Elektrischer Hochspannungsapparat Die elektrische Isolationstechnik bedient sieh schmelzbarer Dielektriken wie natürliche und künstliche Wachse, asphalthaltige Com- pounde usw. zum Einbetten von unter Hoch spannung stehenden Teilen wie Drahtspulen, Eisenkerne, Zuleitungen usw.
Apparate, die solche Einbettungsstoffe enthalten, haben den Nachteil, dass diejenigen Teile, welche eine isolierende Oberfläche haben müssen und sich daher nicht in einem Metallkessel befinden können, eine für die technische Praxis zu \%-eiche, verletzbare Oberfläche haben, dass ihr Isolationsteil von geringer mechanischer Fe stigkeit ist, und dass bei allfälliger überschrei tung der Erweichungs- resp. Schmelztempera tur das Dielektrikum ausfliesst.
Anderseits ist die Einbettung von unter Hochspannung stehenden Teilen in thermo- starre Kunstharze bekannt, wobei die Einbet tung in den. flüssigen Harzbildner erfolgt, welch letzterer dann durch eine Polyreaktion, wie z. B. Polymerisation oder Polyaddition, ge härtet wird. Solche Apparate haben die Nach teile, dass im Falle eines Prüfausschusses oder eines Betriebsdefektes die aktiven Teile meist nicht wieder verwendbar sind, da sie aus dem Harz nicht ausbaubar sind. Dies wirkt ver teuernd auf den Preis ein. Ferner sind die verwendbaren Kunstharze selber verhältnis mässig teure Baustoffe.
Die vorliegende Erfindung kombiniert die Vorteile der beiden genannten Systeme, ohne deren Nachteile aufzuweisen. Bei der Härtung findet eine Sehwindung statt, die einen nach innen gerichteten Druck bewirkt, so dass die Kunstharzschicht fest und lückenfrei auf dem innen befindlichen Dielek- trikum aufliegt. Dass diese innige Verbindung möglich ist, wurde durch Versuche nachge wiesen. Als schmelzbare Stoffe kommen insbeson dere unbrennbare oder nur schwer brennbare Wachse in Betracht, wie Chlornaphthalin- Wachse, z.
B. mit der Markenbezeichnung Nibren - Wachse , Chlordiphenyl - Wachse, wachsartige Fluorcarbone, Asphalte, Com- pounde, insbesondere auch asphalthaltige, fer ner können andere Thermoplaste verwendet werden, die bei einer Temperatur schmelzen, die nicht zu Schädigungen führt.
Diese schmelzbaren Massen können ver mengt sein mit pulverförmigen oder faserigen Zusatzstoffen, insbesondere solche minerali scher Art, damit die Brennbarkeit erniedrigt wird. Solche Zusatzstoffe vermindern eines teils den Preis, anderteils die Sehwindung beim Übergang in den festen Zustand und den Ausdehnungskoeffizient. Letzteres ist wichtig, damit bei sinkender Temperatur der Auflage druck des Kunstharzmantels nicht zu sehr absinkt.
Der Zusatzstoff kann auch vorteilhaft auf geschichtetes Papier sein, das den schmelz baren Stoff im geschmolzenen Zustand in seine Poren saugt. Als thermostarre Kunstharze für den Hüll körper eignen sich insbesondere Epoxydharze und einzelne Polyesterharze.
Durch geeignete Wahl des schmelzbaren Stoffes und des Kunstharzes ist es möglich, eine stetige Übergangszone zu schaffen vom einen Stoff zum andern, da sich die beiden Stoffe in ihrer Berührungszone durchmischen. Ist zum Beispiel der Kunstharzausgangsstoff ein geschmolzenes Epoxydharz und das zu um giessende Dielektrikum ein Asphalt-Com- pound, so erweicht dieser bei der Berührung mit dem heissen Harzausgangsstoff und durch mischt diesen in der Grenzzone.
Wenn die Schmelztemperatur bzw. die Er weichungstemperatur des schmelzbaren Di- elektrikums relativ niedrig ist, kann zum Um giessen des erstarrten schmelzbaren Dielektri- kum9 zweckmässigerweise zuerst ein kalthär tendes Harz verwendet werden. Nach dessen Aushärtung kann dann die übrige Isolier schicht durch weiteres Umgiessen mit einem Warmhärter vervollständigt werden.
Das Herstellen von Apparaten passender Form, wie z. B. der Rotationskörper, kann mit Vorteil durch das Schleudergiessverfahren ge schehen, wobei ebensogut die schmelzbare Iso lierschicht wie auch, nachträglich, die thermo- starre Schicht geschleudert werden können.
Die einzubettenden Metallteile des elektri schen Hochspannungsapparates können auch im Sinne der Erfindung vor dem Einbetten in ein schmelzbares Dielektrikum mit einer Schicht aus thermostarrem Kunstharz umgos sen werden, wonach eines der oben erwähn ten Verfahren angewendet wird. Anwendungs beispiele der Erfindung sind in den Fig.1 und 2 dargestellt: . Fig.1 zeigt im Querschnitt einen Strom wandler für hohe Spannungen. 1 ist der ma gnetische Ringkern, 2 ist das Rohr, das die Stromzu- und -ableitung führt, 3 ist das Rohr, das die primäre Wicklung enthält, 4 ist die sekundäre Wicklung.
Die Rohre 2 und 3 wer den mit dem schmelzbaren Dielektrikum 5 umgossen, wobei dasjenige Teil, das die Stromzu- und -ableitungen enthält, mittels eingegossenen Potentialsteuereinlagen 6 ge- steuert werden kann. Die Begrenzungslinie dieser Einlagen ist in der Zeichnung durch 7 angedeutet. Anschliessend wird der ganze Kör per mit einer thermostarren, formbeständigen Criessharzschicht 8 umgossen. 9 sind Witte rungsschirme, z. B. aus Porzellan. 10 ist ein leitender Erdbelag, der mit dem äussersten Steuerbelag leitend verbunden ist.
Fig. 2 zeigt ebenfalls einen Querschnitt eines Stabstromwandlers, mit dem Eisenkern 1, dem Primärleiter 2 und der Sekundärwick lung 4 samt ihrer Klemmenableitung 13. 5 ist die schmelzbare Isolierschicht.
Der aus einer thermostarren formbeständi gen Kunstharzsehicht bestehende Umhüllkör- per 8 übt infolge der Härtungskontraktion einen mechanischen Druck nach innen aus. Wie aus der Zeichnung Fig. 2 ersichtlich, kann das schmelzbare Diele'ktrikum 5 auch die koaxial gewickelten Papierlagen eingebettet enthalten. Gemäss Fig. 2 ist der Umhüllkörper 8 nur in den beiden konischen Endteilen elek- trisch beansprucht.
Die Erfindung lässt sich auch bei Durch führungen anwenden, z. B. indem im letzten. Ausführungsbeispiel der magnetische Kern durch einen Erdflansch ersetzt wird. Es kön nen in diesem Fall, vorzugsweise wenn ge schichtetes Papier verwendet wird, Konden- satorbeläge miteingewickelt werden.
Electrical high-voltage apparatus The electrical insulation technology uses fusible dielectrics such as natural and artificial waxes, compounds containing asphalt, etc. for embedding parts that are under high voltage such as wire spools, iron cores, supply lines, etc.
Apparatus that contain such embedding materials have the disadvantage that those parts that must have an insulating surface and therefore cannot be located in a metal vessel have a surface that is too vulnerable for technical practice, that their insulating part of low mechanical strength, and that if the softening resp. Melting temperature the dielectric flows out.
On the other hand, the embedding of parts under high voltage in thermo-rigid synthetic resins is known, the embedding in the. liquid resin former takes place, which the latter then through a polyreaction, such as. B. polymerization or polyaddition, ge is cured. Such devices have the disadvantage that in the event of a test committee or an operational defect, the active parts are usually not reusable because they cannot be removed from the resin. This increases the price. Furthermore, the synthetic resins that can be used are themselves relatively moderately expensive building materials.
The present invention combines the advantages of the two systems mentioned without having their disadvantages. During the hardening, a visual curl takes place, which causes an inward pressure, so that the synthetic resin layer rests firmly and without gaps on the inner dielectric. Tests have shown that this intimate connection is possible. As fusible substances are in particular incombustible or difficult to burn waxes into consideration, such as chloronaphthalene waxes, eg.
B. with the brand name Nibren waxes, chlorodiphenyl waxes, waxy fluorocarbons, asphalts, compounds, especially asphalt-containing ones, furthermore other thermoplastics can be used that melt at a temperature that does not lead to damage.
These meltable masses can be mixed with powdery or fibrous additives, especially those minerali shear type, so that the flammability is reduced. Such additives partly reduce the price, partly reduce the visual curl during the transition to the solid state and the expansion coefficient. The latter is important so that the pressure of the synthetic resin jacket does not drop too much when the temperature drops.
The additive can also be advantageous on layered paper which sucks the meltable substance into its pores in the molten state. Epoxy resins and individual polyester resins are particularly suitable as thermally rigid synthetic resins for the enveloping body.
With a suitable choice of the fusible substance and the synthetic resin, it is possible to create a constant transition zone from one substance to the other, since the two substances mix in their contact zone. For example, if the synthetic resin raw material is a molten epoxy resin and the dielectric to be cast is an asphalt compound, this softens when it comes into contact with the hot resin raw material and mixes it in the boundary zone.
If the melting temperature or the softening temperature of the fusible dielectric is relatively low, a cold-curing resin can expediently first be used to cast around the solidified fusible dielectric. After it has hardened, the remaining insulating layer can then be completed by further encapsulating with a hot hardener.
The manufacture of apparatuses of a suitable shape, such as B. the rotating body, can be done with advantage by the centrifugal casting process, with the fusible insulating layer as well as, subsequently, the thermally rigid layer can be spun.
The metal parts of the electrical high-voltage apparatus to be embedded can also be encapsulated in the context of the invention before embedding in a fusible dielectric with a layer of thermally rigid synthetic resin, after which one of the above-mentioned methods is used. Application examples of the invention are shown in Figures 1 and 2:. Fig.1 shows in cross section a current transformer for high voltages. 1 is the magnetic toroidal core, 2 is the tube that conducts the current supply and discharge, 3 is the tube that contains the primary winding, 4 is the secondary winding.
The tubes 2 and 3 are encapsulated with the fusible dielectric 5, with the part containing the current supply and discharge lines being able to be controlled by means of encapsulated potential control inserts 6. The boundary line of these deposits is indicated by 7 in the drawing. Then the whole body is cast around with a thermally rigid, dimensionally stable Criessharzschicht 8. 9 are weather screens, z. B. made of porcelain. 10 is a conductive earth covering which is conductively connected to the outermost control covering.
Fig. 2 also shows a cross section of a rod current transformer, with the iron core 1, the primary conductor 2 and the secondary winding 4 together with its terminal lead 13. 5 is the fusible insulating layer.
The enveloping body 8, which consists of a thermally rigid, dimensionally stable synthetic resin layer, exerts a mechanical pressure inward as a result of the hardening contraction. As can be seen from the drawing in FIG. 2, the fusible dielectric 5 can also contain the coaxially wound paper layers embedded. According to FIG. 2, the enveloping body 8 is electrically stressed only in the two conical end parts.
The invention can also be used in implementation, z. B. by in the last. Embodiment the magnetic core is replaced by an earth flange. In this case, preferably if layered paper is used, capacitor linings can also be wrapped.