DE2325445A1

DE2325445A1 - Spannungswandler fuer eine mehrere hochspannungsleiter fuehrende hochspannungsschaltanlage

Info

Publication number: DE2325445A1
Application number: DE19732325445
Authority: DE
Inventors: Bishwarup Dr Ing Chaudhuri
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-05-17
Filing date: 1973-05-17
Publication date: 1974-12-05
Also published as: JPS5342101B2; JPS5018948A; DE2325445B2

Description

Spannungswandler für eine mehrere Hochspannungsleiter führende Bochspannungsschaltaulage Die Erfindung bezieht sich auf einen Spannungswandler für eine mehrere Hochspannungsleiter führende, gas oder flüssigkeitsisolierte Hochspannungsschaltanlage.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spannungswandler für eine mehrere Hochspannungsleiter führende Schaltanlage zu schaffen, der sich mit geringem AuSwalld herstellen läßt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Spannungswandler der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß in einem einzigen Stützisolator für die Hochspannungsleiter jedem Hochspannungsleiter mindestens eine Elektrode zugeordnet, die mit dem jeweiligen Hochspannungsleiter einen Oberspannungskondensator jeweils eines kapazitiven Spannungsteilers mit jeweils einem Unterspannungskondensator mit nachgeordnetem Verstärker bilden.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Spannungswandlers besteht vor allem darin, daß kein zusätzlicher Isolierk6rper zur Aufnahme der Elektroden zur Bildung jeweils eines Oberspannungskondensators benötigt wird, da ein einziger zur Halterung der Hochspannungsleiter in der Metallkapsel erforderlicher Stützisolator zur Aufnahme der Elektroden mitverwendet wirde Zur Anordnung der Elektroden bedarf es daher bei dem erSindungs gemäßen Spannungswandler keines zusätzlichen Isolierkörpers9 was sich vorteilhaft auf die Herstellungskosten auswirkt.
Ais besonders vorteilhaft erweist sich der erfindungsgemäße Spannungswandler dann, wenn die Elektroden auf einander entsprechenden Äquipotentialflächen der elektrischen Melder zwischen dem Hochspannungsleiter und der Metallkapsel angeordnet sind. Diese Anordnung der Elektroden hat den Vorteil, daß durch ihre Einbettung in den einzigen Stützisolator keine Feldveränderungen im Bereich des Stützisolators hervorgerufen werden, so daß die durch eine entsprechende Formgebung des Stützisolators erzielte günstige Feldverteilung im Bereich des Stützisolators durch die eingebetteten Elektroden nicht beeinflußt wird.
Die Anordnung der Elektroden innerhalb einander entsprechender iSquipotentialflächen der elektrischen Felder gestattet es auch, die Elektroden in vorteilhafter Weise so auszubilden, daß sie außerhalb des Stützisolators liegende Bereiche aufweisen; es lassen sich also bei dem erfindungsgemäßen Meßwandler selbst bei einem verhältnismäßig dünnwandigen Stützisolator Elektroden mit einer verhältnismäßig großen Oberfläche einsetzen, was sich günstig auf die Größe der Kapazität des jeweils von den Elektroden und dem zugeordneten Hochspannungsleiter gebildeten Oberspannungskondensators auswirkt.
Die im Stützisolator eingebetteten Elektroden sindin vorteilhafter Weise über innerhalb des Stützisolators verlaufende Verbindungsleitungen mit dem j eweili gen Unterspannungskondensator verbunden; der meist außerhalb der Metallkapsel angeordnet ist. Insbesondere dann, wenn in vorteilhafter Weise die Verbindungsleitungen jeweils von mehreren, in dem Stützisolator eingebetteten Steuerelektroden umgeben sind, die aus Jeweils einem an einer Stelle offenen Ring bestehen, und die Steuerelektroden jeweils in unterschiedlichen Äquipotentialflächen der elektrischen Felder zwischen den Hochspannungsleitern und der Metallkapsel angeordnet sind, besteht die vorteiShafte Möglichkeit, die Elektroden verhältnismäßignahe an dem Hochspannungsleiter anzuordnen, weil durch die von Steuer elektroden umgebenen Verbindungsleitungen keine Beeinträchtigung des Verlaufs der elektrischen Feldlinien im Bereich des Stützisolators hervorgerufen wird. Gemäß der Brfindung lassen sich also die Elektroden bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Spannungswandlers in unterschiedlichen Abständen von den Hochspannungsleitern anordnen, so daß die Möglichkeit gegeben ist, den Oberspannungskondensatoren die jeweils gewünschte Kapazität zu geben.
Meistens enthält eine Hochspannungsschaltanlagenicht nur einen einzigen Stützisolator, sondern mehrere über die Anlage verteilte Stützisolatoren zur Halterung der Hochspannungsleiter in der Metallkapsele Bei einer solchermaßen ausgebildeten Hochspannun'gsschaltanlage kann es zur Vergrößerung der Kapazität der Oberspannungskondensatoren vorteilhaft sein, in mehreren Stützisolatoren jeweils Elektroden einzubetten und die Verbindungsleitungen einander entsprechender Elektroden verschiedener Stützisolatoren zur Gewinnung von Oberspannungskondensatoren mit großer Kapazität jeweils miteinander zu verbinden bzw. die einander entsprechenden Verbindungsleitungen gemeinsam an jeweils einen einzigen nachgeordneten Unterspannungskondensator mit nachgeschaltetem Verstärker anzuschließen. Voraussetzung dafür ist, daß die Elektroden auf jeweils einander entsprechenden Äquipotentialflächen liegen.
Die bei dem erfindungsgemäßen Sp annungswandl er verwendeten Elektroden können unterschiedlich ausgebildet sein; als Vorteilhaft wird es angesehen, wenn sie die Gestalt von Kreiszylinderabschnitten aufweisene Mittels des erfindungsgemäßen Spannungswandlers ist nicht nur die Erfassung der Spannung zwischen Jeweils einem Hochspannungsleiter und der geerdeten Metallkapsel möglich, sondern auch die Messung der Spannungen zwischen jeweils benachbarten Hochspannungsleitern, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung in dem einzigen Stützisolator im Bereich zwischen den Hochspannungsleitern jeweils eine weitere Elektrode eingebettet ist, die mit einem der zugeordneten Hochspannungsleiter jeweils einen weiteren Oberspannungskondensator jeweils eines weiteren kapazitiven Spannungsteilers mit jeweils einem weiteren Unterspannungskondensator mit nachgeordnetem weiterem Verstärker enthält.
Zur Erläuterung sind in den Figuren 1 und 2 zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Spannungswandlers dargestellt; in Figur 3 ist ein Schnitt durch das Ausführungsbeispiel nach Figur 2 gezeigt.
Bei dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind in einer Metallkapsel 1 einer Hochspannungsschaltanlage 2 drei Hochspannungsleiter 3, 4 und 5 angeordnet, die von einem konusförmigen Stützisolator 6 (siehe auch Figur 3) in einer vorbestimmten Lage gehalten sind. In dem Stützisolator 6 sind jeweils den Hochspannungsleitern S bis 5 benachbart Elektroden 7, 8 und 9 angeordnet, die mit den Hochspannungsleitern 3 bis 5 jeweils einen Oberspannungskondensator jeweils eines kapazitiven Spannungsteilers bilden, dessen jeweilige Unterspannungsköndensatoren 10, 11 und 12 außerhalb der Metallkapsel 1 angeordnet sind. Die Elektroden 7 bis 9 sind vorzugsweise auf einander entsprechenden Äquipotentialflächen der elektrischen Felder ängeordnet.
Die Unterspannungskondensatoren 10 bis 12. sind an die Elektroden 7 bis 9 über jeweils eine Verbindungsleitung 13, 14 und 15 angeschlossen, die isoliert durch die Metallkapsel 1 hindurchgeführt sind. An die Unterspannungskondensatoren 10 bis 12 ist jeweils ein Verstärker 16, 17 und 18 angeschlossen, dem jeweils eine Borde 19, 20 und 21 nachgeordnet ist. Den Bürden 19 bis 21- werden Spannungen zugeführt, die jeweils den Spannungen zwischen dem Hochspannungsleiter und der geerdeten Metallkapsel 1-proportional sind.
Während bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 die Elektroden zur Bildung jeweils eines Oberspannungskondensators verhältnismäßig nahe an der-geerdetenMetällkapsel angeordnet sind,befinden sich bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 die Elektroden 30, 31 und 32 verhältnismäßig nahe an jeweils einem Eochspannungsleiter 33, 34 und 35, die mittels eines Stützisolators 36 in einer geerdeten Metallkapsel-37 in einer vorbestimmten Lage gehaltèn werden. Jede Elektrode 50 bis 32 ist über jeweils eine Verbindungsleitung 38 39 und 40 isoliert durch die Metallkapsel 37 an jeweils eine Schaltungsanordnung angeschlossen, wie sie im Zusammenhang mit der Figur 1 ausführlich beschrieben worden sind. Um eine Beeinflussung des elektrischen Feldes durch die eingebetteten Elektroden 30 bis 32 zu vermeiden, sind diese jeweils auf einander entsprechenden Xquipotentialflächen des elektrischen Feldes angeordnet. Zusätzlich zu dieser Maßnahme sind bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 die Verbindungsleitungen jeweils von Steuerelektroden 41, 42 und 43 umgeben, die von offenen dünnen metallenen Ringen gebildet sind und ebenfalls auf Aquipotentialflächen des elektrischen Feldes angeordnet sind.
Sind die Elektroden des erfindungsgemäßen Spannungswandlers in genau symmetrischer Anordnung bezüglich der Hochspannungsleiter der Hochspannungsschaltanlage angeordnet, dann läßt sich ohne weiteres jeweils die Spannung zwischen einem Hochspannungsleiter und der Metallkapsel ermitteln. Bei nicht genau symmetrischer Anordnung der leiter macht sich ein Einfluß von Störspannungen bemerkbar, die aufgrund der sich zwischen jeweils einer Elektrode und den nicht angeordneten übrigen Hochspannungsleitern ausbildenden St örkapazitäten ergeben. Die Störspannungen, die sich bei symmetrischer Anordnung aufheben, kompensieren sich nunmehr weder nach Betrag noch nach Phase. In-diesem Falle bedarf es einer-Kompensationsanordnung, die in einer Weise ausgeführt sein kann, wie es bereits vorgeschlagen worden ist (vgl. Patentanmeldung P 23 1S 478.3).
Die Figur 3 läßt die konusförmige Ausbildung des einzigen Stützisolators 36 deutlich erkennen sowie die Elektrode 30 mit den Steuerelektroden 41.
Mit der Erfindung wird ein Spannungswandler für eine mehrere Hochspannungslei ter führende Hochspannungsschaltanlagevorgeschlagen, der sich mit geringem Aufwand herstellen läßt.
3 Figuren 8 Patentansprüche

Claims

Patentansprüche 1. Spannungswandler für eine mehrere Hochspannungsleiter führende, gas- oder flüssigkeitsisolierte Hochspannungsschaltanlage, dadurch gekennzeichnet, daß in einem einzigen Stützisolator (6) für die Hochspannungsleiter(3, 4, 5) jedem Hochspannungsleiter (3, 4, 5) mindestens eine Elektrode (7, 8, 9) zugeordnet ist, die mit dem jeweiligen Rochspannungsleiter (3, 4,5) einen Oberspannungskondensator jeweils eines kapazitiven Spannungsteilers mit jeweils einem Unterspannungskondensator'(10, 11, 12) mit nachgeordnetes Verstärker (16, 17, 18) bilden (Fig. 1).
2. Spannungswandler nach Anspruch 1, dadurch gekenezeichnet, daß die Elektroden (7, 8, 9) auf einander entsprechenden Äquipotentialflächen der elektrischen Felder zwischen den Hochspannungsleitern (3, 4,-5) und der Metallkapsel (1) angeordnet sind (Fig.1).
3. Spannungswandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden außerhalb des Stützisolators liegende Bereiche aufweisen.
4. Spannungswandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (30, 31, 32) über innerhalb des StüZzisolators(36) verlaufende Verbindungsleitungen (38, 39, 40) mit dem jeweiligen Unterspannungskondensato^r verbundensind (Fig. 2).
5. Spannungswandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen (38, 399 40). von mehreren, in dem Stützisolator(36) eingebetteten Steuerelektroden (41, dünnen, metallenen 42, 43)umgeben sind9 die aus jeweils einem offenen Ring bestehen und daß die Steuerelektroden (419 429 43) jeweils auf unt ers chi edli cb enÄ.quip o t enti alfläch en der elektrischen Felder zwischen den Hochspannungsleitern (33, 34, 35) und der Metallkapsel (37) angeordnet sind (Fig. 2).
6. Spannungswandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in mehreren Stützisolatoren der Hochspannungsschaltanlage jeweils Elektroden eingebettet sind und daß einander entsprechende Verbindungsleitungen zur Gewinnung jeweils eines Oberspannungskondensators mit großer Kapazität miteinander verbunden sind.
7. Spannungswandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (7, 8, 9) die Gestalt von Kreiszylinderabschnitten aufweisen (Fig. 1).
8. Spannungswandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung der Spannungen zwischen jeweils benachbarten Hochspannungsleitern in dem einzigen Stützisolator im BereicIAqischen den Hochspannungsleitern jeweils eine weitere Elektrode eingebettet ist, die mit einem der zugeordneten Hochspannungsleiter jeweils einen weiteren Oberspannungskondensator jeweils eines weiteren kapazitiven Spannungsteilers mit jeweils einem weiteren Unterspannungskondensator mit nachgeordnetem weiterem Verstärker enthält.

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