselte Ventilableiter werden dort verwendet, wo die Gefahr einer Verschmutzung besonders groß ist. Gekapselte Ventilableiter haben in Hochspannungsanlagen außerdem den Vorteil, daß ihre spannungsführenden Teile gegen Berührung geschützt sind und dadurch der Raumbedarf des Ableiters geringer wird. Den Berührungsschutz erhält man durch Erdung des Gehäuses, das aus diesem Grund aus elektrisch leitendem Material besteht. In solchen gekapselten Anlagen werden als elektrisch isolierendes Mittel zwischen den spannungsführenden Teilen und dem geerdeten Gehäuse entweder bekannte Isolierflüssigkeiten, wie öl oder Isoliergas, wie Luft, Stickstoff oder elektronegative Gase verwendet vorzugsweise mit bestimmtem Überdruck. Die feld- und spannungsteuernde Kette des Ventilableiters hat den Zweck, ein zufriedenstellendes Feldbild zu sichern, d.h. eine akzeptierbare Spannungsfestigkeit für das Gerät zu garantieren.

Bei dem aus der DE-OS 20 37 921 bekannten Ventilableiter ist der Abstand der Mittelpunktskreise benachbarter Ringe in Richtung der Ableiterkette für alle Abschirmringe derselbe. Bei einer besonderen Ausführungsform des bekannten Ableiters nehmen die Durchmesser der Ringe sowie die Dicke der Ringe mit abnehmendem Potential ab. Der Abstand zwischen benachbarten Ringen ist aber auch bei dieser Ausführungsform konstant Bei dem bekannten Ableiter ist die Zahl der insgesamt erforderlichen Ringe und damit auch die Zahl der erforderlichen Kondensatoren für eine äußere Steuerkette relativ groß. Bei der genannten Spedalausführung mit unterschiedlichen Durchmessern und unterschiedlicher Dicke der Ringe ist es außerdem ungünstig, daß für die Herstellung eines Ableiters eine Vielzahl von Ringen mit verschiedenen Abmessungen ίο erforderlich ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ventilableiter der eingangs genannten Art in der Weise weiterzuentwickeln, daß sich der Aufwand an Abschirmungen verringert

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst

Durch die erfindungsgemäße Staffelung des Abstandes zwischen benachbarten Abschirmringen wird erreicht daß der für die Feldsteuerung erforderliche Bedarf an Abschirmringen klein wird und die Ringe effektiv ausgenutzt werden, wodurch man im wesentlichen ein und dieselben Abmessungen für die Ringkonstruktion verwenden kann. Parameter, wie Ring- und

Rohrourchmesser, bekommen eine sekundäre Bedeutung für die Verkleinerung des Steuerkondensatorenbedarfes.

Wenn der Ventilableiter aus mehreren aneinandergefügten Moduleinheiten aufgebaut ist dann können die Fugenbefestigungen zwischen benachbarten Moduleinheiten als feldsteuernde Elektroden ausgebildet sein. Dadurch wird erreicht, daß Abschirmringe nur im Anschluß an aktiv spannungsführende Teile des Ableiters selbst angeordnet zu werden brauchen. Es werden somit der Mechanik dienende Konstruktionsteile als Hilfselektroden verwendet. Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform des äußeren Abschirmringsystems mit seinen reihen- und parallelgeschalteten Steuerkondensatoren erhält man automatisch Schaltpunkte mit wohl definiertem Potential. Einige von ihnen können zweckmäßigerweise so ausgeführt werden, daß sie das Feldbild günstig beeinflussen. Da diese sogenannten Hilfselektroden näher am Zentrum des Ableiters liegen, sind für diese Feldverbesserung keine

« komplizierten Elektrodenformen erforderlich. Vorhandene Befestigungen für Abschirmringe werden zweckmäßigerweise als konzentrische, leitende Flächen zwischen Abschirmring und innerem Isoliergehäuse ausgeführt

Anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 eine Ausführungsform der Erfindung bei einem Ventilableiter, dessen Moduleinheiten in Kunststoffrohren untergebracht sind,

F i g. 2 im Detail einen Teil des Ventilableiters gemäß Fig. 2.

Der in F i g. 1 gezeigte Ventilableiter 1 ist aus vier Moduleinheiten zusammengesetzt. An seinem im Sinne

ω der F i g. 1 oberen Ende wird dieser Ableiter an einen nicht dargestellten spannungsführenden Leiter angeschlossen, der ebenfalls in Rohre eingekapselt ist. Der Ventilableiter ist in ein äußeres Gehäuse 7 aus elektrisch leitendem Material, z. B. Eisenblech, eingekapselt und geerdet. Wenn der spannungsführende Leiter ebenfalls gekapselt ist, dann werden zweckmäßigerweise dessen Verkapselung und die des Ventilableiters zusammengeschaltet Der Ventilableiter ist an seinem unteren Ende

mit dem geerdeten Gehäuse 7 verbunden.

Jede Moduleinheit enthält mehrere Ableiterelemente 15, von denen jedes in bekannter Weise aus mehreren Funkenstrecken 16 in Reihe mit einem nichtlinearen Ventilwiderstand 17 besteht Alternativ können die Ableiterelemente 15 nur aus Funkenstrecken oder nur aus Venülwiderständen bestehen. Jedes Ableiterelement ist zwischen Führungsblechen 18 befestigt Die Moduleinheiten sind an jedem Ende mit einer Fugenverbindung 19 versehen, mit deren Hilfe sie in bekannter Weise aneinandergesetzt werden. Für die Spannungssteuerung innerhalb einer Moduleinheit ist eine Steuerkette vorhanden, die aus mehreren in Reihe geschalteten Kondensatoren 20 besteht, welche zwischen den Führungsbiechen 18 befestigt sind. Die Enden is der Kette sind an den Fugenverbindungen angeschlossen, die aus Metall bestehen. Der gesamte soweit beschriebene Aufbau ist in ein Polyesterrohr 21 eingeschlossen, welches mit seinen Enden gasdicht an den Fugenverbindungen befestigt ist, z. B. durch Einpassung in eine kreisförmige Nut 22. Ein zweites Polyesterrohr 23, das konzentrisch zu dem Polyesterrohr 21 angeordnet ist, umgibt das letztgenannte Rohr und ist auf ähnliche Weise an den Fugenverbindungen befestigt

Die äußere Steuerkette besteht aus mehreren ringförmigen Abschirmringen 13, die über Kondensatoren 14 miteinander verbunden sind. Die Abschirmringe sind erfindungsgemäß mit unterschiedlichem Abstand angeordnet und liegen am Kopf des Ableiters, wo die Spannung gegenüber der Erde am höchsten ist, am dichtesten zueinander. Je tiefer die Ringe liegen, desto größer ist der Abstand zwischen ihnen, d. h. der Abstand zwischen zwei benachbarten Ringen ist im wesentlichen umgekehrt proportional zur Spannung der Ringe gegenüber der Erde. Die Ringe sind an dem Isolierrohr 23 befestigt und werden daher von diesem getragen. Die äußere Steuerkette ist an die Fugenverbindungen elektrisch leitend angeschlossen und damit auch an die innere Steuerkette über Impedanzelemente 26. Diese Impedanzelemente können aus Kondensatoren, Widerständen oder aus Kondensatoren und Widerständen bestehen. Die zwischen zwei Ringen vorhandenen Kondensatoren 14 bestehen aus bekannten Gründen aus mehreren Teilkondensatoren. Dadurch wird es möglich, die Kapazität zwischen jedem Ring auf die beste Weise zu bestimmen und den Anschlußpunkt für die Impedanzelemente 26 so zu wählen, daß man die beste Balance zvischen den beiden Steuerketten erhält.

Das Innere des Ableiters, also der Raum in dem so inneren Isolierrohr (Polyesterrohr 21), kann mit Stickstoff oder einem elektronegativen Gas gefüllt sein. Der Raum zwischen dem Gehäuse 7 und dem äußeren Isolierrohr (Polyesterrohr 23) kann mit einem anderen Isoliermittel, z.B. Transformatoröl, gefüllt sein. Dadurch, daß die ringförmigen Räume 24 zwischen den beiden Isolierrohren (Polyesterrohre 21 und 23) eine Barriere zwischen den beiden Isoliermitteln bilden, und dadurch, daß diese Räume über Löcher 25 in den Fugenverbindungen und über eine Ventilanordnung 12 am Boden des Ventilabieiters leicht mit der Atmosphäre verbunden werden können, erhält man eine große Sicherheit dagegen, daß das eine Isoliennittei in den Raum für das andere Isoliennittei eindringen kann. Das Innere jeder Moduleinheit steht nut dem ringförmigen Raum 24 über nicht dargestellte Kanäle mit Oberdruckventilen in Verbindung. Die Konstruktion erlaubt die größtmögliche Freiheit bei der Wahl von Isoliermitteln.

Das innere Polyesterrohr 21 kann alternativ als Porzellanrohr ausgebildet sein. Die äußeren Isolierrohre (Polyesterrohre 23) der einzelnen Moduleinheiten können zu einem einzigen Rohr zusammengefaßt sein, welches sich über sämtliche Moduleinheiten erstreckt Das äußere Isolierrohr kann auch fehlen, so daß anstelle des doppelwandigen inneren isolierenden Gehäuses des Ventilabieiters nur ein einwandiges vorhanden ist In diesem Falle füllt das Isoliennittei im äußeren Gehäuse 7 den ganzen Raum bis zur Wand des inneren Isolierrohres (Polyesterrohr 21) aus. Dabei werden die Abschirmringe direkt auf diesem Isoliergehäuse montiert. Dabei ist darauf zu achten, daß durch Dichtungen in den Fugen ein Eindringen des Isoliermittels in den Ableiter verhindert wird. Die Ventilanordnung 12 ist in diesem Falle zwischen dem Innenraum des Innengehäuses und der Atmosphäre vorhanden.

Durch die Kondensatoren 14 zwischen den Abschirmringen wird eine lineare Spannungsverteilung längs des inneren Gehäuses erreicht Da der gesamte Verschiebungsstrom zwischen den Ringen und dem Gehäuse eine beachtliche Größe hat, gibt man den Kondensatoren verschiedene Kapazitätswerte, d.h. man erreicht eine gradierte Steuerung, so daß man eine zweckmäßige Spannungsverteilung erhält. Die Abschirmringe sind zumindest an den Enden des Ableiters an diesen angeschlossen. Wenn es zweckmäßig ist, können jedoch auch mehrere Anschlüsse vorgesehen sein. Solche Anschlüsse können dann beispielsweise dort vorgenommen werden, wo die Moduleinheiten des Ableiters zusammentreffen.

Durch das Anordnen der Abschirmringe und deren Spannungssteuerung mit Hilfe der Kondensatoren wird praktisch die ganze radiale Spannung von dem Isoliermittel zwischen Abschirmringen und dem äußeren Gehäuse 7 aufgenommen. Dadurch wird sowohl in dem Ableiter als auch in dem Raum zwischen dem Ableiter und dem Polyesterrohr 23 das Auftreten von Glimmen verhindert.

Die Abschirmringe sind in dem beschriebenen Beispiel als geschlossene Ringe mit kreisförmigem Querschnitt dargestellt. Der Querschnitt der Ringe kann natürlich auch eine andere Form, z. B. eine elliptische, haben. Außerdem können die Abschirmringe aus zum Ableiter hin offenen Schalen bestehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Gekapselter Ventilabieiter mit einem gas- und flüssigkeitsdichten, geerdeten äußeren Gehäuse aus elektrisch leitendem Material, welches den Ventilabieiter umgibt, sowie mit einer Anzahl feld- und spannungssteuernder Abschirmringe in dem Raum zwischen dem Ventilableiter und dem äußeren Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelpunktabstand benachbarter Abschirmringe (13) voneinander von der hochspannungsführenden Seite des Ableiters (1) aus gesehen zunimmt

Z Gekapselter Ventilableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Abschirmringen (13) im wesentlichen umgekehrt proportional zur Spannung gegenüber der Erde zunimmt

3. Gekapselter Ventilableiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß bei aus mehreren aneinandergefügten Moduleinheiten bestehendem Ventilableiter die aus Abschirmringen (13) bestehende Kette an die Flansche (Fugenverbindung 19) der Moduleinheiten elektrisch angeschlossen ist

4. Gekapselter Ventilableiter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (Fugenverbindung 19) zwischen benachbarten Moduleinheiten als feldsteuernde Elektroden ausgebildet sind.

5. Ventilableiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die an einem inneren Isoliergehäuse (Polyesterrohr 23) vorgenommenen Befestigungen der Abschirmringe (13) aus konzentrischen feldsteuernden Elektroden bestehen.