DE3925806A1

DE3925806A1 - Capacitive voltage converter for encapsulated switching systems - has cylindrical intermediate electrode, and requires no additional sealing points

Info

Publication number: DE3925806A1
Application number: DE19893925806
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Ing Niegl
Original assignee: Sachsenwerk AG
Current assignee: Schneider Electric Sachsenwerk GmbH
Priority date: 1989-08-04
Filing date: 1989-08-04
Publication date: 1991-02-07

Abstract

A capacitive voltage converter contains a capacitor on the high voltage side whose electrodes are a primary conductor (3) fed into a capsule (1) and a pref. cylindrical, thin-walled metal intermediate electrode (4) between the conductor and capsule (1). The intermediate electrode and part of the capsule form a measurement electrode. Intermediate electrode fixing parts (5) and a connecting cable (7) connector are mounted on the outside of the metal cylidner (4). At least one fixing part maintains the metal cylinder and outer tube insulation separation. USE/ADVANTAGE - For use in metal encapsulated switching systems with gas or liquid insulation without requiring additional sealing points.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen kapazitiven Spannungswandler nach dem Oberbegriff des 1. Patentanspruchs.The present invention relates to a capacitive Voltage converter according to the preamble of the 1st Claim.

Mit einem Spannungswandler der im Oberbegriff angegebenen Art läßt sich der erforderliche Raumbedarf gegenüber dem Einsatz von induktiven Spannungswandlern deutlich reduzieren. Die kapazitiven Spannungswandler stellen dabei eine relativ kleine elektrische Leistung zur Verfügung, die aber in der Praxis meist in Verbindung mit geeigneten Verstärkerschaltungen zur Anzeige, ja sogar zur Messung der Hochspannung ausreicht. Weil als Kondensatorelektroden im wesentlichen Teile der Kapselung und der in ihnen geführte, an Hochspannung liegende Primärleiter ergänzt durch eine dazwischen angeordnete Zwischenelektrode eingesetzt werden, gilt diese Wandlerbauform als besonders ökonomisch. Die Zwischenelektrode vereinigt dabei die Funktionen der zweiten Elektrode des an Hochspannung liegenden Kondensators mit der zweiten Elektrode des Meßkondensators in sich. An der Zwischenelektrode wird die Meß- bzw. Anzeigespannung abgegriffen.With a voltage converter of the type specified in the preamble Art can be the required space compared to Use of inductive voltage transformers clearly to reduce. The capacitive voltage transformers provide a relatively small electrical power available that but in practice mostly in connection with suitable Amplifier circuits for displaying, even measuring the High voltage is enough. Because as capacitor electrodes in essential parts of the encapsulation and the high-voltage primary conductors supplemented by a interposed intermediate electrode are used, this type of converter is considered to be particularly economical. The The intermediate electrode combines the functions of second electrode of the high voltage Capacitor with the second electrode of the measuring capacitor in itself. The measuring or Display voltage tapped.

Nach der Druckschrift DE 29 39 006 ist ein kapazitiver Spannungswandler für metallgekapselte Schaltfelder bekannt, bei dem die Zwischenelektrode unter Beilage eines Isolierteils an der Innenseite der Kapselung mittels einer von der Innenseite der Zwischenelektrode angreifenden Befestigungsschraube fixiert ist. Die Zwischenelektrode ist dabei relativ dickwandig ausgeführt und innen mit einer scharfkantigen Ansenkung für den Kopf der Befestigungsschraube versehen. Bei Schaltanlagen, bei denen der als Primärelektrode geltende Leiter einen verhältnismäßig großen Durchmesser aufweist, ist die maximale Feldstärke wegen der großen Wandstärke der Zwischenelektrode zwangsläufig in deren Abschnitt deutlich größer als im restlichen Bereich. Dabei verhindert die an beiden Enden abgerundete Innenkontur der Zwischenelektrode zwar das Auftreten von Feldstärkekonzentrationen an diesen Stellen; die bekanntermaßen am Innenleiter des Zylinderkondensators auftretende maximale Feldstärke wird von dieser Maßnahme jedoch nicht beeinflußt. Die erwähnte Befestigungsschraube dient gleichzeitig auch als elektrische Verbindung der Zwischenelektrode mit Meß- und Anzeigemitteln. Die Kapselung ist an dieser Stelle durchbrochen und mittels eines abgedichteten Isolierstoffteils gegen die Befestigungsstelle abgegrenzt.According to the document DE 29 39 006 is a capacitive Known voltage converter for metal-encapsulated panels in which the intermediate electrode with a Insulating part on the inside of the encapsulation by means of a attacking from the inside of the intermediate electrode Fixing screw is fixed. The intermediate electrode is executed relatively thick-walled and with a inside sharp-edged countersink for the head of the Provide fastening screw. In switchgear where the conductor considered to be the primary electrode has a relatively large diameter, is maximum field strength due to the large wall thickness of the Intermediate electrode inevitably clearly in its section larger than in the rest of the area. This prevents the on Rounded inner contour of the intermediate electrode at both ends the occurrence of field strength concentrations at these Put; the known on the inner conductor of the Cylinder capacitor occurring maximum field strength is not affected by this measure. The one mentioned Fastening screw also serves as electrical connection of the intermediate electrode with measuring and Display media. The encapsulation is at this point perforated and sealed by a Insulated part delimited against the fastening point.

Des weiteren ist in der Druckschrift EP 00 15 905, internationale Veröffentlichungsnummer WO 79/00 729 ein kombinierter Strom- und Spannungswandler beschrieben, bei dem letzterer als kapazitiver Wandler ausgebildet ist, dessen Elektroden den Ring von den Ringkernspulen des Stromwandlers umgeben sind. Bei dem bekannten kombinierten Wandler ist das Mantelrohr als Zwischenelektrode des Spannungswandlers in Höhe der beiden Wandler beidseitig von der Kapselung abgetrennt und mit dieser über Isolierteile und Dichtungen verbunden. Auf der Außenseite besitzt das Mantelrohr eine Feststoffisolierschicht und auf letzterer einen geerdeten Metallbelag als zweite Elektrode des Meßkondensators. Das als Zwischenelektrode ausgebildete Mantelrohr liegt im Betrieb auf einem der Meß- oder Anzeigespannung entsprechenden Potential. Es ist beidseitig mit Flanschen versehen, die über Isolierteile, Dichtungen und Druckringe zu einer isolierenden und für die Betriebsdrücke des Isoliergases geeigneten Verbindung mit der beidseitig anschließenden Kapselung der Schaltanlage verschraubt sind. In Richtung der Längsachse des Primärleiters sind dazu insgesamt vier Dichtstellen vorgesehen. Bei dem bekannten kombinierten Wandler wird außerdem der Innendurchmesser der Ringkernspulen nicht vom Außendurchmesser des geerdeten Metallbelags sondern vom Außendurchmesser der Druckringe bestimmt, der den erstgenannten deutlich übersteigt.Furthermore, in document EP 00 15 905, international publication number WO 79/00 729 combined current and voltage converter described, at the latter is designed as a capacitive converter, whose electrodes the ring from the toroidal coils Current transformer are surrounded. In the well-known combined The jacket tube is the intermediate electrode of the Voltage converter at the level of the two converters on both sides of the encapsulation separated and with this over insulating parts and seals connected. That has on the outside Jacket pipe a solid insulation layer and on the latter a grounded metal coating as the second electrode of the Measuring capacitor. The trained as an intermediate electrode The casing tube is in operation on one of the measuring or Display voltage corresponding potential. It is bilateral provided with flanges over insulating parts, seals and pressure rings to an insulating and for the Operating pressures of the insulating gas suitable connection with the encapsulation of the switchgear adjoining on both sides are screwed. In the direction of the longitudinal axis of the The primary conductor is a total of four sealing points intended. In the known combined converter also the inner diameter of the toroidal coils not from Outside diameter of the grounded metal covering but from Outside diameter of the pressure rings determines the significantly exceeds the former.

Die bekannte Wandlerkombination stellt somit eine Lösung dar, bei der das elektrische Feld zwischen dem Primärleiter und der Zwischenelektrode dieselben Maximalwerte aufweist, wie zwischen dem Primärleiter und der Kapselung. Dieser Vorteil ist jedoch durch einen besonders komplizierten Aufbau der Kapselung erkauft, bei dem infolge der insgesamt vier Ringdichtungen im Verlauf der Kapselung eine erhöhte Bereitschaft zu Undichtigkeiten aufweist und bei der die Abmessungen der Sekundärspulen in Abhängigkeit von denen der Druckringe im Durchmesser deutlich größer als die einfacher Stromwandler sind, deren Ringkernspulen direkt auf die Kapselung aufgeschoben werden.The known converter combination thus provides a solution represents the electric field between the primary conductor and the intermediate electrode has the same maximum values, like between the primary conductor and the encapsulation. This However, advantage is due to a particularly complicated Structure of the encapsulation bought in, as a result of the total four ring seals in the course of the encapsulation an increased Willingness to leak and where the Dimensions of the secondary coils depending on those the pressure rings in diameter significantly larger than that are simple current transformers whose toroidal coils are direct be pushed onto the encapsulation.

Die Aufgabe der Erfindung wird darin gesehen, einen kapazitiven Spannungswandler der genannten Art so weiter zu entwickeln, daß die elektrische Feldstärke im kapazitiven Spannungsteiler etwa denselben Maximalwert aufweist, wie in der anschließenden Kapselung und daß dabei der Spannungswandler ohne zusätzliche Dichtstellen in die Kapselung eingefügt ist.The object of the invention is seen in one capacitive voltage converter of the type mentioned so on develop that the electric field strength in the capacitive Voltage divider has approximately the same maximum value as in the subsequent encapsulation and that the Voltage converter without additional sealing points in the Encapsulation is inserted.

Die Lösung der Aufgabe ist in den kennzeichnenden Merkmalen des 1. Patentanspruchs angegeben. Demnach ist der kapazitive Spannungswandler nach der vorliegenden Erfindung an einer beliebigen Stelle der einpoligen Kapselung einbaubar, ohne daß diese dazu aufgetrennt werden muß. Die Zwischenelektrode des Spannungsteilers ist als dünnwandiger Zylinder ausgeführt, dessen Außendurchmesser in einer Ausführung nur geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der Kapselung ist, so daß sie bei der Montage in letztere eingeschoben werden kann. Der geringe Durchmesserunterschied der erfindungsgemäßen Anordnung ergibt nur eine geringfügige Erhöhung der maximalen elektrischen Feldstärke der Zylinderkondensatoranordnung in der Höhe der Zwischenelektroden. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die Zwischenelektrode gegenüber der Kapselung bereits ein höheres Potential im Betrieb aufweist. Zur sachgerechten Dimensionierung der Meßkapazität ist die Kapselung in Höhe der Zwischenelektrode geringfügig vertieft.The solution to the problem is in the characteristic features of the 1st claim specified. So that is capacitive voltage converter according to the present invention anywhere in the single-pole enclosure can be installed without having to be separated. The The intermediate electrode of the voltage divider is thin-walled Cylinder executed, the outer diameter in one Version only slightly smaller than the inside diameter is the encapsulation, so that when assembled in the latter can be inserted. The little one Diameter difference of the arrangement according to the invention gives only a slight increase in the maximum electric field strength of the cylindrical capacitor arrangement in the height of the intermediate electrodes. It is too take into account that the intermediate electrode opposite the Encapsulation already has a higher potential in operation having. For proper dimensioning of the Measuring capacity is the encapsulation in the amount of Intermediate electrode slightly recessed.

In einer zweiten Ausführung ist der Innendurchmesser des Metallzylinders gleich oder geringfügig größer als der der Kapselung, wobei letztere allerdings an einer Seite des kombinierten Wandlers trennbar sein muß. Mit dieser Ausführung ergibt sich keine Feldstärkeveränderung durch die Zwischenelektrode.In a second embodiment, the inside diameter of the Metal cylinder equal to or slightly larger than that of the Encapsulation, the latter, however, on one side of the Combined converter must be separable. With this Execution does not result in a change in field strength the intermediate electrode.

Damit der Verlauf des elektrischen Feldes der hochspannungseitigen Kapazität möglichst unbeeinflußt bleibt, sind die Anschluß- und Befestigungsmittel für die Zwischenelektrode nur auf der Außenseite angebracht und durchdringen letztere an keiner Stelle. Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist eine raumsparende, ökonomische Ausführung eines kapazitiven Spannungswandlers gelungen, bei der die gasdichte Kapselung der Schaltanlage nicht durch zusätzliche Dichtstellen, die potente Leckstellen sein können, unterteilt wird.So that the course of the electric field of High-voltage capacity unaffected as possible remains, are the connection and fastening means for the Intermediate electrode only attached to the outside and never penetrate the latter. With the solution according to the invention is a space-saving, economical Successful implementation of a capacitive voltage converter, where the gas-tight enclosure of the switchgear is not through additional sealing points, the potent leak points can be divided.

Die Erfindungsidee läßt sich ebenso vorteilhaft auch in dreiphasig gekapselten Schaltanlagen einsetzen, bei denen die Spannungswandler mit in der gemeinsamen Kapselung eingebaut sind. Die Mantelrohre sind dabei einseitig mit der Kapselung verbunden. Das andere Ende des Mantelrohres wird durch eine abgerundete Bogenelektrode abgeschlossen, die in diesem Falle denselben Innendurchmesser wie die Zwischenelektrode haben kann. Das elektrische Feld läßt sich auf diese Weise besonders gleichmäßig ausbilden.The idea of the invention can also be advantageously used in Use three-phase encapsulated switchgear where the voltage transformers in the common encapsulation are installed. The jacket pipes are one-sided of the encapsulation. The other end of the casing tube is completed by a rounded arc electrode, which in this case has the same inner diameter as that Can have intermediate electrode. The electric field leaves train particularly evenly in this way.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.Advantageous developments of the invention are in the Subclaims included.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird auf die in den folgenden Figuren enthaltenen Ausführungsbeispiele verwiesen.For a better understanding of the invention, reference is made to the in the The following figures contain exemplary embodiments referred.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einpolig gekapselte Schaltanlage mit kapazitivem Spannungswandler, Fig. 1 single-pole encapsulated switchgear with capacitive voltage transformer,

Fig. 2 Einbau von kapazitiven Spannungswandlern in dreipolig gekapselte Schaltanlagen, FIG. 2 Installation of capacitive voltage transformers in three-pole enclosed switchgear,

Fig. 2a Befestigung des Mantelrohrs zu Fig. 2, FIG. 2a fastening the casing tube to Fig. 2,

Fig. 3 Anschluß der Verbindungsleitung mittels angelötetem Gewindebolzen an Metallzylinder, Fig. 3 connecting the connecting line by means of a soldered threaded bolts to metal cylinders,

Fig. 4 Anschluß der Verbindungsleitung mittels angelöteter Gewindebuchse an Metallzylinder und Fig. 4 Connection of the connecting line by means of soldered threaded bushing to metal cylinders and

Fig. 5 dreipolig gekapselte Schaltanlage mit einpolig gekapselten Steckeranschluß und Spannungswandler. Fig. 5 three-pole encapsulated switchgear with single-pole encapsulated connector and voltage converter.

In der Kapselung 1 einer einpolig gekapselten Schaltanlage liegt der Primärleiter 3 an Hochspannung und führt den Betriebstrom. Der Metallzylinder 4 wirkt als Zwischenelektrode des Spannungsteilers, sein Außendurchmesser D_z ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser D_k der Kapselung an der nicht erweiterten Stelle. In Höhe des Metallzylinders 4 ist die Kapselung im Mantelrohr 6 zur Bildung der Meßkapazität erweitert. Die hierbei angegebene Aufweitung der Kapselung kann wie in Fig. 1 dargestellt durch eine geeignete Schweißverbindung oder durch entsprechende Ausbildung des Kernes in einem Gußstück hergestellt werden. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Durchmesser der Kapselung 1 und des Metallzylinders 4 weichen die am Primärleiter 3 sich einstellenden maximalen elektrischen Feldstärken E₁, E₂ höchstens geringfügig voneinander ab.In the encapsulation 1 of a single-pole encapsulated switchgear, the primary conductor 3 is at high voltage and carries the operating current. The metal cylinder 4 acts as an intermediate electrode of the voltage divider, its outer diameter D _z is slightly smaller than the inner diameter D _{k of} the encapsulation at the non-expanded location. At the level of the metal cylinder 4 , the encapsulation in the casing tube 6 is expanded to form the measuring capacity. The expansion of the encapsulation specified here can be produced, as shown in FIG. 1, by a suitable welded connection or by appropriate design of the core in a casting. Due to the inventive design of the diameter of the encapsulation 1 and the metal cylinder 4 , the maximum electric field strengths E ₁ , E ₂ which occur on the primary conductor 3 deviate from one another at most slightly.

Zur Halterung des Metallzylinders 4 innerhalb der Kapselung bis ein Befestigungsring 5 mit einer Aussparung vorgesehen, in die beispielsweise ein Ringwulst 8 des Metallzylinders 4 einrastet. Der Befestigungsring 5 kann dabei als ein in das Metallrohr 6 eingeklebtes Elastometerteil ausgebildet sein.To hold the metal cylinder 4 within the encapsulation until a fastening ring 5 is provided with a recess into which, for example, an annular bead 8 of the metal cylinder 4 engages. The fastening ring 5 can be designed as an elastometer part glued into the metal tube 6 .

Die Verbindungsleitung 7 zwischen dem Metallzylinder 4 als Zwischenelektrode und geeigneten Meß- und Anzeigegeräten wird in bekannter Weise mittels einer gasdichten Durchführung 24 und einer kontaktgebenden Schraube 25 durch das Mantelrohr 6 geführt.The connecting line 7 between the metal cylinder 4 as an intermediate electrode and suitable measuring and display devices is guided in a known manner through the casing tube 6 by means of a gas-tight bushing 24 and a contacting screw 25 .

Der erfindungsgemäße kapazitive Spannungswandler läßt sich auch mit Vorteil in einer dreipolig gekapselten Schaltanlage einsetzen. Nach Fig. 2 ist dabei jedes der Mantelrohre 6 über eine bogenförmige Elektrode 16 und einen eingeschweißten Metallboden mit dem geerdeten Gehäuse 12 verbunden. Da die Anschlußstelle zwischem dem Manterohr 6 und der Bogenelektrode 16 nicht gasdicht sein müssen, läßt sich der Zusammenbau dieser Teile nach der Montage des Metallzylinders 4 durchführen. In der Vormontage wird demnach in das bereits mit der Bogenelektrode 15 versehende Mantelrohr 6 mittels Befestigung 5 der Metallzylinder 4 des Spannungsteilers eingebaut. Die Verbindung zwischen dem Mantelrohr 6 und dem Metallzylinder 4 kann in ähnlicher Weise wie in Fig. 1 geschehen, es kann aber auch eine Einklebung erfolgen. Das Befestigungsteil 5 ist dann als mehrteilige duroplastisches Isolierteil auszuführen. Da das Metallrohr 6 bei dieser Fertigungstechnik einseitig offen ist, kann der Innendurchmesser D₁ des Metallzylinders 4 hier gleich dem engsten Durchmesser D_k der Bogenelektrode 15 bzw. 16 sein, wie dies in Fig. 2 zu erkennen ist. Diese Dimensionierung ergibt exakt gleichgroße Maximalwerte der Feldstärken E₁ und E₂. Nachdem die Vormontagegruppe noch durch einen isolierten Anschluß für die Verbindungsleitung 7 versehen ist, erfolgt deren Einbau in das Gehäuse 12 beispielsweise durch eine Schnappvorrichtung wie in Fig. 2a zu sehen ist. Der Metallzylinder weist zu diesem Zweck eine Reihe von nach außen gedrückten Warzen 13 auf, die beim Einbau in die entsprechende Löcher 14 des Kragens 16a der Bogenelektrode 16 einrasten. Da bei dieser Ausführung aufgrund des geringen Potentialunterschiedes zwischen Metallzylinder 4 und den Bogenelektroden 15 bzw. 16 der Abstand A sehr klein sein kann, ergibt sich zwischen Primärleiter 3 und den Bogenelektroden 15 und 16 bzw. dem Metallzylinder 4 ein weitgehend homogenes Feldbild.The capacitive voltage converter according to the invention can also be used advantageously in a three-pole encapsulated switchgear. According to FIG. 2, each of the jacket tubes 6 is connected to the grounded housing 12 via an arcuate electrode 16 and a welded-in metal base. Since the connection point between the sleeve tube 6 and the arc electrode 16 does not have to be gas-tight, the assembly of these parts can be carried out after assembly of the metal cylinder 4 . In the pre-assembly, the metal cylinder 4 of the voltage divider is therefore installed in the jacket tube 6 already provided with the arc electrode 15 by means of fastening 5 . The connection between the casing tube 6 and the metal cylinder 4 can be done in a similar manner as in Fig. 1, but it can also be glued. The fastening part 5 is then designed as a multi-part thermosetting insulating part. Since the metal tube 6 is open on one side in this manufacturing technique, the inside diameter D _{1 of} the metal cylinder 4 can be equal to the narrowest diameter D _{k of} the arc electrode 15 or 16 , as can be seen in FIG. 2. This dimensioning gives exactly the same maximum values of the field strengths E ₁ and E ₂ . After the pre-assembly group is still provided with an insulated connection for the connecting line 7 , it is installed in the housing 12, for example by means of a snap device as can be seen in FIG. 2a. For this purpose, the metal cylinder has a series of warts 13 which are pressed outwards and which engage in the corresponding holes 14 of the collar 16 a of the arc electrode 16 when they are installed. Since the distance A can be very small in this embodiment due to the small potential difference between the metal cylinder 4 and the arc electrodes 15 and 16, a largely homogeneous field image results between the primary conductor 3 and the arc electrodes 15 and 16 or the metal cylinder 4 .

Bei einer möglichen Anschlußtechnik der Verbindungsleitung 7 ist an der Außenseite des Metallzylinders 4 nach Fig. 3 ein Gewindebolzen 17 angelötet oder angeschweißt. Seine Länge entspricht maximal der Durchmesserdifferenz zwischen dem Innendurchmesser des Mantelrohrs 6 und dem Außendurchmesser des Metallzylinders 4. Auf diese Weise kann der Gewindebolzen 17 mit dem Metallzylinder 4 exzentrisch eingeschoben werden bis er in Höhe der korrespondierenden Bohrung im Mantelrohr 6 angekommen ist. Nun wird die Isolierbuchse 19 über den Gewindebolzen 17 geschoben und mit der Anschlußschraube 18a die passend zum Gewindebolzen 17 ein Innengewinde aufweist, verspannt. Ein Zentrierring 20, der beispielsweise aus einem elastomeren Isolierstoff hergestellt ist, wird dann zur Zentrierung zwischen Mantelrohr 6 und Metallzylinder 4 eingeschoben.In a possible connection technology of the connecting line 7 , a threaded bolt 17 is soldered or welded to the outside of the metal cylinder 4 according to FIG. 3. Its length corresponds at most to the difference in diameter between the inside diameter of the casing tube 6 and the outside diameter of the metal cylinder 4 . In this way, the threaded bolt 17 can be inserted eccentrically with the metal cylinder 4 until it has reached the corresponding bore in the casing tube 6 . Now the insulating sleeve 19 is pushed over the threaded bolt 17 and clamped with the connecting screw 18 a which has an internal thread to match the threaded bolt 17 . A centering ring 20 , which is made, for example, of an elastomeric insulating material, is then inserted between the casing tube 6 and the metal cylinder 4 for centering.

Eine andere Anschlußmöglichkeit ist in Fig. 4 dargestellt. Hier ist an dem Metallzylinder 4 außen eine Gewindebuchse 21 befestigt, deren Länge wiederum nicht ganz der Differenz zwischen dem Innendurchmesser des Mantelrohrs 6 und dem Außendurchmesser des Metallzylinders 4 entspricht. Nach dem lagerichtigen Einbau des Metallzylinders 4 wird die Isolierstoffbuchse 19 übergeschoben, die die Gewindebuchse 21 gegen das Mantelrohr 6 zu isolieren hat. Anschließend wird die Anschlußschraube 18b eingeschraubt und festgezogen; damit ist die Verbindungsleitung 7 mit dem Metallzylinder 4 verbunden. Zur Zentrierung des Metallzylinders 4 wird zusätzlich ähnlich wie in Fig. 3 ein Zentrierring 20 verwendet.Another connection option is shown in Fig. 4. Here, a threaded bushing 21 is fastened to the outside of the metal cylinder 4 , the length of which in turn does not entirely correspond to the difference between the inside diameter of the casing tube 6 and the outside diameter of the metal cylinder 4 . After the installation of the metal cylinder 4 in the correct position, the insulating sleeve 19 is pushed over, which has to insulate the threaded sleeve 21 against the casing tube 6 . Then the connecting screw 18 b is screwed in and tightened; so that the connecting line 7 is connected to the metal cylinder 4 . For centering the metal cylinder 4 , a centering ring 20 is additionally used, similar to that in FIG. 3.

Sehr vorteilhaft läßt sich die Erfindung auch bei dreipolig gekapselten Schaltanlagen mit lösbaren einpolig gekapselten Anschlußteilen anwenden. Auf Fig. 5 erkennt man, daß am unteren Ende des Gehäuses 12 drei Anschlüsse mit Kabelsteckern 11 vorgesehen sind. Diese Vorrichtungen sind mit Flanschverbindungen 22 gasdicht an das Gehäuse 12 angeschraubt. Das Mantelrohr 6 ist dabei so ausgebildet, daß das untere Ende mit einer Anschlußplatte 9 für die Muffe des Kabelsteckers versehen ist. Die Kapselung 1 erweitert sich weiter oben so, daß der Metallzylinder 4 mit seinem Innendurchmesser D₁ gleich oder größer als der Innendurchmesser D_k der Kapselung 1 ist. Das obere Ende des Mantelrohres 6 verjüngt sich nicht, sondern ist mit dem Flansch 22 verbunden. Zur Homogenisierung des elektrischen Feldes ist der lichte Durchmesser D_M der Abschlußplatte 23 des Gehäuses 12 wiederum so groß wie der Durchmesser D_k der Kapselung 1. Auf diese Weise wird nach den Merkmalen der Erfindung von der Abschlußplatte 23 über den Metallzylinder 4 bis zum unteren Ende der Kapselung 1 ein homogenes Feld gegenüber dem Primärleiter 3 erzeugt.The invention can also be used very advantageously in three-pole encapsulated switchgear assemblies with detachable single-pole encapsulated connecting parts. In Fig. 5 it can be seen that at the lower end of the housing 12, three terminals are connected to cable connectors 11 are provided. These devices are screwed to the housing 12 in a gas-tight manner with flange connections 22 . The jacket tube 6 is designed so that the lower end is provided with a connecting plate 9 for the sleeve of the cable connector. The encapsulation 1 expands further above such that the metal cylinder 4 with its inside diameter D _{1 is} equal to or larger than the inside diameter D _{k of} the encapsulation 1 . The upper end of the casing tube 6 does not taper, but is connected to the flange 22 . To homogenize the electric field, the inside diameter D _{M of} the end plate 23 of the housing 12 is again as large as the diameter D _{k of} the encapsulation 1 . In this way, according to the features of the invention, a homogeneous field with respect to the primary conductor 3 is generated from the end plate 23 via the metal cylinder 4 to the lower end of the encapsulation 1 .

Die vorstehend beschriebenen Figuren enthalten nur einige Ausführungsmöglichkeiten des Erfindungsgedankens. Selbstverständlich sind auch andere sinnvolle Konstruktionen denkbar. So kann man in vorteilhafter Weise den spalt zwischen dem Metallzylinder 4 und dem Mantelrohr 6 in jeder der Figuren statt mit einem relativ schmalen Befestigungsring 5 in seiner ganzen Länge mit einem festen Dielektrikum ausfüllen. Letzteres dient dabei auch der Befestigung des Metallzylinders 4 im Mantelrohr 6 und es erhöht die Meßkapazität aufgrund seiner verhältnismäßig großen Dielektrizitätskonstanten in vorteilhafter Weise und ohne zusätzlich Bauteile.The figures described above contain only a few possible embodiments of the inventive concept. Of course, other reasonable constructions are also conceivable. So you can advantageously fill the gap between the metal cylinder 4 and the casing tube 6 in each of the figures instead of a relatively narrow mounting ring 5 in its entire length with a solid dielectric. The latter also serves to fasten the metal cylinder 4 in the casing tube 6 and it increases the measuring capacity in an advantageous manner and without additional components due to its relatively large dielectric constant.

Aufgrund der verhältnismäßig geringen Leistung der kapazitiven Spannungswandler lassen sich geeignete Meß- und/oder Anzeigegeräte meist nur unter Verwendung einer Verstärkerschaltung betreiben. Die dafür bekannt gewordenen Techniken lassen sich auch für den erfindungsgemäßen kapazitiven Spannungswandler ohne Schwierigkeiten anwenden. Aus Zweckmäßigkeitsgründen wurden sie jedoch in der vorliegenden Patentschrift nicht näher erwähnt. Due to the relatively low performance of the capacitive voltage transformers can be suitable measuring and / or Display devices usually only using one Operate amplifier circuit. The known for it Techniques can also be used for the invention use capacitive voltage converter without difficulty. For reasons of convenience, however, they were in the this patent specification not mentioned.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungen des erfindungsgemäßen spannungswandlers lassen sich in einfacher Weise zu einem kombinierten Strom- und Spannungswandler erweitern. Dies ist beispielhaft in Fig. 5 gezeigt, wo unmittelbar auf dem Mantelrohr 6 zwei Ringkernspulen 2 eines Stromwandlers aufgebaut sind. Diese sind in Höhe des Metallzylinders 4 angeordnet; sie beanspruchen keinen zusätzlichen Einbauraum.The embodiments of the voltage converter according to the invention described above can be easily expanded to a combined current and voltage converter. This is shown by way of example in FIG. 5, where two toroidal coils 2 of a current transformer are built directly on the casing tube 6 . These are arranged at the level of the metal cylinder 4 ; they do not take up any additional installation space.

Claims

1. Kapazitiver Spannungswandler für metallgekapselte, druckgas- oder flüssigkeitsisolierte Schaltanlagen mit

- einem hochspannungsseitigem Kondensator, dessen eine Elektrode durch einen innerhalb der Kapselung geführten Primärleiter, insbesondere eine Sammelschiene oder eine Abzweigleitung, und dessen andere Elektrode als vorzugsweise zylindrische Zwischenelektrode im Zwischenraum zwischen dem Primärleiter und der Kapselung eingebaut ist,
- einem Meßkondensator, dessen eine Elektrode durch die Zwischenelektrode und dessen andere Elektrode als vorzugsweise hohlzylindrisch ausgebildetes Mantelrohr Teil der Kapselung ist und
- Mitteln zur Befestigung der Zwischenelektrode an dem Mantelrohr unter Hinzufügung von Isolierteilen im Spalt zwischen beiden Teilen und zur leitenden Verbindung der Zwischenelektrode mit Meß- und/oder Anzeigegeräten, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
a) Die Zwischenelektrode ist als dünnwandiger Metallzylinder (4) ausgebildet,
b) die Befestigungsteil(e) (5) und der Anschluß für die Verbindungsleitung (7) sind ausschließlich an der Außenseite des Metallzylinders (4) angebracht, und
c) wenigstens eines der Befestigungsteile (5) stellt den Isolationsabstand zwischen dem Metallzylinder (4) und dem Mantelrohr (6) sicher.

1. Capacitive voltage converter for metal-enclosed, compressed gas or liquid insulated switchgear with

a capacitor on the high-voltage side, the one electrode of which is installed through a primary conductor guided inside the encapsulation, in particular a busbar or a branch line, and the other electrode of which is installed as a preferably cylindrical intermediate electrode in the space between the primary conductor and the encapsulation,
- A measuring capacitor, one electrode of which is part of the encapsulation through the intermediate electrode and the other electrode of which is preferably a hollow cylindrical jacket tube and
Means for fastening the intermediate electrode to the jacket tube with the addition of insulating parts in the gap between the two parts and for the conductive connection of the intermediate electrode with measuring and / or display devices, characterized by the following features:
a) the intermediate electrode is designed as a thin-walled metal cylinder ( 4 ),
b) the fastening part (e) ( 5 ) and the connection for the connecting line ( 7 ) are only attached to the outside of the metal cylinder ( 4 ), and
c) at least one of the fastening parts ( 5 ) ensures the insulation distance between the metal cylinder ( 4 ) and the casing tube ( 6 ).

2. Kapazitiver Spannungswandler nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr (6) einen größeren Innendurchmesser als die ihm benachbarten Teile, die zur Kapselung (1) gehören oder das Mantelrohr (6) mit der Kapselung (1) verbinden, aufweist.2. Capacitive voltage converter according to claim 1, characterized in that the jacket tube ( 6 ) has a larger inner diameter than the adjacent parts that belong to the encapsulation ( 1 ) or connect the jacket tube ( 6 ) with the encapsulation ( 1 ).

3. Kapazitiver Spannungswandler nach Patentansspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser (D_z) des Metallzylinders (4) geringfügig kleiner als der Innendurchmesser (D_k) der dem Mantelrohr (6) benachbarten Teile (1, 15, 16) ist.3. Capacitive voltage converter according to claim 2, characterized in that the outer diameter (D _z ) of the metal cylinder ( 4 ) is slightly smaller than the inner diameter (D _k ) of the jacket tube ( 6 ) adjacent parts ( 1 , 15 , 16 ).

4. Kapazitiver Spannungswandler nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser (D_z) des Metallzylinders (4) gleich oder geringfügig größer als der Innendurchmesser (D_k) der dem Mantelrohr (6) benachbarten Teile (1, 15, 16) ist.4. Capacitive voltage converter according to claim 2, characterized in that the outer diameter (D _z ) of the metal cylinder ( 4 ) is equal to or slightly larger than the inner diameter (D _k ) of the jacket tube ( 6 ) adjacent parts ( 1 , 15 , 16 ) .

5. Kapazitiver Spannungswandler nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr (6) mit den benachbarten Teilen, vorzugsweise mit der Kapselung (1) beidseitig unlösbar, beispielsweise durch Schweißung oder Lötung verbunden ist. 5. Capacitive voltage converter according to claim 3, characterized in that the jacket tube ( 6 ) with the adjacent parts, preferably with the encapsulation ( 1 ) on both sides is inseparable, for example by welding or soldering.

6. Kapazitiver Spannungswandler nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr (6) wenigstens auf einer Seite lösbar mit einem der ihm benachbarten Teile (16) verbunden ist.6. Capacitive voltage converter according to claim 4, characterized in that the jacket tube ( 6 ) is detachably connected at least on one side to one of the adjacent parts ( 16 ).

7. Kapazitiver Spannungswandler nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß einige, jedoch wenigstens zwei nach außen geprägte Warzen (13) des Mantelrohres (6) beim Zusammenbau in korrespondierende Löcher (14) des benachbarten Teils (16) einrastet.7. Capacitive voltage converter according to claim 6, characterized in that some, but at least two outwardly embossed warts ( 13 ) of the jacket tube ( 6 ) engages in assembly in corresponding holes ( 14 ) of the adjacent part ( 16 ).

8. Kapazitiver Spannungswandler nach jeweils einem der Patentansprüche 3, 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß als benachbarte Teile des Mantelrohrs (6) Ringelektroden (15, 16) in engem Abstand (A) zum Metallzylinder (4) vorgesehen sind.8. Capacitive voltage converter according to one of the claims 3, 4, 5, 6 or 7, characterized in that ring electrodes ( 15 , 16 ) are provided as close parts (A) to the metal cylinder ( 4 ) as adjacent parts of the casing tube ( 6 ) .

9. Kapazitiver Spannungswandler nach jeweils einem der voranstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallzylinder (4) im Mantelrohr (6) mittels einem elastomeren Befestigungsring (5), der formschlüssig mit einer äußerlich am Metallzylinder (4) angebrachten Erhebung, beispielsweise einem Ringwulst (8) zusammenwirkt, gehalten ist.9. Capacitive voltage converter according to one of the preceding claims, characterized in that the metal cylinder ( 4 ) in the tubular casing ( 6 ) by means of an elastomeric fastening ring ( 5 ) which is positively attached to an externally on the metal cylinder ( 4 ) elevation, for example an annular bead ( 8 ) interacts, is held.

10. Kapazitiver Spannungswandler nach einem der Ansprüche 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallzylinder (4) im Mantelrohr (6) mittels einem mehrteiligen vorzugsweise duroplastischen Befestigungsring (5) durch Klebung oder Pressung gehalten ist. 10. Capacitive voltage converter according to one of claims 3 or 5, characterized in that the metal cylinder ( 4 ) in the casing tube ( 6 ) by means of a multi-part, preferably thermosetting fastening ring ( 5 ) is held by gluing or pressing.

11. Kapazitiver Spannungswandler nach einem der Ansprüche 4, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallzylinder (4) im Mantelrohr (6) mittels einem durchgehenden vorzugsweise duroplastischen Befestigungsring (5) durch Klebung oder Pressung gehalten ist.11. Capacitive voltage converter according to one of claims 4, 6 or 7, characterized in that the metal cylinder ( 4 ) in the casing tube ( 6 ) by means of a continuous preferably thermosetting fastening ring ( 5 ) is held by gluing or pressing.

12. Kapazitiver Spannungswandler nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsring (5) nahezu die Länge des Metallzylinders (4) aufweist und dabei das Dielektrikum des Meßkondensators bildet.12. Capacitive voltage converter according to claim 10 or 11, characterized in that the fastening ring ( 5 ) has almost the length of the metal cylinder ( 4 ) and thereby forms the dielectric of the measuring capacitor.

13. Kapazitiver Spannungswandler nach Patentanspruch 1, 6, 7, 8 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenseite des Metallzylinders (4) ein mit Gewinde versehenes Anschlußteil (17, 21) zum Anklemmen der Verbindungsleitung (7) zu den Meß- und/oder Anzeigegeräten angebracht, beispielsweise angelötet ist.13. Capacitive voltage converter according to claim 1, 6, 7, 8 or 11, characterized in that on the outside of the metal cylinder ( 4 ) a threaded connecting part ( 17 , 21 ) for clamping the connecting line ( 7 ) to the measuring and / or display devices attached, for example soldered.

14. Kapazitiver Spannungswandler nach Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des jeweiligen Anschlußteils (17, 21) kleiner als die Differenz zwischen Innendurchmesser des Mantelrohres (6) und Außendurchmesser des Metallzylinders (4) ist.14. Capacitive voltage converter according to claim 13, characterized in that the length of the respective connecting part ( 17 , 21 ) is less than the difference between the inner diameter of the casing tube ( 6 ) and the outer diameter of the metal cylinder ( 4 ).

15. Kapazitiver Spannungswandler nach Patentanspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Isolierbuchse (19) durch eine Anschlußschraube (18a, 18b) so gehalten ist, daß eine galvanische Berührung derselben mit dem Mantelrohr (6) verhindert ist. 15. Capacitive voltage converter according to claim 13 or 14, characterized in that in each case an insulating bush ( 19 ) is held by a connecting screw ( 18 a, 18 b) so that galvanic contact thereof with the jacket tube ( 6 ) is prevented.

16. Kapazitiver Spannungswandler nach einem der Patentansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (7) über eine in einer gasdichten Durchführung (24) angebrachten Schraube (25) mit dem Metallzylinder (4) verbunden ist.16. Capacitive voltage converter according to one of the claims 1 to 12, characterized in that the connecting line ( 7 ) is connected to the metal cylinder ( 4 ) via a screw ( 25 ) attached in a gas-tight bushing ( 24 ).

17. Kapazitiver Spannungwandler nach jedem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr (6) an seiner Außenseite unmittelbar wenigstens eine zu einem Stromwandler gehörende Ringkernspule (2) trägt.17. Capacitive voltage converter according to any one of the preceding claims, characterized in that the jacket tube ( 6 ) directly carries on its outside at least one toroidal coil ( 2 ) belonging to a current transformer.