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Kombinierter Strom- und Spannungswandler Die Erfindung bezieht sich
auf einen kombinierten Strom-und Spannungswandler, dessen Teilwandler elektrisch
und magnetisch voneinander getrennt sind und bei dem der eine Tejiwandler mindestens
im Abstand der Schlagweite der zu messenden Hochspannung über dem anderen Teilwandler
angeordnet ist.
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Derartige Kombinationswandler weisen das Hauptmerkmal auf 1 daß sie
die Einzelwandler konstruktiv vereinigen, woraus in der Regel eine Einparung an
benötigtem A*fsteliraum, an J?ertigungsaufwand und an der Zahl er erforderlichen
Bauelemente resultiert. Sie sind schon seit langem Stand der Technik.
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So sind beispielsweise Kombinationswandler bekannt, deren Einzeiwandler
in mit einem flüssigen Isoliermittel gefüllten Räumen, beispielsweise in getrennten
Porzellanisolatoren angeordnet sind, wobei diese Räume über getrennte Leitungen
für das flüssige Isoliermittel mit einem gemeinsamen Ausdehnungsgefäß für dieses
verbunden sind. Diese Anordnung erfordert allein zwei Isolatoren, wodurch sich sowohl
der Fertigungsaufwand als auch der Platzbedarf für die Wandleraufstellung beträchtlich
erhöht.
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Ferner ist ein kombinierter 8trom- und Bpannungswandler bekannt, bei
dem die elektrisch und magnetisch voneinander getrennten aktiven Teile der beiden
Wandler in einem von einem Stützisolator mit einer metallischen Haube und einem
metallischen Fuß gebildeten Gehäuse übereinander angeordnet sind, in welchem die
belden zur Aufnahme der Ausleitungen der beiden Wandler erforderlichen Durchführungen
nebeneinander in entgegengesetzten Richtungen verlaufend liegen. Bei diesem Kombinationswandler
sind die Durchführungen zwar in einem geineins£men Stützisolator untergebracht,
aber noch immer für beide Wandler getrennt angeordnet. Die Durchführungen müssen
also nach wie vor getrennt gefertigt werden, und der Stützisolator muß entsprechend
groß ausgelegt werden. Betrachtet man den Stützisolator etwa in seiner Mitte im
Querschnitt, so sieht man
deutlich, daß wegen der nebeneinanderliegenden
Durchführungen erhebliche Zwickelräume entstehen, die nicht tiUS-genützt sind. Die
Stützisolatoren müssen also unverhältnismäßig groß dimensioniert werden, was ihre
Kosten steigert und zudem den Platzbedarf zur Aufstellung erhöht.
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Die Aufgabe,Fertigungsaufwand und Platzbedarf auf ein Minimum herabzudrücken,
wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die beiden Teilwandler durch eine einzige
Durchführung miteinander verbunden sind. In vorteilhafter Weise ist die Durchfiihrung
so ausgebildet, daß sie aus einer Innendurchführung und einer zu dieser konzentrisch
angeordneten Außendurchführung besteht, daß ferner Jeweils die volle Potentialdifferenz
durch die Innendurchführung iiberwiegend in radialer Richtung und durch die Außendurchführung
in an sich bekannter Weise sowohl in radialer als auch in axialer Richtung gesteuert
wird, daß weiterhin die Innen- und Außendurchführung eine gemeinsame leitende, rohrzylinderförmige
Schicht besitzen und daß schließlich die Innenoberfläche der Innendurchführung und
die Außenoberfläche der Außendurchführung an der Stelle des größten Durchführungsdurchmessers
das gleiche Potential aufweisen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
für
einen Kombinationswandler, bei dem der Stromwandler über dem Spannungswandler angeordnet
ist, wird die leitende Schicht zwischen Innen- und Außendurchführung zur Ausleitung
der hochspannung zum Spannungswandler benutzt. Die Innenoberfläche der Durchführung
sowie ihre Außenoberfläche an der Stelle des größten Durchmessers befinden sich
dann auf des Potential Null.
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Umgekehrt erhält die leitendo Schicht zweckmäßig Erdpotential für
eine Ausführungsform, bei der der ßpannungswandler oben liegt und der Stromwandler
unten.
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Wegen der im Inneren der Durchführung befindlichen Zuleitung zur Primärwicklung
des unten liegenden Stromwandlers, die sich auf Hochspannungspotential befindet,
liegen die Innenoberfläche der Durchführung und ihre Außenoberfläche an der Stelle
des größten Durchmessers ebenfalls auf Hochspannungspotential. Die leitende Schicht
weist damit Erdpotential auf.
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In einer für die Aufstellung im Freien besonders geeigneten Weise
ist die Durchführung in an sich bekannter Weise in einem Stützisolator untergebracht,
der auf einem, den unteren Teilwandler enthaltenden und als Wandlersockel dienenden,
Gehäuse aufsitzt und am oberen Ende den oberen Teilwandler und einen Ausdehnungskörper
für die Isolierflüssigkeit trägt.
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In einer für die Benutzung in Innenräumen vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung ist die Durchführung in an sich bekanntar Weise aus einen mit vergießbarei
Kunststoff getränkten und aushärtbaren Papierwickel hergestellt. Diese nach dem
Äuahärten außerordentlich reste und hohen elektrischen und nechanischen Beanspruchungen
standhaltende Durchführung trägt einen ebenfalls in Kunstharz eingegossenen Teilwandler
an seinem oberen Ende und ist auf einen ebenso isolierten unteren Teilwandler aufgesetzt
und mit beiden Teilwandlern derart vergossen, daß ein durchgehender fester, alle
elektrischen und mechanischen kräfte aufnehiender Kunstharzkörper entsteht.
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Um eine nöglichst gering Bauhöhe su erzielen, ist in einer Ausführungsform
mit oben liegenden Strom- und unten liegendem Spannungswandler dieser zweckmäßig
seitlich vom unteren, in das Gehäuse hineinragenden Ende der Durchführung in einer
Ausbauchung des Gehäuses untergebracht und der mit vergießbarei tunstharz umgossene
Stromwandler auf den Stützisolator aufgesetzt. Werner trägt der Stromwandlerumguß
noch einen Ausdehnungskörper für die Isolierflüssigkeit.
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Nunmehr soll die Erfindung anhand der Pigur noch näher erläutert werden.
Sie zeigt eine Ausführungsform des
Kombinationswandlers mit sllen
Einzelheiten. Der Wandler trägt an seinem Kopf einen Stromwandler, dessen Kerne
1 mit der Sekundärwicklung 2 unwickelt sind. Zwischen der Gießharzisolation 4, die
für Hochspannung ausgelegt ist, und der Sekundärwicklung 2 befindet sich ein geerdeter
Abschirmbelag 3. Die Primärwicklung 5 mit den Anschlußbolzen K und L ist ebenfalls
in einen Gießharzusguß 6 eingebettet. Auf dem Stromwandler ist ein Membrankörper
7 als Ausdehnungskörper für die Ölfüllung angeordnet. Eine Abdeckhaube 7a schützt
den Membrankörper 7 vor Beschädigungen, der sich gegen die Kraft der Federn 7b ausdehnen
kann.
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Die Gießharz-Hochspannungsisolation 4 des Stromwandlers besitzt einen
sngegossenen Flansch, mit dem der Stromwandler auf dem 8tützisolator 9 aufsitzt.
Gleichzeitig ragt der trichterförmige Stumpf der Gießharz-Hochspannungsisolation
4, in deren Mitte ein Kanal für die Sekundärableitung 12 des Stromwandlers freigelassen
ist, in eine trichterförmige Offnung der Durchführung 10, 11 hinein, welche in dem
Stützisolator 9 untergebracht ists Die Verbindung zwischen dem Inneren des ölgefüllten
Stützisolators 9 und dem Membrankörper 7 stellt die Öl-Verbindungsleitung 8 her.
Die Innenoberfläche 11a der Durchführung 10, 11, die die Ausleitung 12 der Sekundärwicklung
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des Stromwandlers einschließt, befindet sich auf Erdpotential. Die leitende Schicht
10a, als leitender Belag der Innendurchführung 10 ausgeführt, steht auf Hochspannungspotential
und dient als Ausleitung für die Spannungswandler-Primärwicklung 14. Am unteren
Ende des Leitbelags 10a, etwa in der Mitte des trichterförmig ausgebildeten Endes
20 der Durchführung 10, 11, ist mit dem Leitbelag 10a der Hochspannungsanschluß
13 galvanisch verbunden, der zur Spannungswandler-Primärwicklung 14 führt. Diese
sowie der Spannungswandlerkern 16 und de Sekundärwicklung 15 des Spannungswandlers
sind seitlich vom unteren Ende 20 der Durchführung 10, 11 in einem den Wandlersockel
bildenden Gehäuse 19 untergebracht, der außer den aktiven Teilen die ail die Durchführung
10, 11 anschließende, im einzelnen nicht näher bezeichnete Isolation des Spannungswandlers
enthält. Außerdem ist an seiner Seite der Klemmenkasten 18 für die Bürdenanschlüsse
angeordnet, und sein Boden 17 ist mit Fußbefestigungen und Bohrungen für Transportachsen
ausgestattet.
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Selbsverständlich ist es auch mögich, den Spannungswandler oben und
den Stromwandler unten anzuordnen.
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Für diesen Fall ist die auf Hochspannungspotential stehende Stromwandlerausleitung
zur unten liegenden
Stromwandle-Primärwicklung in der Mitte der
Durchführung 1O, 11 ungeordnet, und den Innenoberflache 11& weist demzufolge
Hochspannungspotential auf. Die Potentialvarteilung an der Durchführung ist hier
genau umgekehrt: Die leitende Schicht ist auf Erdpotential und schlieXt in geeigneter
Form die Sekundärausleitung der Spannungswandlerwicklung ein.
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Die Erfindung bringt eine Reihe ton Vorteilen mit sich, von denen
nachstehend nur die wichtigsten genannt seien: Zunächst ergibt sich eine beträchtliche
Raumersparnis beim Stützisolator, der nun nicht mehr , wie im Stand der Technik
ausgeführt, zwei nebeneinander liegende Durchführungen umschließt, sondern nur noch
eine. Die überflüssigen Zwickelräume entfallen, und der Isolatorraum wird besser
ausgenutzt. Damit ergibt sich. daß im Durchmesser klatnero Isolatoren gewählt werden
Irönnen.
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Ferner kann die Herstellung der Durchführungen wesentlich vereinfacht
werden, da nunmehr für Jeden olbinations.
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wandler nur noch eine Durchführung statt bisher zwei gewickelt werden
müssen. Zwar iat diese eine Durchführung stärker ii Durchmeeser als die bisher einzeln
hergestellten, aber insgesamt ergibt sich eine beträchtliche Verminderung
des
Fertigungsaufwandes, da die Fertigungseinrichtungen besser ausgenutzt werden können.
Diese bessere Ausnützung wirkt sich insbesondere bei Wandlern aus, deren Durchführungen
zur Innenraumaufstellung mit Gießharz vergassen sind. Hier wirkt sich die Tatsache
besonders günstig aus, daß zwischen den Teilwandlern nur noch ein Stützerelement
benötigt wird. Schließlich ist bei der Anwendung der Erfindung auch die Möglichkeit
gegeben, die Hauptteile des Wandlers, also Spannungswandler, Durchführung und Stromwandler,
konstruktiv so auszubilden, daß für eine eventuell erforderliche Trennung der Hauptteile
voneinander keine zusätzliche Isolierarbeit erforderlich wird. Mit Hilfe bekannter
Isolierbarrierensysteme sind damit bei ölgefüllten Wandlern Bauarten möglich, bei
denen dio Hauptteile lösbar miteinander verbunden sind. Diese Möglichkeit ist bei
Kombinationswandlern mit nebeneinander liegenden Durchführungen nicht gegeben, da
diese nicht ineinandergreifen.
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9 Seiten Beschreibung 7 Patentansprüche 1 Blatt Zeichnung mit 1 Figur