DE19547120A1

DE19547120A1 - Electrode for medium- or high-voltage apparatus

Info

Publication number: DE19547120A1
Application number: DE1995147120
Authority: DE
Inventors: Erwin Dipl Ing Reichl
Original assignee: Sachsenwerk AG; AEG Sachsenwerk GmbH
Current assignee: Schneider Electric Sachsenwerk GmbH
Priority date: 1995-12-16
Filing date: 1995-12-16
Publication date: 1997-06-19

Abstract

An electrode is made from wire mesh and has a curved surface with edge zones rounded off in the radial direction. The wires of the mesh are slanting relative to the axis (11) and the radius in the edge zone is a multiple of the wire diameter. All the wires have the same slant angle, approximately 45 degrees. The bending radius of the edge zone lies between 1 and 3 mm. The edge zone has a bend of about 180 degrees, this being an outwards bend. The procedure for making this electrode has the mesh curved first to the required shape and then the end zone is bent around.

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektrode gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.The invention relates to an electrode according to the preamble of the first claim.

Es ist bei Elektroden für die Anwendung in Mittel- oder Hochspannungsgeräten ganz allgemein bekannt, zur Vermeidung von Spitzenentladungen die Randzone abzurunden. Bei der Herstellung derartiger Elektroden aus einem Drahtgitter ergeben sich Schwierigkeiten dadurch, daß einzelne Drahtabschnitte gestreckt und andere gestaucht werden, wenn der Biegevorgang nicht um eine geradlinige Achse ausgeführt wird. Das ist beispielsweise der Fall, wenn ein ebenes Drahtgitter parallel zur Laufrichtung der einen Drähte, beispielsweise zu einem Rohrkörper gewickelt und zusätzlich die freien stirnseitigen Randzonen radial umgebogen werden müssen. Beim Biegevorgang der Randzone ist es dabei in der Massenfertigung erfahrungsgemäß nicht möglich, die in Umfangsrichtung verlaufenden Drähte ausreichend zu strecken, wenn die Randzone radial nach außen umgebogen wird bzw. diese Drähte zu stauchen, wenn die Randzone radial nach innen umgebogen wird.It is for electrodes for use in medium or High-voltage devices generally known to avoid to round off the edge zone from peak discharges. In the Production of such electrodes from a wire mesh Difficulties arise from the fact that individual Wire sections are stretched and others are compressed, if the bending process is not carried out around a straight axis becomes. This is the case, for example, when a level Wire mesh parallel to the running direction of one wire, for example wound into a tubular body and additionally the free frontal edge zones are bent radially have to. It is in the process of bending the edge zone Experience has shown that mass production is not possible To stretch the circumferential direction sufficiently, if the edge zone is bent radially outwards or this Squeeze wires when the peripheral zone is radially inward is bent.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Elektrode gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs Maßnahmen zu treffen, die eine querschnittsverändernde Bearbeitung der sich kreuzenden Drähte erübrigt. The invention is based, with an electrode measures according to the preamble of the first claim meet a cross-sectional editing of the crossing wires is unnecessary.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs.This object is achieved according to the invention by the characteristic features of the first claim.

Bei einer Ausgestaltung einer Elektrode gemäß der Erfindung werden die sich lose kreuzenden Drähte des zunächst zylinderförmig zusammengefügten Drahtgitterabschnitts in einem anschließenden Verformvorgang für die stirnseitigen Randzonen außer in Umbiegerichtung auch in Umfangsrichtung gebogen, wobei sich die ursprünglich rechteckige Felder umschließenden, sich kreuzenden Drähte so zueinander stellen, daß die rechteckigen Felder zu rautenförmigen Feldern verformt werden. Dabei tritt in Richtung der Mantellinie der Elektroden-Mantelfläche im Bereich der Randzone eine Verkürzung der Felddiagonale, also des Abstands zwischen den sich diagonal gegenüberstehenden, als Gelenke wirkenden Kreuzungspunkten der Drähte ein. Dadurch wird ein Strecken oder Stauchen von Drähten sicher vermieden, nachdem sich lediglich die Gesamtlänge der Mantellinie verkürzt. Hierbei gelangt demnach das Prinzip der Nürnberger Schere zur Anwendung, die bei diagonal aneinandergefügten Gelenkvierecken bei einer Längung in einer Richtung eine Verkürzung in der Querrichtung erfährt, ohne die Schenkel der Gelenkvierecke zu strecken oder zu stauchen. Die Rundung der abzurundenden stirnseitigen Randzone kann dabei in weiten Grenzen variiert werden und für die Anwendung in Hochspannungsgeräten ein Mehrfaches des Drahtdurchmessers betragen, um eine optimale elektrische Feldlinienverteilung im Bereich der Randzonen zu erreichen.In an embodiment of an electrode according to the invention the loosely crossing wires of the first cylindrical wire mesh section in a subsequent deformation process for the front Edge zones not only in the direction of bending but also in the circumferential direction bent, being the originally rectangular fields surrounding, intersecting wires so that that the rectangular fields become diamond-shaped fields be deformed. This occurs in the direction of the generatrix Electrode outer surface in the area of the edge zone one Shortening the field diagonal, i.e. the distance between the facing each other diagonally, acting as joints Crossing points of the wires. This will stretch or avoiding upsetting of wires after itself only the total length of the surface line is shortened. Here therefore the principle of the Nuremberg scissors Application that when diagonally joined Quadrilaterals for elongation in one direction Undergoes shortening in the transverse direction without the legs of the Stretch or squeeze quadrilaterals. The rounding of the The frontal edge zone to be rounded off can be broad Limits can be varied and applied in High voltage devices a multiple of the wire diameter amount to an optimal electrical field line distribution to reach in the area of the peripheral zones.

Die Drähte des Drahtgitters weisen vorzugsweise jeweils um gleiche Winkelgrade gegenüber der Mantellinie des gewölbten Elektrodenkörpers geneigte Längsachsen auf, um innerhalb der einzelnen Drahtgitterfelder eine symmetrische Konfiguration zu erzielen. Insbesondere ist die Neigung der Drähte am planen oder nur in einer Richtung gewölbten Drahtgitter jeweils etwa 45 Winkelgrade gegenüber der in Achsrichtung geradlinig verlaufenden Mantellinie geneigt, so daß handelsübliche Drahtgittermatten als Ausgangswerkstoff für die Herstellung der Elektroden gewählt werden können. Der Biegeradius wird dabei insbesondere wenigstens 1 mm groß gewählt, um eine für die Feldlinienverteilung günstige Rundung bereitstellen zu können. Vorzugsweise wird die Randzone radial nach außen umgebogen, wenn diese Elektrode als Feldsteuerelektrode oder als Kondensatorelektrode in einem Stützisolator, einer Kabelsteckvorrichtung oder einer Durchführung für Mittel- oder Hochspannung zur Anwendung gelangt und der Hochspannungsleiter innerhalb der rohrförmigen Elektrode verläuft. Werden zwei solcher Elektroden koaxial mit radialem Abstand voneinander als Kondensator zur Auskopplung von Hochspannung, beispielsweise in einem Stützisolator oder einer Kabelsteckvorrichtung benutzt, dann ist es zweckmäßig, die innere Ringelektrode mit radial nach innen umgebogener Randzone auszustatten. Dabei ist es vorteilhaft, die Randzone zumindest annähernd um 180 Winkelgrade umzubiegen, damit die scharfkantigen Enden der Drähte durch den benachbarten Teil der zylindrischen Elektrode elektrisch abgeschirmt werden und keine Spitzenentladungen verursachen können.The wires of the wire grid preferably each have equal degrees of angle to the generatrix of the curved Electrode body inclined longitudinal axes to within the individual wireframe fields a symmetrical configuration to achieve. In particular, the inclination of the wires is at plan or curved wire mesh only in one direction each about 45 degrees in relation to that in the axial direction rectilinear surface line inclined so that commercially available wire mesh mats as the starting material for the manufacture of the electrodes can be selected. Of the The bending radius is in particular at least 1 mm chosen to be a favorable for the field line distribution To be able to provide rounding. Preferably the Edge zone bent radially outwards when this electrode as a field control electrode or as a capacitor electrode in a post insulator, a cable connector or one Implementation for medium or high voltage for use arrives and the high voltage conductor within the tubular electrode. Become two such Electrodes coaxial with radial spacing from each other Capacitor for decoupling high voltage, for example in a post insulator or a cable connector used, then it is appropriate to use the inner ring electrode to provide a radially inwardly bent edge zone. Here it is advantageous to move the edge zone at least approximately by 180 Bend angular degrees so that the sharp ends of the Wires through the adjacent part of the cylindrical Electrode are shielded and none Can cause peak discharges.

Bei der Herstellung einer so ausgebildeten Elektrode kann ein ebener, rechteckiger Drahtgitterabschnitt verwendet werden, der so ausgeschnitten ist, daß die sich kreuzenden Drähte gegenüber den Seitenkanten des Abschnitts vorzugsweise um einen Winkel von 45 Grad geneigt verlaufen. Dieser Drahtgitterabschnitt kann dann um eine parallel zu einer Seitenkante verlaufende Achse gewölbt und insbesondere rohrförmig gestaltet werden können. Bei zylindrischer Gestaltung der Elektrode können die aneinander anstoßenden oder einander überlappenden Seitenkanten fest miteinander, z. B. durch Rollen- oder Punktschweißen, verbunden werden, wodurch diese Elektrode eine für die weitere Bearbeitung ausreichende Stabilität aufweist. Anschließend kann dann jeweils die offene Stirnseite der Randzone in radialer Richtung umgebogen werden, wobei die einzelnen Drähte tatsächlich nur gebogen werden, weil die durch die Durchmesserveränderung eintretende Längenveränderung durch den Effekt der Nürnberger Schere im Drahtgitter ausgeglichen wird.When producing an electrode designed in this way, a flat, rectangular wire mesh section are used, which is cut out so that the crossing wires over the side edges of the section run at an angle of 45 degrees. This Wire mesh section can then be parallel to one Side edge of the running axis curved and in particular can be designed tubular. With cylindrical Design of the electrode can be abutting or overlapping side edges firmly with each other, e.g. B. connected by roller or spot welding, making this electrode one for further processing has sufficient stability. Then you can in each case the open end of the edge zone in a radial Direction are bent, taking the individual wires actually only be bent because of that by the Change in diameter caused by change in length compensated for the effect of the Nuremberg scissors in the wire mesh becomes.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is based on the drawing of a Embodiment explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine im Querschnitt dargestellte Durchführung für Mittel- oder Hochspannungsanwendungen und Fig. 1 is a cross-section for medium or high voltage applications and

Fig. 2 eine Längsschnittdarstellung der Feldsteuer-elektrode. Fig. 2 is a longitudinal sectional view of the field control electrode.

Bei einer elektrischen Durchführung 1 für Mittel- oder Hochspannung wird ein an Hochspannungspotential liegender Leiter 2 stabil durch eine an Erdpotential liegende Wand 3 eines Gehäuses hindurchgeführt. Der Leiter 2 ist in ausreichender Länge axial beidseits der Wand 3 von einem stabilen Isolierkörper 4 aus einer Isoliermasse, insbesondere von Gießharz umgeben, an den ein äußerer Ringbund 5 mit einer Nut für eine O-Ringdichtung angeformt ist. Der Ringbund 5 des Isolierkörpers 4 wird dabei mittels nicht dargestellter Spannelemente an die Wand 3 angespannt, wobei die in der axial offenen Ringnut liegende Ringdichtung 6 den gasdichten Abschluß zwischen einem inneren, insbesondere SF6-gefüllten Gasraum 7 und einem außerhalb des von der Wandung 3 umschlossenen Gasraums 7 liegenden Luftraum 8 bewerkstelligt. Die axiale Länge des Isolierkörpers 4 kann im Gasraum 7 aufgrund des höheren Isoliervermögens kürzer ausgebildet sein als im luftisolierten Raum 8. In den Isolierkörper ist eine rohrförmig ausgebildete Elektrode 9 eingebettet, die den Leiter 2 mit radialem Abstand konzentrisch umschließt. Die Elektrode 9 ist an ihren stirnseitigen Randzonen 9.1 in radialer Richtung abgerundet, wobei die Abrundung jeweils nach außen ausgebildet ist. Der Radius der jeweiligen Abrundung ist so gewählt, daß die freien Enden 9.2 mit radialem Abstand von dem zylindrischen Elektrodenabschnitt 9.3 stehen. Der Biegeradius beträgt bei einer Drahtstärke von beispielsweise 0,2 bis 0,4 mm und einem Biegeradius der Randzone 9.1 der Elektrode 9 mindestens 1 mm und vorzugsweise 2 bis 10 mm. Dabei sind die Randzonen 9.1 um etwa 180 Winkelgrade umgebogen, so daß die freien Enden 9.2 der beiden stirnseitigen Randzonen aufeinander zuweisen. Die Bördelung kann selbstverständlich auch weniger als 180 Grad aber auch wesentlich mehr betragen. Wichtig ist, daß der umgelegte Schnittrand des Gewebes im Anwendungsfall in einem feldtoten Raum (bezogen auf das elektrische Feld) zu liegen kommt, zumal vom Rand abstehende Einzeldrähte des Gewebes an der Elektrode eine enorme Spitzenwirkung besitzen würden.In the case of an electrical feedthrough 1 for medium or high voltage, a conductor 2 which is at high voltage potential is guided stably through a wall 3 of a housing which is at ground potential. The conductor 2 is surrounded in sufficient length axially on both sides of the wall 3 by a stable insulating body 4 made of an insulating compound, in particular cast resin, to which an outer collar 5 is formed with a groove for an O-ring seal. The collar 5 of the insulating body 4 is clamped to the wall 3 by means of clamping elements (not shown), the ring seal 6 lying in the axially open ring groove providing the gas-tight seal between an inner, in particular SF6-filled gas space 7 and an outside of the one enclosed by the wall 3 Gas space 7 lying air space 8 accomplished. The axial length of the insulating body 4 can be made shorter in the gas space 7 due to the higher insulating capacity than in the air-insulated space 8 . A tubular electrode 9 is embedded in the insulating body and concentrically surrounds the conductor 2 at a radial distance. The electrode 9 is rounded at its end edge zones 9.1 in the radial direction, the rounding being formed outward in each case. The radius of the respective rounding is chosen so that the free ends 9.2 are at a radial distance from the cylindrical electrode section 9.3 . With a wire thickness of, for example, 0.2 to 0.4 mm and a bending radius of the edge zone 9.1 of the electrode 9, the bending radius is at least 1 mm and preferably 2 to 10 mm. The edge zones 9.1 are bent by approximately 180 degrees, so that the free ends 9.2 of the two end edge zones face each other. The flare can of course be less than 180 degrees, but also much more. It is important that the folded cutting edge of the tissue comes to lie in a field-dead space (based on the electrical field), especially since individual wires of the tissue protruding from the edge would have an enormous tip effect.

Um eine Gestaltung der Randzonen 9.1 in dieser Weise zu ermöglichen, ist die Elektrode 9 aus einem Drahtgitter mit sich kreuzenden, elektrisch leitfähigen Drähten 10 gebildet, wobei parallel zueinander verlaufende Drähte 10.1 einer Gruppe bespielsweise 90 Winkelgrade gegenüber einer zweiten Gruppe von Drähten 10.2 verläuft. Die Drahtgruppen 10.1 und 10.2 sind nach Art eines Kett-Schußfaden-Gewebes miteinander verbunden und verlaufen in ihrer Längsrichtung gegenüber einer parallel zur Wölbungsachse 11 verlaufenden Mantellinie der Mantelfläche des zylindrischen Elektrodenabschnitts 9.3 jeweils geneigt. Die Neigung der Drahtgruppen 10.1 und 10.2 ist gleich groß gewählt und beträgt vorzugsweise jeweils etwa 45 Winkelgrade. Die Drähte 10.1 und 10.2 umschließen demnach in unverformtem Zustand rechteckige Felder. Im Bereich der Randzone 9.1 jedoch, in der eine Veränderung des Durchmessers eintritt, werden diese rechtwinkligen Felder nach Art einer Nürnberger Schere diagonal in Umfangsrichtung gestreckt und verlieren gleichzeitig in ursprünglich axialer Richtung an Abstand zwischen den einzelnen Kreuzungspunkten, so daß rautenförmige Felder im Krümmungsbereich gebildet werden.In order to make it possible to design the edge zones 9.1 in this way, the electrode 9 is formed from a wire grid with intersecting, electrically conductive wires 10 , wherein wires 10.1 of a group running parallel to one another, for example, run 90 degrees with respect to a second group of wires 10.2 . The wire groups 10.1 and 10.2 are connected to one another in the manner of a warp-weft fabric and each run inclined in their longitudinal direction with respect to a surface line of the lateral surface of the cylindrical electrode section 9.3 running parallel to the curvature axis 11 . The inclination of the wire groups 10.1 and 10.2 is chosen to be the same size and is preferably approximately 45 degrees each. The wires 10.1 and 10.2 therefore enclose rectangular fields in the undeformed state. In the area of the edge zone 9.1, however, in which a change in the diameter occurs, these rectangular fields are stretched diagonally in the circumferential direction in the manner of a pair of Nuremberg scissors and at the same time lose the distance between the individual crossing points in the original axial direction, so that diamond-shaped fields are formed in the area of curvature .

Die Herstellung einer Elektrode mit diesem Aufbau gestaltet sich äußerst einfach, nachdem hierzu lediglich ein ebener, rechteckiger Drahtgitterabschnitt benötigt wird, der so ausgeschnitten ist, daß die einzelnen Drahtgruppen 10.1 und 10.2 jeweils in einer Diagonalrichtung, also gegenüber den äußeren Seitenkanten des Drahtgitterabschnitts geneigt verlaufen. Der so ausgeschnittene Drahtgitterabschnitt braucht dann lediglich um eine parallel zu einer Seitenkante verlaufende Achse zu einem Zylinder gewölbt zu werden, der an seiner die Stoßkante bildenden Mantellinie fest miteinander verbunden werden kann. Der so vorgefertigte, in sich stabile Elektrodengrundkörper braucht dann lediglich nur noch im Bereich seiner Randzonen 9.1 radial zur Wölbungsachse 11 mit weitgehend beliebig großem Radius umgebördelt zu werden, wobei die Kett- und Schußfäden des Drahtgewebes weder gestaucht noch gestreckt, sondern nur gebogen werden. Dieses Biegen erfolgt in einem kontinuierlichen Formvorgang ohne die Ausbildung von Drahtknickungen, die sonst beim unvermeidlichen Stauchen von einzelnen Drähte auftreten und die für eine hohe Spannungs-festigkeit erforderliche optimale Feldlinienverteilung stören.The manufacture of an electrode with this structure is extremely simple, since only a flat, rectangular wire mesh section is required, which is cut out in such a way that the individual wire groups 10.1 and 10.2 each run in a diagonal direction, i.e. inclined with respect to the outer side edges of the wire mesh section. The wire mesh section cut out in this way then only needs to be arched around an axis running parallel to a side edge to form a cylinder which can be firmly connected to one another at its surface line forming the abutting edge. The prefabricated, stable electrode base body then only needs to be flanged in the area of its edge zones 9.1 radially to the curvature axis 11 with a largely arbitrarily large radius, the warp and weft threads of the wire mesh being neither compressed nor stretched, but only bent. This bending takes place in a continuous molding process without the formation of wire kinks, which otherwise occur when individual wires are inevitably compressed and which disrupt the optimal field line distribution required for high dielectric strength.

Die Elektrode 9 ist noch mit Ausleitungen 12 elektrisch verbunden, welche in radial in den Ringbund 5 eingeformte Steckeraufnahmen 13 eingreifen. Diese Ausleitungen 12 können unmittelbar an Erdpotential angeschlossen werden, um den Durchführungsbereich zwischen Elektrode 9 und Wand 3 dielektrisch völlig zu entlasten und dort z. B. elektrische Teilentladungen in den Restluftspalten zu geerdeten Bauteilen hin zu vermeiden. Es ist aber auch möglich, die Ausleitungen mit einer Hochspannungsmeßeinrichtung zu verbinden, über welche unter Ausnutzung der Elektrode 9 eine kapazitive Spannungsauskopplung gegenüber dem Leiter 2 erfolgen kann. The electrode 9 is also electrically connected to leads 12 which engage in plug receptacles 13 formed radially in the annular collar 5 . These exits 12 can be connected directly to earth potential to completely relieve the bushing area between electrode 9 and wall 3 and there z. B. Avoid partial electrical discharges in the residual air gaps to earthed components. However, it is also possible to connect the leads to a high-voltage measuring device, via which a capacitive voltage decoupling with respect to the conductor 2 can take place using the electrode 9 .

Dabei ist die Anwendung einer solchen Elektrode auch bei Kabel-steckvorrichtungen oder Stützisolatoren mit Feldsteuer elektroden oder Kondensatorelektroden in gleich vorteilhafter Weise möglich, wie Fig. 1 zeigt. In Fig. 2 ist eine Einzel darstellung der Elektrode in einer Längsschnittdarstellung wiedergegeben.The use of such an electrode is also possible with cable plug devices or post insulators with field control electrodes or capacitor electrodes, as shown in FIG. 1. In Fig. 2 a single representation of the electrode is shown in a longitudinal sectional view.

Claims

1. Electrode made from a wire mesh of intersecting, electrically conductive wires and with a curved outer surface, in particular with a tubular outer surface, and with a peripheral zone rounded in the radial direction, characterized in that the wires ( 10.1 , 10.2 ) in the longitudinal direction with respect to a parallel to the axis of curvature ( 11 ) extending inclined surface line of the outer surface and that the radius in the area of the edge zone ( 9.1 ) is a multiple of the wire diameter.

2. Electrode according to claim 1, characterized in that the wires ( 10.1 , 10.2 ) are each inclined by the same degree of angle with respect to the surface line ( 11 ).

3. Electrode according to claim 1 or 2, characterized in that the wires ( 10.1 , 10.2 ) in the region of the part running along a surface line ( 9.3 ) are inclined in opposite directions by approximately 45 degrees.

4. Electrode according to claim 1 or one of the following, characterized in that the bending radius of the edge zone ( 9.1 ) is at least 1 mm and is in particular between 1mm and 3mm.

5. Electrode according to claim 1 or one of the following, characterized in that the edge zone ( 9.1 ) is bent at least approximately by 180 degrees.

6. Electrode according to claim 1 or one of the following, characterized in that the edge zone ( 9.1 ) is bent radially outwards.

7. Electrode according to claim 1 or one of the following, characterized in that the wires ( 10.1 , 10.2 ) enclose rectangular fields in the simply curved area of the lateral surface ( 9.3 ) and diamond-shaped fields in the area of the bent edge zone ( 9.2 ).

8. A method for producing an electrode according to claim 1 or one of the following, characterized, that a flat, rectangular wire mesh section with the Side edges inclined, crossing wires around one is arched parallel to a side edge and that the then curved edge zone additionally is bent radially to the curvature axis.

9. Use of an electrode according to claim 1 or one of the following, in one for medium or high voltage application certain implementation, a cable connector or a post insulator as a field control electrode or Capacitor electrode.

10. Use of electrodes according to claim 9 as Capacitor electrodes, concentrically one inside the other arranged electrodes the edge zones of the outer electrode are curved outwards and the inner electrode inwards.