DE2911402A1

DE2911402A1 - Capacitor bushing insulator - with plastic foam filling gap between conductive bolt and wound capacitor

Info

Publication number: DE2911402A1
Application number: DE19792911402
Authority: DE
Inventors: Helmut Frielingsdorf; Dieter Renk
Original assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Current assignee: Felten and Guilleaume Energietechnik AG
Priority date: 1979-03-23
Filing date: 1979-03-23
Publication date: 1980-10-02

Abstract

A capacitor type of bushing insulator for high-tension plant esp. for alternators, consists of a central conductive bolt and a coaxial wound capacitor around it. An annular gap is left between the surface of the conductive bolt and the inner capacitor plate and is filled with an elastic non-conductive material, except a metallic bush which joins both at one end. The pref. filler is an expanded plastic such as polyurethane foam. This is a reliable way of eliminating stress-induced cracks in the insulating material. The filler resists high mechanical stresses, e.g. during short circuits.

Description

Kondensatordurchführung für HochspannungsanlagenCondenser bushing for high voltage systems

Beschreibung: Die Erfindung betrifft eine Kondensatordurchführung fUr Hochspannungsanlagen, insbesondere eine Maschinendurchrührung, mit einem zentrisch angeordneten Leiterbolzen und einem den Leiterbolzen koaxial umgebenden Kondensatorwickel.Description: The invention relates to a condenser bushing For high-voltage systems, especially a machine lead-through, with a centric arranged conductor bolt and a condenser coil coaxially surrounding the conductor bolt.

Die steigenden Qualitätsforderungen für Kondensatordurchführungen erfordern die Verwendung hochwertigerer Werkstoffe fflr den Kondensatorwickel. Die früher für den Kondensatorwickel verwendeten phenolharzgetränkten Werkstoffe ermöglichten es, den Kondensatorwickel direkt auf den Leiterbolzen zu wickeln. Hochwertige, beispielsweise epoxidharzgetränkte Werkstoffe, würden wegen der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Isolierstoff und Leiterbolzenmetall bei Temperaturunterschieden innere Spannungen im Wickel erzeugen. Die dadurch möglichen Spannungsrisse würden die DurchfUhrung elektrisch gefährden.The increasing quality requirements for condenser bushings require the use of higher quality materials for the capacitor winding. the phenolic resin impregnated materials previously used for the capacitor winding made possible it is to wind the capacitor winding directly on the conductor bolt. High quality, for example epoxy resin impregnated materials, because of the different expansion coefficients of insulating material and conductor bolt metal with temperature differences, internal stresses generate in the coil. The resulting stress cracks would prevent the implementation endanger electrically.

Bekannt ist ein elektrisch leitender Teil mit Isolation, bei dem zwischen dem leitenden Teil und der Isolation ein elektrisch halbleitender oder leitender elastischer Schaumstoff angeordnet ist.An electrically conductive part with insulation is known, in which between the conductive part and the insulation an electrically semiconducting or conductive one elastic foam is arranged.

Zur Verbesserung der elektrischen Eigenschaften soll der Schaumstoff offenzellig und die Zellen evakuierbar sein (DE-OS 25 41 983).To improve the electrical properties of the foam open-cell and the cells can be evacuated (DE-OS 25 41 983).

Diese bekannte Bauweise hat den Nachteil, daß der Auswahl des schaumbildenden Werkstoffes enge Grenzen gesetzt sind. Darüber hinaus ist der Aufwand fUr.die Evakuierung des Schaumes beträchtlich.This known construction has the disadvantage that the selection of the foam-forming Material are tight limits. In addition, the effort for the evacuation of the foam considerably.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kondensatordurchführung zu schaffen, bei der Spannungsrisse im Isolierstoff sicher vermieden werden können, und bei der die Auswahl der Zwischenschicht zwischen Leiterbolzen und Kondensatorwickel ausschließlich nach mechanischen Gesichtspunkten möglich ist, und die Verbindung zwischen Leiterbolzen und Kondensatorwickel mechanisch und elektrisch sicher zu gestalten.The invention is based on the object of a condenser bushing to create in which stress cracks in the insulating material can be safely avoided, and with the selection of the intermediate layer between the conductor pin and the capacitor winding exclusively after mechanical point of view is possible, and the connection between the conductor pin and the capacitor winding is mechanical and electrical safe to design.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der Oberfläche des Leiterbolzens und der Innenfläche des Kondensatorwickels ein Ringspalt ausgebildet ist, der mit einem elastischen, elektrisch nicht leitenden Stoff ausgefüllt ist, und daß der Wickel mit seinem inneren Leitbelag über eine Buchse mit dem Leiterbolzen verbunden ist.This object is achieved in that between the Surface of the conductor pin and the inner surface of the capacitor winding an annular gap is formed, which is filled with an elastic, electrically non-conductive substance is, and that the winding with its inner conductive lining via a socket with the conductor pin connected is.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 angegeben.Refinements of the invention are set out in subclaims 2 to 9 specified.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die hohen mechanischen Beanspruchungen der Durchführung, beispielsweise im Kurzschlußfall, leichter beherrscht werden können.The advantages that can be achieved with the invention are, in particular, that the high mechanical stresses on the bushing, for example in the event of a short circuit, can be controlled more easily.

Hohe Kurzschlußströme verursachen in den betroffenen Durchführungen häufig schlagartige Bewegungen der Leiterbolzen gegeneinander. Diese Bewegungen können durch einen geschlossenporigen Schaum gut gedämpft werden, so daß die Gefahr einer mechanischen Beschädigung der DurchfUhrung wesentlich vermindert wird. Die Montage einer Durchführung kann wesentlich vereinfacht werden, wenn der elektrische Stoff erst nach dem Zusammenfügen von Leiterbolzen und Kondensatorwickel in den dabei entstehenden Ringspalt eingebracht wird.High short-circuit currents cause the affected bushings frequent sudden movements of the ladder bolts against each other. These movements can be dampened well by a closed-cell foam, so that the danger mechanical damage to the leadthrough is significantly reduced. the Assembly of a bushing can be simplified significantly if the electrical Material only after the conductor pin and capacitor winding have been joined in the the resulting annular gap is introduced.

Ausrührungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 eine Du-chfUhrung im Längsschnitt, Fig. 2 einen Teil des Leiterbolzens, Fig. 3 eine Buchse im Längsschnitt.Ausrührungsbeispiele the invention are shown in the drawing and are described in more detail below. 1 shows a guide in the Longitudinal section, FIG. 2 a part of the conductor pin, FIG. 3 a socket in longitudinal section.

In der Fig. 1 ist eine Kondensatordurchfithrung der beschriebenen Art im Längsschnitt schematisch dargestellt. Der konzentrisch im Kondensatorwickel 2 angeordnete Leiterbolzen ist mit 1 bezeichnet.In FIG. 1, a condenser leadthrough is the one described Type shown schematically in longitudinal section. The one concentrically in the capacitor winding 2 arranged conductor bolts is denoted by 1.

In dem zwischen Leiterbolzen 1 und Kondensatorwickel 2 ausgebildeten Ringspalt 3 ist der elastische, elektrisch nicht leitende Stoff 3a angedeutet. Durch die elektrisch leitende Verbindung zwischen dem inneren Leitbelag 4 des Kondensatorwickels 2 über die Buchse 8 mit dem Leiterbolzen 1 ist der Ringspalt 5 frei von elektrischen Feldern, der elastische Stoff 3a wird elektrisch nicht beansprucht.In the one formed between the conductor pin 1 and the capacitor winding 2 Annular gap 3, the elastic, electrically non-conductive substance 3a is indicated. By the electrically conductive connection between the inner baffle 4 of the capacitor winding 2 via the socket 8 with the conductor pin 1 is the annular gap 5 free of electrical fields, the elastic material 3a is not electrically stressed.

Mit 5 ist ein Verschlußring mit eingesetzten Dichtungen bezeichnet, der den Raum zwischen Leiterbolzen 1 und Kondensatorwickel 2 hermetisch abdichtet. Er wird durch die Mutter 5a gehalten, die auf einem am Leiterbolzen 1 aufgebrachten Gewinde sitzt. Der zweite Verschlußring 6, der ebenfalls durch ein auf den Leiterbolzen 1 angebrachtes Gewinde gehalten wird, dichtet den Zwischenraum zwischen Leiterbolzen und dem Kondensatorwickel 2 auf der entgegengesetzten Seite des Wickels 2 ab. Die in den Spalt zwischen Leiterbolzen 1 und Wickel 2 eingebrachten Dichtmittel sind ebenfalls angedeutet. Der Flansch 7 dient zur Befestigung der DurchFührung am Gehäuse eines elektrischen Gerätes, beispielsweise an einem Generator.With a locking ring with inserted seals is designated, which hermetically seals the space between conductor pin 1 and capacitor winding 2. It is held in place by the nut 5a, which is attached to a conductor bolt 1 Thread is seated. The second locking ring 6, which is also by a on the conductor bolt 1 attached thread is held, seals the space between conductor bolts and the capacitor winding 2 on the opposite side of the winding 2. the in the gap between conductor pin 1 and coil 2 are introduced sealant also indicated. The flange 7 is used to fasten the leadthrough on the housing an electrical device, for example on a generator.

In Fig. 2 ist der Teil des Leiterbolzens 1, der die Buchse 8 trägt, in größerem Maßstab schematisch dargestellt. In den Leiterbolzen 1 ist eine Anschlagkante 9 eingearbeitet, die zur eindeutigen Festlegung der Lage der Buchse 8 relativ zum Leiterbolzen 1 dient. Mit 10 ist ein Gewindestift bezeichnet, der in einer Ausnehmung 11 der Buchse 8 eingreift und als Verdrehungsschutz für die Buchse 8 gegenUber dem Leiterbolzen 1 dient. In den Leiterbolzen 1 ist weiten hin eine Abflachung 12 eingefo-mt, auf der eine Kontaktfeder 15 befestigt ist. Die Kontaktfeder 13 dient der elektrisch sicheren Verbindung zwischen Leiterbolzen 1 und der Buchse 8.In Fig. 2 the part of the conductor pin 1, which carries the socket 8, shown schematically on a larger scale. In the conductor pin 1 is a stop edge 9 incorporated, the clear definition of the position of the socket 8 relative to Ladder bolt 1 is used. 10 with a threaded pin is referred to, which is in a recess 11 engages the socket 8 and acts as a protection against rotation for the socket 8 against the Ladder bolt 1 is used. In the conductor bolt 1, a flattening 12 is wide open, on which a contact spring 15 is attached. The contact spring 13 is used electrically secure connection between conductor pin 1 and socket 8.

In Fig. 3 ist eine Buchse 8 im I ingssehnitt schematisch dargestellt.In Fig. 3, a socket 8 is shown schematically in I ingssehnitt.

Erkennbar sind an ihrem ersten Ende die Ausnehmungen 11, die beim Einführen des Leiterbolzens 1 die Gewindestifte 10 aufnehmen, wodurch ein sicherer Verdrehungsschutz des Leiterbolzens 1 gegenüber der Buchse 8 gewhrleistet ist. Erkennbar ist auch eine Ringnut 17, deren Grund mit Wellen 18 gestaltet ist, um eine bessere Haftung des bei der Montage dort einzubringenden Klebstoffes zu erreichen.The recesses 11 can be seen at their first end Insertion of the conductor pin 1 to accommodate the threaded pins 10, making a safer Anti-twist protection of the conductor pin 1 with respect to the socket 8 is guaranteed. Recognizable is also an annular groove 17, the bottom of which is designed with waves 18 to better To achieve adhesion of the adhesive to be applied there during assembly.

Mit 14 ist ein Durchgangskanal bezeichnet, in den ein mit 15 bezeichneter Leiter eingeführt und befestigt ist. Dieser Leiter ist mit dem inneren Leitbelag 4 des Wickels 2 verbunden. Erkennbar ist auch die ordnung 16 am zweiten Ende der Buchse 8, durch die die Ringnut 17 bei der Montage mit dem erwähnten Klebstoff gefüllt wird.With a through channel 14 is designated, in which a designated 15 Head is inserted and secured. This conductor is with the inner conductive lining 4 of the winding 2 connected. Order 16 can also be seen at the second end of the Socket 8 through which the annular groove 17 when assembling with the mentioned Glue is filled.

Der Zusammenbau des in Fig. 1 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels einer Kondensatordurchführung beginnt zweckmäßigerweise mit dem Einführen der Buchse 8 in eine Ausnehmung des Wickels 2, in der der innere Leitbelag 4 des Wickels 2 frei liegt. An der Innenseite des Leitbelags 4 ist der in Fig. 3 mit 15 bezeichnete Leiter befestigt, der vorteilhafterweise als eine flexible Litze ausgebildet ist. Der Leiter 15 wird durch den Durchgangskanal 14 der Buchse 8 geführt, die Buchse 8 in die Ausnehmung des Wickels 2 bis zum Anschlag eingeschoben, wonach der Leiter 15 im Durchgangskanal 14, zweckmäßigerweise durch Löten, befestigt wird. Dann wird der Leiterbolzen 1 von der entgegengesetzten Seite des Wickels 2 her eingeführt bis die Stiftschrauben 10 am Leiterbolzen 1 in die entsprechend geformten Ausnehmungen 11 der Buchse 8 eingreifen und die Buchse 8 an der Anschlagkante 9 des Leiterbolzens 1 anliegt. Dann wird der vorwiegend durch die Ringnut 17 gebildete Raum zwischen der Buchse 8 und dem Wickel 2 durch die Öffnung 16 mit Klebestoff gefüllt und der Klebstoff zum Aushärten gebracht.The assembly of the embodiment shown schematically in FIG A condenser bushing expediently begins with the insertion of the socket 8 in a recess of the roll 2, in which the inner conductive layer 4 of the roll 2 is exposed. On the inside of the baffle 4 is the one designated by 15 in FIG. 3 Attached conductor, which is advantageously designed as a flexible strand. The conductor 15 is passed through the through channel 14 of the socket 8, the socket 8 pushed into the recess of the coil 2 until it stops, after which the head 15 is attached in the through-channel 14, expediently by soldering. Then it will be the conductor pin 1 is inserted from the opposite side of the coil 2 until the studs 10 on the conductor pin 1 in the correspondingly shaped recesses 11 engage the socket 8 and the socket 8 on the stop edge 9 of the conductor pin 1 is present. Then the space mainly formed by the annular groove 17 between the socket 8 and the winding 2 through the opening 16 filled with adhesive and the Brought glue to harden.

In dieser Zeit wird der Abdeckring 5 mit seinen eingelegten Dichtungen auf den Leiterbolzen 1 gesetzt und mit der Mutter 5 verschraubt. Nach dem Aushärten des Klebers wird die Durchrührung aufgerichtet und anstelle des in Fig. 1 dargestellten zweiten Abdeckringes 16 ein nicht dargestellter Trichter aufgesetzt, durch den der Ringspalt 5 mit einem elastischen, elektrisch nicht leitenden Stoff 3a gefüllt wird4 Dieser elastische Stoff 3a besteht vorzugsweise aus einem schaumbildenden Kunststoff. Nach dem Entfernen des Fülltrichters und dem Einlegen von eventuell benötigten Dichtungsmitteln wird der Abdeckring 6 auf den Leiterbolzen 1 aufgeschraubt, wodurch die Lage des Leiterbolzens 1 relativ zum Kondensatorwickel 2 eindeutig definiert ist.During this time, the cover ring 5 with its inserted seals placed on the conductor pin 1 and screwed to the nut 5. After hardening of the adhesive, the lead-through is erected and instead of that shown in FIG second cover ring 16, a funnel, not shown, through which the Annular gap 5 is filled with an elastic, electrically non-conductive substance 3a 4 This elastic material 3a is preferably made of a foam-forming plastic. After removing the filling funnel and inserting any sealant that may be required the cover ring 6 is screwed onto the conductor bolt 1, whereby the position of the Conductor pin 1 is clearly defined relative to the capacitor winding 2.

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Claims

Claims: Condenser bushing for high-voltage systems, in particular a machine lead-through, with a centrally arranged conductor pin and a the condenser coil coaxially surrounding the conductor pin, d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that between the surface of the conductor pin (1) and the inner surface of the capacitor winding (2) an annular gap (3) is formed, which with an elastic, electrically non-conductive material (3a) is filled, and that the winding (2) with its inner guide lining (4) is connected to the conductor pin (1) via a bushing (8) is.

2. condenser bushing according to claim 1, d a d u r c h g e -k It is noted that the annular gap (5) is covered with a closed-cell foam is filled.

3. condenser lead-through according to one of claims 1 or 2, d a -d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that the clen annular gap (3) is filled with foam consists of a foam-forming plastic cast into the annular gap (3).

4. capacitor bushing according to one of claims 1 to 3, d a -d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the annular gap ()) with polyurethane foam is filled.

5. capacitor bushing according to one of claims 1 to 4, d a -d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that there is a stop edge on the conductor bolt (1) (9) to clearly define the position of the socket (8) relative to the conductor bolt (1) is formed, and that in the conductor bolt (1) at least one threaded pin (10) is used, which engages in a recess (11) of the socket (8).

6. capacitor bushing according to one of claims 1 to 5, d a d u r c h e k e n n n n z e i c h n e t that at least one flat area on the conductor bolt (1) (12) is formed on which a contact spring (13) for connection to the socket (8) is attached.

7. capacitor bushing according to one of claims 1 to 4, d a d u r c h e k e n n n e i c h n e t that in the socket (8) at least one passage channel (14) is formed in which a with the inner conductive lining (4) of the roll (2) connected Head (15) is inserted and secured.

8. capacitor bushing according to one of claims 1 to 4, d a d u r c h gek e n n n z e i c h n e t that the bushing (8) in the winding (2) by a Adhesive is attached.

9. capacitor bushing according to claim 8, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that in the socket (8) at least one opening (16) for the Introducing the adhesive into the space between the bushing (8) and the winding (2) is molded.