DE1807996A1 - Single conductor converter - Google Patents

Description

Einleiterwandler Die Erfindung betrifft einen Einleiterwandler für den Einbau in einen auf Niederspannungspotential liegenden zylindrischen Teil einer mit Isoliergas gefüllten Metallkapsel. Dabei ist vornehmlich an den Einbau des Wandlers in eine vollisolierte metallgekapselte Ho-chspannungs-Schaltalllage gedacht. Für die Hochspannungsisolation der verschiedenen Einrichtungen dernrtiger Schaltanlagen verwendet man bekanntlich in zunehmendem IlaBe Isoliergas, beispielsweise elektronegative Gase.Single-line converter The invention relates to a single-line converter for installation in a cylindrical part of a metal capsule filled with insulating gas. The main focus is on installing the converter A fully insulated, metal-encapsulated high-voltage switchgear layer. For the high-voltage insulation of the various devices of such switchgear It is known that insulating gas, for example electronegative gas, is used increasingly in IlaBe Gases.

Um Schwierigkeiten bei einem derartigen Einsatz eines Sinleiterwandlers in einer mit Isoliergas gefüllten Metallkapsel zu vermeiden ist erfindungsgemäß ein Einleiterwandler dadurch gekennzeichnet, daß Kerne und Sekundärwicklungen des Wandlers durch eine allseitige Umhüllung aus elektrisch isolierendem Material geschützt sind, die zumindest im Bereich ihrer innercn Umfangsfläche einen auf Niederspannungspotential liegenden halbleitenden Belag trägt und auf ihren stirnseitigen Bereichen eine Aquipotentialfläche des elektrischen Feldes bildend abgerundet ist, und deren Isolationswirkung für die Niederspannung bemessen ist, während die Hochspannungsisolation durch das Isoliergas gebildet ist, Es kann also nicht zu T eilentladungen in dem von dem Isoliergab gefüllten Raum kommen, die ihrerseits zur Zersetzung des Icoliergases führen können. Wie sich gezeigt hat, können Zersetzungsprodukte des Isoliergases, wie sie beispielsweise bei Teilentladungen infolge vorspringender potent ialführender Kanten auftreten, zu Beschädigungen der aktiven Wandlerteile folge Korrosion derselben führen. Dieser spezicll bei der Verwendung von Isoliergasen als Hochspannungsisolation auftretenden Gefahr wirkt die erfindungsgemäße Konstruktion auf wei Wegen entgegen: Durch die Pormgebung der Umhüllung mit dem sie bedeckenden halbleitenden Belag wird der Zersetzung des Isoliergases infolge von Teilentladungen entgegengewirkt; durch die Umhüllung der Kerne und der Sekundärwicklungen des Wandlers mit einem Isoliermaterial wird eventuell durch andere Vorgänge in der Anlage entstandenen korrosionsfö.rdernden Bestandteilen des Gases der Zutritt zu den aktiven Wandlerteilen verwehrt.About difficulties with such a use of a single-phase converter According to the invention, it is to be avoided in a metal capsule filled with insulating gas a single conductor converter characterized in that cores and secondary windings of the The converter is protected by an all-round covering made of electrically insulating material are which, at least in the area of their inner circumferential surface, have a low-voltage potential lying semiconducting coating and carries an equipotential surface on their frontal areas of the electric field is rounded, and its insulating effect for the low voltage is dimensioned, while the high voltage insulation by the insulating gas is formed, so there can be no partial discharges in the filled by the Isoliergab Space come, which in turn can lead to the decomposition of the Icolier gas. How yourself has shown, decomposition products of the insulating gas, such as those for example occur in the case of partial discharges as a result of protruding potential-carrying edges, damage to the active converter parts follow corrosion of the same to lead. This especially when using insulating gases as high-voltage insulation The construction according to the invention counteracts occurring danger in two ways: Due to the shape of the envelope with the semiconducting coating that covers it counteracts the decomposition of the insulating gas as a result of partial discharges; by encasing the cores and secondary windings of the transducer with an insulating material may promote corrosion caused by other processes in the system Components of the gas are denied access to the active converter parts.

Diese günstigen Eigenschaften werden in vorteilhafter Weise ohne Vergrößerung des Aufwandes für die Hochspannungsisolation erzielt, da die Isolationswirkung der Umhüllung nur für die Hiederspannung bemessen ist und die Umhüllung dünn ausgeführt scin kann, während ~die Hochspannungsisolation von dem Isoliergas vorgenommen wird. GrundsaZzlich kann man die Isolationsbeanspruchung der Umhüllung dadurch noch herabsetzen, daß den halbleitenden Belag die Umhüllung allseitig, also auch auf ihrer äußeren Mantelfläche, umgeben läßt, so daß bei Vorsehen einer leitenden Verbindung zwischen den Sekundär wicklungen des Wandlers einerseits und dem halble'itenden Belag andererseits in dem Material der Umhüllung kein Spannungsabbau erfolgt. in diesem Falle muß das Isoliergas auch den Spannungsabbau zwischen dem Potential der Sekundärwicklungen einerseits und dem Niederspannungspotential des zylindrischen Teiles andererseits vornehmen.These beneficial properties are advantageously used without magnification the effort for the high-voltage insulation achieved, since the insulation effect of the Sheath is only dimensioned for the low voltage and the sheath is made thin can scin while the high-voltage insulation is carried out by the insulating gas. In principle, the insulation stress on the envelope can be reduced by that the semiconducting coating covers all sides, including on its outer surface Casing surface, can be surrounded, so that when a conductive connection is provided between the secondary windings of the converter on the one hand and the semiconducting coating on the other there is no stress reduction in the material of the envelope. in this case it must Insulating gas also reduces the voltage between the potential of the secondary windings on the one hand and the low voltage potential of the cylindrical part on the other make.

Der erfindungsgemäße Wandler ist also nicht mit einer geschichteten Isolation aus einer festen Isolationsschicht und einer gasförmigen Isolation ausgerüstet, wie dies bei dem aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1 983 585 bekannten induktiven Gerät der Fall ist. Dort wird ein aus Gießharz bestehender Hohlkörper verwendet, in dessen Wandung eine Sekundärwicklung eingegossen ist und der gegenüber einem Primärleiter durch eine weitere Isolation, beispielsweise ein Gas, isoliert ist; dabei ist die Schicht aus Isoliergas so bemessen, daß sie die betriebsspannung hält, während die geschichtete Isolation aus Gießharz und Isoliergas zusammengenommen für die Prüfspannung ausgelegt ist.The transducer according to the invention is therefore not layered with one Insulation made up of a solid insulation layer and a gaseous insulation, as is the case with the inductive known from the German utility model 1 983 585 Device is the case. There is one made of cast resin Hollow body used, in the wall of which a secondary winding is cast and the opposite a primary conductor by further insulation, for example a gas is; the layer of insulating gas is dimensioned in such a way that it maintains the operating voltage holds while the layered insulation made of cast resin and insulating gas taken together is designed for the test voltage.

Die Erfindung unterscheidet sich ferner auch dann, wenn gemäß ihrer bevorzugten Ausbildung die Umhüllung durch einen Gießharz-Vollverguß gebildet ist, von dem Gießharzwandler nach den deutschen Gebrauchsmuster 1 767 896, bei den. die aktiven Wandlerteile mit einem Isoliergas isoliert innerhalb einer auch dieses aufnehmenden gasdichten liallc liegen. Diese lülle hat die Aufgabe, beim Umgießen mit einem Gießharz das Eindringen desselben in den v&n dem Isoliergas gefüllten Bereich zu verhindern. Weiterhin enthält auch dieses Gebrauchsmuster keinen Hinweis auf die bei dem Einbau eines Einleiterwandlers in eine Metallkapsel auftretenden Probleme.The invention also differs when according to its preferred design the envelope is formed by a cast resin full encapsulation, of the cast resin converter according to the German utility model 1 767 896, at the. the active converter parts insulated with an insulating gas within a also receiving this gastight liallc lie. This lülle has the task of casting resin around it to prevent the same from entering the area filled with the insulating gas. Furthermore, this utility model does not contain any reference to the installation of a single-phase transducer in a metal capsule.

Selbstverständlich ist die Abrundung von Isolationsschichten mit aufgebrachten leitenden oder halbleitenden Belägen an sich bekannt; dieses eine Merkmal des erfindungsgemäßen Wandlers löst aber in Rahmen des Einbaues aes Wandlers in eine gasgefüllte Metallkapsel auftretende spezielle Probleme.It goes without saying that the insulation layers are also rounded off conductive or semiconductive coatings known per se; this one feature of the invention However, the converter is released in the context of the installation of a converter in a gas-filled metal capsule special problems encountered.

Die Umhüllung kann auch aus einem anderen geeigneten Isoliermaterial hergestellt sein. Es empfiehlt sich jedoch, hierfür ein mechanisch steifes Material zu verwenden, da man dann einfache Mittel zur Befestigung der aktiven Wandlerteile in dem zylindrischen Teil der Metallkapsel verwenden kann. So zeichnet Cii eine zweckmäßige dementsprechende Weiterbildung des erfindungsgemäßen Wandlers dadurch aus, daß die Umhüllung auf nur einem ihrer stirnseitigen Bereiche Befestigungsbuchsen zur Festlegung der von ihr umhüllten Kerne und Wicklungen in dem zylindrischen Teil trägt, während ihr äußerer Umfang nahe dem anderen stirnseitigen Bereich Ausnehmungen für Federn zum Abstützen gegen die Innenrand des zylindrischen Teiles aufweist. Diese Art der Festlegung bietet außer. der IIöglichkeit der Verwendung sehr einfacher Festlegungsmittel den betriebsmäßigen Vorteil, daß Wärmeausdehnungen des Wandlers im Betrieb nicht zu mechanischen Spannungen.führen können. Die aktiven Teile des Wandlers sind nämlich dann nur iI:l Bereich der einen Stirnseite der gasdichten Umhüllung fest, im übrigen jedoch in Richtung der Acbse des zylindrischen Teiles der Metallkapsel verschiebbar gelagert.The sheathing can also be made from another suitable insulating material be made. However, it is advisable to use a mechanically stiff material for this to use, since you then have simple means of attaching the active converter parts can use in the cylindrical part of the metal capsule. This is how Cii draws one expedient corresponding development of the converter according to the invention thereby from that the casing on only one of its frontal areas fastening bushes to define the cores and windings in to the cylindrical part, while its outer circumference is close to the other end face Area recesses for springs to support against the inner edge of the cylindrical Has part. This type of setting offers besides. the possibility of use very simple fixing means the operational advantage that thermal expansion of the converter cannot lead to mechanical stresses during operation. The active ones Parts of the transducer are then only in the area of one end face of the gas-tight Wrap solid, but otherwise in the direction of the axis of the cylindrical part the metal capsule mounted displaceably.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Einleiterwandlers lassen die Figuren 1 und 2 erkennen. Dabei zeigt Figur 1 die Ansicht des Wandlers von der Stirnseite her, während Figur 2 einen um 900 dazu versetzten Mittelschnitt wiedergibt.Let an embodiment of the single-conductor converter according to the invention Figures 1 and 2 recognize. Figure 1 shows the view of the converter from the Front side, while FIG. 2 shows a center section offset by 900.

Der Wandler befindet sich innerhalb des zylindrischen Teiles 1 einer in übrigen nicht dargestellten, mit Isoliergas gefüllten Ilettlllkapsel. In diesem Ausführungsbeispiel ist innerhalb der gasdichten Umhüllung 2, die konzentrisch zu dem Primärleiter 3 des Wandlers angeordnet ist und die halbleitende lackschicht 4 trägt, ein Kern 5 mit einer Sekundärwicklung 6 vorhanden; verständlichercise kann auch eine andere Zahl von Kernen und Sekundärwicklungen vorliegen.The transducer is located within the cylindrical part 1 of a in the rest of the Ilettlllkapsel, not shown, filled with insulating gas. In this Embodiment is within the gas-tight envelope 2, which is concentric to the primary conductor 3 of the transducer is arranged and the semiconducting lacquer layer 4 carries a core 5 with a secondary winding 6; understandablecise can there are also a different number of cores and secondary windings.

Die Verwendung einer halbleitenden Schicht 4 bietet gegenüber dorjcnigen einer leitenden, z.B. metallischen Schicht den Vorteil, daß keine zusätzlichen Maßnahmen zur Vermeidung einer Kurzschlußwindung getroffen zu werden brauchen.The use of a semiconducting layer 4 offers compared to dorjcnigen a conductive, e.g. metallic, layer has the advantage that no additional measures need to be taken to avoid a short-circuit turn.

In diesem Ausführungsbeispiel ist die gasdichte Umhüllung 2 durch einen Gießharz-Vollverguß hergestellt. Die stirnseitigen Bereich des Vergusses sind bei 7 und 8 äbgerundet, um dem Entstehen von Teilentladungen und damit der Zersetzung des Isoliergases vorzubeugen. Ferner erkennt man bei 9 eine eingegossene Gewindebuchse, dio zur Befestigung des Vergusses 2 mit den von ihm umgebenen aktiven Wandlerteilen in dem zylindrischen Teil 1 dien. Hierzu sind in dem zylindrischen Teil 1 flanschartige Befestigungsstücke 10, vorzugsweise drei gleichmäßig über den Umfang verteilt, vorgesehen, an denen der eigentliche Wandler mittels Schrauben 11 befestigt ist, denen jeweils eine eingegossene Gewindebuchse zugeordnet ist.In this embodiment, the gas-tight envelope 2 is through a cast resin full potting made. The frontal area of the potting are Rounded off at 7 and 8 to prevent partial discharges and thus decomposition of To prevent insulating gas. Furthermore, one recognizes at 9 a cast Threaded socket, dio for fastening the potting 2 with the active surrounding it Converter parts in the cylindrical part 1 serve. For this purpose are in the cylindrical Part 1 flange-like fastening pieces 10, preferably three evenly over the Scope distributed, provided on which the actual converter by means of screws 11 is attached, each of which is assigned a cast threaded bushing.

Um Abmessungsänderungen durch Temperaturänderungen Rechnung zu tragen, weist die Umhüllung 2 auf ihrer äußeren Mantelfläche nahe dem anderen stirnseitigen Bereich Ausnehmungen 12 auf, die im in das Teil 1 eingesetzten Zustand des Wandlers zur Aufnahme von Blattfedern 13 dienen, die, mittels Schraubern 14 an dem zylindrischen Teil 1 befestigt, eine Abstützung des wandlers in radialen Richtungen vornehmen.In order to take account of dimensional changes due to temperature changes, has the casing 2 on its outer surface close to the other end face Area of recesses 12, which in the inserted in the part 1 state of the transducer serve to accommodate leaf springs 13, which, by means of screwdrivers 14 on the cylindrical Part 1 attached, make a support of the transducer in radial directions.

Eingegossen in die Gießharzschwarte 2 sind ferner die Sekundärklemmen 15 des Wandlers.The secondary clamps are also cast into the cast resin rind 2 15 of the converter.

4 Ansprüche 2 Figuren4 claims 2 figures

Claims (4)

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Einleiterwandler für den Einbau in einen auf Niederspannungspotential liegenden zylindrischen Teil einer mit Isoliergas gefüllten Metallkapsel, da d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß Kernc (5) und Sekundärwicklungen (6) des Wandlers durch c-ine allseitige Umhüllung (2) aus elektrisch isolierenden Material geschützt sind, die zumindest im Bereich ihrer inneren Umfangsfläche einen auf Niederspannungspotential liegenden halbleitenden Belag (4) trägt und auf ihren stirnseitagen Bereichen (7,8) eine Äquipotentialfläche des elektri-£chen Feldes bildend abgerundet ist, und deren Isolationswirkung für dic Niederspannung bemessen ist, während die Hochspannungsisolation durch das Isoliergas gebildet ist. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Single-conductor converter for installation into a cylindrical part with insulating gas which is at low voltage potential filled metal capsule, because d u r c h e k e n n n z e i c h -n e t that core c (5) and secondary windings (6) of the converter through c-ine all-round sheathing (2) electrically insulating material are protected, at least in the area of their inner circumferential surface a semiconducting one lying at low voltage potential Covering (4) carries an equipotential surface on its frontal areas (7, 8) of the electrical field is rounded to form, and its insulating effect for dic low voltage is dimensioned, while the high voltage insulation by the insulating gas is formed. 2. Einleiterwandler nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h ii e t, daß die Metallkapsel Teil einer metallgekapselten vollisolierten Hochspannungs-Schaltanlage ist.2. Single conductor converter according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h ii e t that the metal capsule is part of a fully insulated metal-encapsulated High voltage switchgear is. 3. inleiterwandler nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z c i c h n e t, daß die Umhüllung durch einen Gießharz-Vollverguß (2) gebildet ist.3. in-line converter according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z c i c h n e t that the casing is formed by a cast resin fully encapsulated (2) is. 4. Einleiterwandler nach einem der Ansprüchc 1 bis 3, d a d u r ch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Umhüllung (2) auf nur einem ihrer stirnseitigen Bereiche (7) Befestigungsbuchsen (9) zur Festlegung der von ihr umhüllten Kerne (5) und Wicklungen (6) in dem zylindrischen Teil (1) trägt, während ihr äußerer Unfang nahe dem anderen stirnseitigen Bereich (8) Ausnehmungen (12) für Federn (15) zum Abstützen gegen die Innenwand des zylindrischen Teiles (1) aufweist.4. Single conductor converter according to one of claims 1 to 3, d a d u r ch it is not noted that the casing (2) is on only one of its end faces Areas (7) fastening sockets (9) for fixing the cores encased by it (5) and windings (6) in the cylindrical part (1) carries while its outer Near the other end area (8) recesses (12) for springs (15) for supporting against the inner wall of the cylindrical part (1). L e e r s e i t eL e r s e i t e