DE1803468A1

DE1803468A1 - Anordnung zur kapazitiven Hochspannungsverteilung

Info

Publication number: DE1803468A1
Application number: DE19681803468
Authority: DE
Inventors: Rein Asgaut Torgard
Original assignee: ELEKTRISITETSFORSYNINGENS FORSKNINGSINSTITUTT
Current assignee: ELEKTRISITETSFORSYNINGENS FORSKNINGSINSTITUTT
Priority date: 1967-10-18
Filing date: 1968-10-17
Publication date: 1969-08-14
Also published as: NO117033B; US3538241A; SE350871B; FR1587136A

Description

Dipl.-Phye. Leo T h u 1
Patentanwalt

7ooo Stuttgart-Feuerbach
Postfach

A. T. Rein - 1

ELEKTRISITETSFORSYNINOENS FORSKNINOSINSTITUTT Trondheira, Norwegen

"Anordnung zur kapazitiven Spannungsverteilung"

Die Priorität der Anmeldung Nr. 17o 184 vom 18.Okt. 1967 in Norwegen let in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur kapazitiven Spannung»- und Feldverteilung an elektrischen Isolatoren« insbesondere Stützisolatoren, Durchführungen und Kabelverbindern.

Es ist bekannt« dass die Spannungsverteilung an den Oberflächen von Isolatoren durch eine Reihenschaltung von Kondensatoren zwischen dem die Hochspannung führenden Leiter und dem Brdpotential beeinflusst werden kann. Die Kondensatoren werden so nahe wie möglich an die Oberfläche des Isolators, an dem die Spannung oder das elektrische Feld geregelt oder ausgeglichen werden soll, angebracht.

Weiterhin ist bekannt, dass bei Durchführungen aus einem festen Hauptisolator imprägniertes Papier als Wickel benutzt wird« das metallische Folien in sich zum Ausgleich trägt. Dies· so gebildeten und in Reih· geschalteten Kondensatoren sollen di· gewünschte Änderung der Spannungsoder Feldverteilung herbeiführen. Diese Durchführungen werden Kondensator-Durohführungen genannt·

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Auch ist bekannt« herkömmliche Kondensatoren in einer Reihenschaltung zwischen die Hochspannung und dta Erdpotential zu schalten, um ein entsprechendes Ergebnis zu erhalten.

Allen beschriebenen Anordnungen haftet der Nachteil an, dass sie einen zu grossen Raum einnehmen, keine gleich» massige Verteilung erreichen und in der Installation schwierig zu bewerkstelligen sind.

Bs ist Aufgabe der Erfindung, die genannten Nachteile zu vermelden und eine wirksame Spannungs- oder Feldverteilung zu sohaffen. Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht *> dass ein isolierendes Band mit Elektroden versehen zwlseli© dem die Hochspannung führendem Leiter und Erdpotential auf die Isolierung aufgebracht und dadurch eine Roihoa=» schaltung von Kondensatoren gebildet wird»

In einer Ausbildung der Erfindung sind Kondensatoren in Längsrichtung auf das Band aufgebracht und untereinander zu einer Reihenschaltung verbunden.

Ein® weiter· Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass dftE Band in seintr Längsrichtung Elektroden trägt, die nach dem Aufwickeln ein® Belhensofaaltung von Kondensate»™ τ·η bilden»

Dabei 1st es vorteilhaft« wenn das Band in oder auf einem speziellen Stützte!!« beispielsweise «inmra (kdittue·* aufgebracht ist»

In einer weiteren Ausbildung öer Erfindung werden ©in oder mehrere Bandschichten^ die gleich od«r entgegengesetzt gewickelt sein können, verwendet«

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Es ist auch möglich, das Band abschnittsweise mit weohselndem Wickelsinn auf di· Isolierung aufzubringen.

Di· kompakt· Bauweise und die einfache Anbringung sind die grossen Vorteile der Erfindung. Auch ist hervorzuheben« dass die ausgleichenden Kondensatoren dichter an die Oberfläche der Isolation gebracht werden können. Die vielseitige Anordnung der Erfindung kann bei den unterschiedlichsten Fällen zur Spannungsverteilung angewendet werden.

Die Erfindung wird an Hand eines Beispieles und Zeiohnungen beschrieben. Es zeigt:

Flg. 1 eine herkömmlich· SpannungsdurohfUhrung mit bekanntem Spannungsschutzj

Flg. 2 das elektrische Ersatzschaltbild der Spannungs-

durohführung nach Flg. 1 ;

If Fig. 3 das elektrische Ersatzschaltbild einer Spannungedurohfunrung mit kapazativen Schutz;

Fig· K eine SpannungsdurohfUhrung gemüse der Erfindungj

Fig. 5a, b, b

weiter· Möglichkeiten der Bandauebildung;

2ο Fig. 6 eine weitere Art der Bandausbildung;

Fig. 7 «inen Bandwickel auf eine» Ärmel.

In Fig· 1 ist eine herkömmliche HoohepannungsdurchfUhrung gezeigt. D«r Spannungsverlauf an der Durchführung geht von der höchsten Spannung am Leiter 1 bis auf Nullpotential am Flansch 2 mit den die Durchführung an der Oberfläche von elektrischen Geräten« z.B. einem Transformator 3, befestigt 1st. Um eine gefahrlose Spannungsverteilung entlang der Durchführung zu erhalten, sind innerhalb der Isolation koaxiale, metallische Schirme 4 angebracht* Die Durchführung 1st mit einem äusseren Schirm 6 aus Porzellan versehen.

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Fig. 2 zeigt das dazugehörige «lektrisöh® Ersatzschaltbild ohn· Spannungsschutz. Zur Vereinfachung dm Schaltbildes ist «β in mehrere Abschnitte, in diesem V4II vier, tufge· teilt, ν j stellt dabei di* !Kapazität zwlsotoan der Durch« führung und Erde de, während mit Cg₁ dl· Kapazität zwiwshen der DtiPähfÜhnmg und dem Leiter totzelohnftt ist« Die Kap*· Zitaten Cj und C^ haben din unt«rsohiedllohsten und da-i:^:.;roh 1st alt Spannimgffivtt'ttiliutiig liags illhrung

In Fig., 3 ist ein «!«ktrisohes &*aatzs€ttiiitblidl jfUr tin· Burohftihrumg mit kapultlYti» Spwmtmgsabitlttmg gszitigt. Barin Hind gleiohgronse EoMen^atoren C In Reili· xwittüten d#m 41· Hoonspannung ftin>«nd«ri Leltnr wsA dim Brdpotuntlal gesohaltet· Dadurch wird die Bpmsnung_$ bei geeigneter Wahl der Kond«nsatorengrS$tt»e» entlang der Btl^heneetialtimg gleiohmKeeig von dem die Hoohspannußg führenden Leiter auf da* Erdpotential herabgesetzt· Wenn die Heihensohaltung der Kondensatoren so angebracht 1st« dass dl· Kapazitäten C_k swisehen innerem Ansehluss und der Oberfläche der Bureh« führung relativ gross sind, kann die Spannung in der ge» wUnsohten Welse an der Durchführung herabgesetzt werden. Uo die gewUneohte Beeinflussung zu erhalten, müssen die Kondensatoren C und die Kapazitäten C^ die bestimmenden Orussen sein·

Die vorliegende Erfindung besehreibt eine neue und wirksame Spaxmungsableltung, die in Flg. 4 dargestellt ist· Inner» halb einer HoohspannungsdurohfUnrung läuft der Leiter 1» umgeben von einer Isolierung (fest» flüssig oder gasförmig) und dem Kusseren Schirm 6· Die Spannungeableitung wird dadurch erreicht« dass ein oder mehrere Lagen isolierenden Bandes 9 so auf die Isolation 7 aufgebracht oder auf einen Träger, z.B. eine Rühre oder OehKuse 8 gewickelt ist« dass eine Reihenschaltung aus Kondensatoren

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•rreioht wird, Bin· Platt· des Kondensators an einem find· der Bandsehieht st«ht mit der Hochspannung und eine Platt· des anderen Endes der Bandeohioht steht mit Erdpotentilja in Verbindung. Di· Kapazität dar Kondensatoren ist so gewählt, dass ein· gleichmäesige Spannungsverteilung entlang dar Durchführung gewährleistet ist.

In Fig. 5 und 6 sind andere Bandausbildungen gezeigt, um eine Reihenschaltung von Kondensatoren zu erhalten. Pig.5 zeigt dabei ein Band lo, bei de» die Elektroden 11 so auf beiden Seiten des Bandes zueinander angeordnet sind, dass sloh, ohne HlnzufUgung von Verbindungsleitungen, eine Reiheneohaltung von Kondensatoren ergibt· In Flg. 5b besteht das Band Io aus zwei Teilen, um die Herstellung zu erleichtern. Wenn es nötig ersoheint, kann auf das Band Io mit den Elektroden 11 eine weitere Isolation durch ein Trägerband 12 aufgebracht werden, entweder nur auf eine Seite oder auoh auf beide.

Fig. 6 zeigt ein Band lo, welches nur auf einer Seite Elektroden 11 trägt. Wenn dieses Band Io aufgewickelt wird, entsteht zwangsläufig eine Reihenschaltung aus Kondensatoren. Die Kapazität der Kondensatoren hängt von der Länge der Elektroden 11, dem Umfang des Körpers auf den das Band Io gewiokelt ist und der Steigung der Windungen ab. Zwei solcher Bänder kennen beispielsweise xueautaengesetzt warden, um die Bandauebildung in Fig· 5b zu ergeben·

Die Elektroden 11 können eine metallische oder eine haTbieitiende Folie sein oder aus einer aufgedampften oder aufgesprühten Schicht bestehen.

In Fig· 7 ist eine weitere Bandwiokelart der Erfindung dargestellt, bei der die schon beschriebenen Binder aus Fig· 5 und 6 auf einen Xrael 13 aus Isoliermaterial ge-

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wickelt sind. Der fertig bewickelte KnMl 13 wird ttuin um die Isolation gefaltet, damit die Induktivität der Anordnung ausgeschaltet oder verringert wird.

Die Anordnung zur Spannungsherabsetzung kann bei Bedarf imprägniert werden, entweder duroh die Herstellung als zusätzliches Teil mit passenden Anschlüssen oder durch den Einbau in den äusseren Schirm der Durchführung.

Das elektrische Isoliermaterial der Anordnung zur Spannungsherabsetzung sollte das gleiche sein, wie das für die gesamte Durohführung verwendete. Wenn «ta hochwertiges Filmmaterial benutzt wird, lässt sich das kleinstmugliohe Volumen erreichen»

Der erfindungsgemässe Spannungsschutz lässt sieh nicht nur bei der beschriebenen Hoohspannungsdurohführung verwenden, sondern auoh bei anderen Teilen von elektrischen Geräten, wie Stützisolatiren, Verbinder und ähnlichem·

Ss ist möglich, dass zwei oder mehrere parallel geschaltete Bänder in Schichten zusammengefasst werden, damit die Kapazität der Anordnung erhöht wird. Wenn Jedoch alle Bänder So mit der gleichen Windungsriohtung gewickelt werden, ergibt sieh eine zu hohe Induktivität« Diese unerwünschte Wirkung kann durch Wickeln der einzelnen Lagen mit entgegengesetztem Sinn vermieden werden. Auoh die Ausbildung naoh Fig. 7 beseitigt das Auftreten von Induktivitäten.

6 Patentansprüche

5 Blatt Zeichnungen mit 7 Figuren

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Claims

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Patentansprüche

1. Anordnung tür kapazitiven Spannung·« und Feldverteilung an elektrischen Isolatoren, Insbesondere StUtzlsolatoren, Durchführungen und Kabelendvcrbindern, dadurch gekannttlohnet. dass ein isolierendes Band (9* 1·) alt Elektroden (11) versehen zwischen den die Hochspannung führendem Leiter (1) und Erdpotential auf die Isolierung aufgebracht und dadurch eine Reihenschaltung von Kondensatoren gebildet wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1« dadurch gekennzeichnet» dass das Band in seiner Längsrichtung mit Kondensatoren versehen ist« die untereinander zu einer Reihenschaltung verbunden sind·

5· Anordnung nach Anspruch 1« dadurch gekennzeichnet» dass das Band (lo) in seiner Längsrichtung Elektroden (11) trägt, die nach dem Aufwickeln eine Reihenschaltung von Kondensatoren bilden.

4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet« dass das Band in oder auf einem speziellen Stützteil, beispielsweise einen Gehäuse (8)« aufgebracht ist·

5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Bandsehiohten, die gleich oder entgegengesetzt gewiekelt sein können, verwendet werden»

6. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4« dadurch gekennzeichnet» dass das Band abschnittsweise mit wechselndem Wiokelslnn auf die Isolierung aufgebracht ist.

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