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Der Aufbau von elektrischen Schaltungen kann entweder mit einzelnen und in sich abgeschlossenen
Elementen erfolgen oder in integrierter Bauweise. Bei Hochspannungsschaltungen verwendet man bisher vorwiegend einzelne Elemente mit in atmosphärischer Luft herausgeführten Hochspannungsanschlüssen. Hiedurch ergeben sich ein grosser Platzbedarf, eine starke Abhängigkeit von Umgebungseinflüssen und eine oft störende
Induktivität der Verbindungsleitungen. Diese Nachteile können vermieden werden, wenn die einzelnen Elemente ohne Herausführung des Hochspannungspotentials in atmosphärische Luft miteinander lösbar verbunden werden.
Solche Verbindungen stellen bei festen Isolierstoffen ein besonderes Problem dar wegen der an den
Stossstellen in den Isolierungen entstehenden Fugen. Imhof hat in seinem in der "Schweizerischen Technischen
Zeitschrift"Nr. 6-1958-Seite 93 bis 120 veröffentlichten Aufsatz "über neue Konzeptionen und Werkstoffe der
Hochspannungstechnik"vorgeschlagen, solche Fugen mit Isolierflüssigkeiten oder Druckgasen auszufüllen ; dies bedingt jedoch einen ziemlich grossen konstruktiven Aufwand.
Es ist auch schon bekannt, dass man diese Schwierigkeiten dadurch vermeiden kann, indem man in die
Fugen hochwertige elastische Isolierstoffe einbringt. Bei einer derartigen bekannten Anordnung ist die
Hochspannungsdichtungsstelle auch schon lösbar ausgebildet (vergleiche Benken :"über die elektrische Festigkeit von Fugen zwischen festen Isolierstoffen"ETZ-A, Band 89 -1968- Heft 15, Seite 356 bis 361). In dieser Arbeit sind u. a. Untersuchungen an Fugen in koaxialen Isolierungen unter Verwendung von Silikonkautschuk als elastische Zwischenscheibe beschrieben. Bei einer genügend hohen Flächenpressung der Silikonscheibe wurden keine Vorentladungen in den Fugen festgestellt und man erhielt eine hohe Durchschlagsfestigkeit der Fuge.
Dies ist darauf zurückzuführen, dass durch die hohe Flächenpressung der elastischen Silikonscheibe die stets vorhandenen Unebenheiten der Oberflächen zwischen den festen Isolierstoffen ausgefüllt werden. Nachteilig an dieser bekannten sogenannten Radialdichtung-die Richtung des von aussen aufzubringenden Pressdruckes liegt senkrecht zur elektrischen Beanspruchung der Fuge-ist jedoch, dass die für die Flächenpressung erforderliche
Kraft in den festen Isolierstoff eingeleitet werden muss.
Dieser Nachteil kann dadurch vermieden werden, dass man die Dichtungsstelle als sogenannte
Axialdichtung-der Pressdruck wirkt parallel zur elektrischen Feldstärke-ausbildet, bei der der Kraftschluss im wesentlichen über das Hochspannungsdichtungselement erfolgt. Der prinzipielle Aufbau einer Axialdichtung ist beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift 1916502 angegeben.
Die Erfindung geht von dem vorstehend beschriebenen Prinzip einer als Axialdichtung ausgebildeten
Hochspannungsdichtung aus.
Die Erfindung betrifft eine lösbare, hochspannungsfeste Dichtungsstelle für Hochspannungsausleitungen von elektrischen Geräten, wie Messwandler, Transformatoren od. dgl., mit einem unter Druck stehenden elastischen, gegen Wegfliessen allseitig gesicherten, über die Isolierung der Hochspannungsausleitung gesteckten, als Axialdichtung ausgebildeten Dichtungselement.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine lösbare, hochspannungsfeste Dichtungsstelle der vorstehend beschriebenen Art so auszugestalten, dass man trotz Beaufschlagung der Hochspannungsdichtungsstelle mit einem sehr hohen Pressdruck eine gleichmässige Verteilung des Dichtungsdruckes am Gesamtumfang des die Dichtungsstelle umgebenden elastischen Dichtungselementes erhält. Gleichzeitig soll eine Umschaltmöglichkeit für die wahlweise Herstellung der Reihen- oder Parallelschaltung der Primärwicklungsteile geschaffen werden, ohne dass hiefür ein die Abmessung in der Hochspannungsausleitung vergrössernder zusätzlicher Raum erforderlich ist.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass das an der Dichtungsstelle zwischen dem elektrischen Gerät und dessen Hochspannungsausleitung angeordnete, mit einem konischen, metallischen Druckstück befestigbare und die Dichtungsstelle mit ausreichender Schlagweite überbrückende Dichtungselement konisch ist und dass die elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Gerät und dessen Hochspannungsausleitung zur Herstellung der Serien- oder Parallelschaltung der Primärwicklungsteile des elektrischen Gerätes als umsteckbare Steckverbindung ausgebildet ist.
Wohl ist bereits durch die USA-Patentschrift Nr. 3, 542, 943 eine wasserdichte lösbare Durchführung für Kondensatoreinheiten bekanntgeworden, bei der ein winkelförmiges Anschlussstück mit dem zu koppelnden Durchführungsteil lösbar verbunden wird. Der Durchführungsteil besitzt einen Isolierkörper aus keramischem Material. Wegen der starren Ausbildung des Isolierkörpers ist eine die Spannungsfestigkeit erhöhende Druckbeanspruchung, wie sie für die Erfindung wesentlich ist, nicht möglich. Auch ist die bekannte Durchführung nicht zur Umschaltung von Primärwicklungsteilen elektrischer Geräte geeignet.
Demgegenüber zeichnet sich die lösbare, hochspannungsfeste Dichtungsstelle gemäss der Erfindung dadurch aus, dass man bei Hochspannungsausleitungen von elektrischen Geräten, wie Messwandler, Transformatoren od. dgl., bei denen der für die hochspannungsfeste Dichtung erforderliche Pressdruck nur von einer Seite aus auf das Dichtungselement eingeleitet werden kann, einen gleichmässigen Dichtungsdruck am Gesamtumfang des Dichtungselementes innerhalb des Klemmbereiches erhält. Ausserdem ist für die Umschalteinrichtung des elektrischen Gerätes durch das vorgesehene Steckprinzip kein zusätzlicher Raum erforderlich, so dass die durch die Schlagweite bestimmte Länge des Dichtungselementes nicht verlängert werden muss.
Mit Vorteil kann die Hochspannungsausleitung Steckerkontaktstifte aufweisen, die in entsprechende Steckkontaktbuchsen im elektrischen Gerät derart einsteckbar sind, dass die Primärumschaltung durch Drehung der Hochspannungsausleitung um 1800 erfolgt.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfmdung werden an Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt im Schnitt eine lösbare, hochspannungsfeste Dichtungsstelle zwischen einem Giessharz-Stromwandler und dessen Schlagweitenteil, wobei die Primärumschaltung des Stromwandlers durch Umstecken des Schlagweitenteiles ermöglicht wird. Fig. 2 zeigt das Schlagweitenteil des Stromwandlers nach Fig. 1 in der Ansicht X (gemäss Fig. 1). Fig. 3 zeigt das Wandlerunterteil des Stromwandlers in der Ansicht Y (gemäss Fig. 1) in der Parallelschaltstellung. Fig. 4 zeigt das Wandlerunterteil des Stromwandlers in der Ansicht Y (gemäss Fig. 1) in der Serienschaltstellung.
Die in Fig. 1 dargestellte lösbare, hochspannungsfeste Dichtungsstelle zwischen einem Giessharz-Strom-
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--3-- inSchlagweitenteil--l--ist wie folgt ausgebildet : Ein konisches, elastisches Dichtungselement--S-- überbrückt die Dichtungsstelle--6--zwischen den Hochspannungszuleitungen--7, 8--des Stromwandlers
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Dem Druckstück --9-- und dem Schlagweitenteil--l--kann eine Schaltstellungsanzeige--9a-zugeordnet sein, vorzugsweise um 900 versetzt zu den Klemmenbezeichnungen. Die Klemmenbezeichnungen --K, L--können mit Vorteil am festen Teil des Wandlers angeordnet sein, damit die gleiche Stromrichtung
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Die Einzelheiten der an der Dichtungsstelle--6--vorgesehenen Umschalteinrichtung sind aus den Fig. 2 bis 4 ersichtlich.
In Fig. 2 ist der Schlagweitenteil--l--in Ansicht X gemäss Fig. 1 schematisch dargestellt. Am unteren Ende des Schlagweitenteiles--l--sind die für die Primärumschaltung im Verhältnis 1 : 2 notwendigen Hochstrom-Steckkontaktstifte--13--in Gestalt von Büschelsteckern, die den notwendigen Kontaktdruck gewährleisten, angeordnet. Eine für die Primärumschaltung notwendige Schaltbrücke--14--verbindet zwei der Steckkontaktstifte leitend miteinander.
Im Wandlerunterteil befinden sich, wie aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht, entsprechende Steckkontaktbuchsen--15--, an die die beiden Primärwicklungsteile --16, 17-- angeschlossen sind. Blindlöcher-18-ermöglichen das Einstecken des Schlagweitenteiles-l-in zwei um 1800 gegeneinander versetzten Stellungen. Fig. 3 zeigt die Parallelschaltung der beiden Primärwicklungsteile--16, 17--, während in Fig. 4 die Serienschaltung dargestellt ist.
Die besonderen Vorteile des in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Schlagweitenteiles eines Stromwandlers liegen darin, dass der Schlagweitenteil ohne grossen Montageaufwand abnehmbar ist. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn es sich um Stromwandler für hohe Spannungen handelt, weil in diesem Fall der Schlagweitenteil im Vergleich zu den aktiven Teilen des Wandlers verhältnismässig gross ist. Die Anordnung der Umschalteinrichtung für die Primärumschaltung des Stromwandlers im Bereich der Dichtungsstelle bringt den Vorteil mit sich, dass bei einer Primärumschaltung die Wicklungsenden der Primärwicklung nicht sämtlich bis zur Ebene der Primäranschlüsse --K, L-- hochgeführt werden müssen. Es genügt vielmehr, diese bis in die Höhe der Dichtungsstelle und der an der Stromübergangsstelle vorhandenen Umschalteinrichtung zu führen.
Die Umschaltung selbst erfolgt durch einfaches Drehen des Schlagweitenteiles um 1800 und Einstecken in den Stromwandler-Unterteil. Fehlschaltungen sind ausgeschlossen, weil die Steckkontaktbuchsen und Blindlöcher so angeordnet sind, dass der Schlagweitenteil nur in den beiden vorgesehenen Schaltstellungen eingesteckt werden kann.
Die erfindungsgemässe Ausbildung des Schlagweitenteiles kann auch bei Spannungswandlern, Transformatoren od. dgl. Verwendung finden. Es ist auch möglich, die Dichtungsstelle und damit die vorstehend beschriebene Umschalteinrichtung in das obere Ende des Schlagweitenteiles zu verlegen. Diese Ausführungsform ist dann von Vorteil, wenn die Abnehmbarkeit des Schlagweitenteiles nicht erforderlich ist.