DE3230091C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf druckgasisolierte Strom­ wandler gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie sie vor allem in Hochspannungsfreiluftanlagen verwendet wer­ den.

Ein derartiger Stromwandler ist z. B. aus der US-PS 33 80 009 bekannt. Bei den bekannten Stromwandlern dieser Bauart kommuniziert der gesamte Innenraum des hohlen Porzellan­ isolators mit dem Innern des Kopfgehäuses. Das hat zur Folge, daß der Druck des Isoliergases, das die Sekundär­ spulen und das Durchführungsrohr vom Primärleiter und dem ebenfalls Hochspannung führenden Kopfgehäuse trennt, auch auf den Porzellanisolator wirkt, der dadurch und infolge seiner verhältnismäßig geringen mechanischen Festigkeit zum den zulässigen Gasdruck begrenzenden Faktor wird. Um dennoch den zulässigen Gasdruck und damit die Durchschlags­ festigkeit des Gases und die am Stromwandler anliegende Spannung erhöhen zu können, werden beim bekannten Strom­ wandler Kopfgehäuse und Porzellanisolator mittels des Durch­ führungsrohres verspannt. Diese Maßnahme ist jedoch, ab­ gesehen von der Geringfügigkeit der durch sie erzielbaren Erhöhung des zulässigen Gasdrucks, wegen der unterschied­ lichen Wärmeausdehnungen von Porzellanisolator und metal­ lenem Durchführungsrohr problematisch.

Aus der US-PS 21 60 660 ist eine mit Gas unter vergleichs­ weise hohem Druck gefüllte Durchführung bekannt, welche aus einem mit Gas unter vergleichsweise niederem Druck ge­ füllten Transformatorkessel herausführt. Allerdings wird das mit Gas unter vergleichsweise hohem Druck gefüllte Volumen der Durchführung teilweise durch Glas- oder Porzellanteile begrenzt, wodurch dem Druck in diesem Volumen deutliche Grenzen gesetzt sind.

Aus den beiden Gebrauchsmusteranmeldungen DE-GM 80 17 924 und DE-GM 80 08 661 sind gasisolierte Stromwandler bekannt, die eine geerdete Umhüllung der Sekundärwicklungen aufweisen, welche über ein metallisches Durchführungsrohr gegen einen geerdeten Fußteil abgestützt ist. Als Feststoffisolation ist jeweils ein Porzellanisolator vorgesehen. Ein Innen­ raum des Stromwandlers zwischen Porzellanisolator und Durchführungsrohr ist mit Isoliergas unter Druck gefüllt. Die Höhe dieses Druckes wird durch die vergleichsweise geringe mechanische Festigkeit des Porzellanisolators begrenzt.

Es stellte sich die Aufgabe, die Konstruktion von Strom­ wandlern der bekannten Bauart derart abzuändern, daß sie auch unter erschwerten Betriebsbedingungen erheblich hö­ heren Spannungen bei im wesentlichen gleichen Abmessungen standhalten.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im kennzeichnen­ den Teil von Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die im wesentlichen das Innere des Kopfgehäuses umfassende Hochdruckregion wird nirgends von Teilen des Porzellan­ isolators begrenzt, sondern ausschließlich von Teilen, die, wie das Kopfgehäuse, aus Metall, oder aber aus einem Isolierstoff von hoher mechanischer Festigkeit, wie Gieß­ harz, hergestellt werden können.

Dadurch ist es möglich, den Druck des Isoliergases in den hohen Spannungen ausgesetzten Bereichen gegenüber Wandlern herkömmlicher Konstruktion wesentlich zu erhöhen. Die so erreichte höhere dielektrische Festigkeit erlaubt bei glei­ cher Dimensionierung vor allem des Kopfgehäuses wesent­ lich höhere Spannungen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch den oberen Teil eines erfindungsgemäßen Stromwandlers, insbesondere die Hochdruckregion, und

Fig. 2 einen axialen Schnitt durch den unteren Teil des Stromwandlers gemäß Fig. 1.

Fig. 1 zeigt den oberen Teil des Stromwandlers mit einem zylindrischen Kopfgehäuse 1, in dessen Achse ein Primär­ leiter 2 liegt, und das durch zwei Gehäusedeckel 3 a, b, die mittlere Öffnungen 4 a, b zur Durchführung des Pri­ märleiters 2 aufweisen, verschlossen ist. An seinen Enden, deren eines durch eine Isolierscheibe 5 vom Gehäusedeckel 3 b getrennt ist, ist der Primärleiter 2 mit Anschluß­ stücken 6 a, b verbunden. Er ist umgeben von in eine Metall­ ummantelung 7 eingeschlossenen Spulen 8 des Sekundärkrei­ ses. Das Kopfgehäuse 1 weist eine obere, durch eine als Sicherung gegen Überdruck wirkende Berstscheibe 9 ver­ schlossene Öffnung auf, sowie eine untere Öffnung 10, durch die ein die Sekundärableitungen enthaltendes Durch­ führungsrohr 11 gelegt ist und an die ein oberer Teil 13 einer das Durchführungsrohr 11 umgebenden Hülse 12 an­ schließt. An diesen stößt ein unterer Teil 14 der Hülse 12, der mit seinem unteren Ende 15 gasdicht am Durchfüh­ rungsrohr 11 anliegt und von welchem dasselbe, etwa mittels einer Flanschverbindung mit eingelegtem Dichtungsring, getragen ist. Aus elektrostatischen Gründen ist die Hülse 12 sich nach unten konisch verengend ausgebildet. Diese Konstruktionsweise erlaubt es auch, am unteren Teil 14 der Hülse 12, welcher aus einem Isolierstoff von hoher Festigkeit, etwa Gießharz, bestehen soll, eine das Durch­ führungsrohr 11 koaxial umgebende zylindrische Steuerelek­ trode 19 anzubringen. Diese sorgt für eine gleichmäßige Verteilung des elektrischen Feldes im Übergangsbereich zwischen dem Hochspannung führenden, wie das Kopfgehäuse 1 vorzugsweise aus Aluminium bestehenden oberen Teil 13 und dem unteren Teil 14 der Hülse 12. Das Kopfgehäuse 1 und die Hülse 12 umschließen eine Hochdruckregion 16, die als Isoliergas SF ₆, unter einem Druck von 350-600 kPa enthalten soll. Zwischen der Hülse 12 bzw. weiter unten dem Durchführungsrohr 11 und einem Porzellanisolator 17 liegt eine Niederdruckregion 18, in der das Isoliergas einen Druck aufweisen soll, dem der Porzellanisolator 17 leicht standhalten kann, etwa zwischen 120 und 180 kPa.

In der hier beschriebenen Ausführung wird auf jede Abstützung der Sekundärspulen 8 am Primärleiter 2 oder anderen Hoch­ spannung führenden Teilen mittels Stützisolatoren verzich­ tet. Die Sekundärspulen 8 werden ausschließlich vom Durch­ führungsrohr 11 getragen, welches seinerseits, wie oben erwähnt, am unteren Ende 15 des unteren Teils 14 der Hülse 12 befestigt ist und für welches als Material vorzugsweise Stahl vorgesehen ist. Diese Konstruktionsweise reduziert die Gefahr des Auftretens von Kriechströmen auf ein Mini­ mum, wodurch die erreichte Verbesserung der Druckgasisolie­ rung noch besser zum Tragen kommt.

Fig. 2 zeigt den unteren Teil des Stromwandlers. Der Por­ zellanisolator 17, welcher die Niederdruckregion 18 vom Außenraum trennt, ist auf dem Basisring 20 befestigt. Zwischen dem unteren Ende des Durchführungsrohrs 11 und dem Basisring 20 ist ein Kompensator 21 angeordnet, der dazu dient, die Verschiedenheit der Wärmeausdehnungen des Durchführungsrohrs 11 und des Porzellanisolators 17 aus­ zugleichen. Der Basisring 20 weist eine Öffnung 22 auf, welche durch eine Durchführungsplatte 23 verschlossen ist. Letztere besteht aus Gießharz mit eingegossenen Leitern, welche die durch das Durchführungsrohr 11 geführten Sekun­ därableitungen mit dem Klemmenkasten 24 verbinden.

Eine Bohrung 25 verbindet eine Niederdruckgaszuleitung 26 mit der Niederdruckregion 18. Zur Verbindung der Hochdruck­ region 16 (Fig. 1) mit einer Hochdruckgaszuleitung 27 wird das Durchführungsrohr 11 benützt, was eine besonders ökono­ mische Lösung darstellt. Das Innere des Durchführungsrohrs 11 ist über das Innere des Kompensators 21 und die Bohrung 28 mit der Hochdruckgaszuleitung 27 verbunden. Der Basis­ ring 20 ruht auf Stützen 29 a, b.

Claims (5)

1. Stromwandler mit einem metallenen Kopfgehäuse (1), das einen von Spulen (8) des Sekundärkreises umgebenen geraden Primärleiter (2) enthält und das auf einem hohlen, auf einem Basisring (20) montierten Porzellanisolator (17) ge­ lagert ist, durch den ein die Ableitungen des Sekundär­ kreises enthaltendes, metallenes, mit dem Basisring (20) elektrisch leitend verbundenes Durchführungsrohr (11) ge­ führt ist, und bei dem ein vom Kopfgehäuse (1) und vom Porzellanisolator (17) umschlossener Raum mit Isoliergas gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum durch eine am Kopfgehäuse (1) ansetzende gasdichte Trennwand in eine den Primärleiter (2) und die Spulen (8) des Sekun­ därkreises enthaltende Hochdruckregion (16) und eine zumindest teilweise vom Porzellanisolator (17) begrenzte Niederdruckregion (18) geteilt ist, wobei die Hochdruckre­ gion (16) ausschließlich von Teilen aus Metall oder aber aus einem Isolierstoff von hoher mechanischer Festigkeit wie Gießharz begrenzt ist.

2. Stromwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand als konische, sich in das Innere des hohlen Porzellanisolators (17) hinein erstreckende, einen Teil des Durchführungsrohrs (11) koaxial umgebende Hülse (12) ausgebildet ist.

3. Stromwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (12) einen metallenen oberen Teil (13) enthält und einen aus Isolierstoff bestehenden unteren Teil (14), welcher eine zylindrische, im Innern der Hülse (12) das Durchführungsrohr (11) koaxial umgebende und sich über die Übergangsstelle zwischen dem oberen und dem unteren Teil (14) hinaus nach oben erstreckende Steuerelektrode (19) trägt und dessen unteres Ende (15) am Durchführungsrohr (11) anliegt.

4. Stromwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchführungsrohr (11) die Sekundärspulen (8) trägt.

5. Stromwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchführungsrohr (11) als Teil der Gaszuleitung zur Hochdruckregion (16) dient.