-
Spannungswandler Zur Spsrnungsmessung in vollisolierten, metallgekapselten
Hochspannungsschaltanlagen werden neben l-apazitiven-Spannungswandlern induktive
Spannungswandler eingesetzt. Zwar lassen sich die induktiven Spannungswandler im
Vergleich zu den kapazitiven Wandlern nur mit einem vergleichsweise hohen Aufwand
herstellen, sie bieten jedoch den Vorteil einer großen Leistung bei nahezu beliebiger
Genauigkeit. Außerdem liefern sie eine große Grenzleistung.
-
Ein bekannter induktiver Spannungswandler (Dv-AS 1 807 997) für eine
mittels Isoliergas vollisolierte, metallgekapselte Hochspannungsschaltanlage ist
in einem an der Metallkapsel angebrachten Druckkessel untergebracht. Er besteht
im wesentlichen aus einem Rahmenkern, auf dessen einen Schenkel Primär- und Sekundärwicklung
aufgebracht sind; die Anordnung aus fl1imäund Sekundärwicklung ist in Gießharz eingegossen,
wobei der Gießharzkörper auch eine Durchfuhrung für den Hochspannungsanschluß bildet.
-
Dieser bekannte induktive Spannungswandler ist zwar in isolationstechnlscher
und meßtechnischer Hinsicht vorteilhaft, beansprucht aber einen verhältnismäßig
großen Raum.
-
Bei einem weiteren bekannten induktiven Spannungswandler für SF6-isolierte,
gekapselte Schaltanlagen (ETZ-A, Bd.94 (1973)
H.7, Seite 420) ist
ebenfalls ein Rahmenkern verwendet, auf dessen einem Schenkel Sekundär- und Primärwicklung
aufgebracht sind. Die Anordnung aus den beiden Wicklungen ist wiederum in einem
Gießharzkörper eingebettet, der an seiner Hochspannungsausleitung einen tellerförmiger.
Isolator trägt. Dieser tellerartige Isolator bildet den Tragkörper für einen auf
der von der Metallkapsel abgewendeten Seite aufgebrachten TopS, in den aus Korrosionsgründen
ebenfalls SF6 eingefüllt ist. Auch dieser bekannte induktive Spannungswandler bildet
einen verhältnismäßig großräumigen Fortsatz der Hochspannungsschaltanlage und ist
daher wegen des relativ großen beanspruchten Raumes ungünstig.
-
Im Hinblick auf den Raumbedarf ist ein anderer bekannter induktiver
Spannungswandler (DD-OS 2 209 734) vorteilhafter, der einen scheibenförmigen GießharzBörper
aufweist; in dem Gießharzkörper ist der auf Hochspannungspotential liegende Ringkern
mit der auf ihn unmittelbar aufgebrachten Hoohspannungswicklung und einer auf der
Hochspannungswicklung angeordneten Sekundärwicklung untergebracht. Die Herstellung
dieses bekannten Spannur.gswandler-s bereitet jedoch dann Schwierigkeiten, wenn
er für höhere Spannungen ausgelegt werden soll, weil dann der Gießharzkörper verhältnismäßig
groß sein muß und schwer zu gießen ist.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spannungswandler für
vollisolierte, metallgekapselte Hochspannungsschaltanlagen vorzuschlagen, der einfach
herstellbar ist und sich durch einen vergleichsweise geringen Raumbedarf auszeichnet.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einem Spannungswandler
mit einem Ringkern mit aufgebrachter Sekundärwicklungsanordnung und Primarwicklung
und mit einer äußeren isolierenden Umhüllung für vollisolierte, metallgekapselte
Hochspannungsschaltanlagen mit mindestens einem Hochspannung führenden Innenleiter
und einer geerdeten Metallkapsel aus.
-
Dieser Spannungswandler zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus,
daß der Spannungswandler im Innern der Metallkapsel quer zu ihrer
Längsachse
angeordnet ist, daß die Prim oticklung mit ihrem hochspannungsseitigen Ende über
ein Anschlußelement mit dem Innenleiter galvanisch verbunden ist und daß das erdseitige
Ende der Primärwicklung gemeinsam mit den Enden der Sekundärwicklungsanordnung in
einer Durchführung der äußeren Isolierung durch die Metallkapsel nach außen geführt
sind.
-
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Spannungswandlers besteht vor allem
darin, daß er sich durch einen einfachen Aufbau auszeichw net. Außerdem ist dieser
Aufbau raumsparend, weil der erfindungsgemäße Spannungswandler nur einenverhältnismäßig
schmalen Toroid darstellt, der ohne nennenswerten zusätzlichen Raumbedarf an einem
Ende der Metallkapsel im Zuge der Hochspannungsschaltanlage angeordnet werden kann.
Zu einem raumsparenden Aufbau trag' auch bei, daß der erfindungsgemäße Spannungswandler
in seiner Formgestaltung der der Metallkapsel der vollisolierten Hochspannungsschaltanlage
angepaßt ist. Aufgrund seines einfachen Aufbaues sind auch die Herstellungskosten
des erfindungsgemäßen Spannungswandlers relativ gering.
-
Im Hinblick auf eine gute Isolation zwisehen Hochspannungs- und Erdpotential
ist der erfindungsgemäße Spannungswandler vorteilhafterweise derart bemessen und
angeordnet, daß er sich mit seiner inneren Umfangsfläche im Abstand vom Innenleiter
und mit seiner äußeren Umfangsfläche im Abstand Ton der Metallkapsel befindet. Zwischen
Hochspannungs- und Erdpotential ergibt sich dann insbesondere bei einer gebräuchlichen
Isolation aus SF6 für die Hochspannungsschaltanlage eine geschichtete Isolation,
die sich durch eine hohe Durchschlagfestigkeit auszeichnet.
-
Der erfindungsgemäße Spannungswandler kann in interschiedlicher Weise
in der Metallkapsel gehalten sein. So ist es möglich, daß er sich mittels entsprechender
Zentriermittel an dem Innenleiter bzw. im Falle mehrerer Innenleiter an diesen Innenleitern
abstützt. Als besonders vorteilhaft wird Jedoch eine Halterung des erfindungsgemäßen
Spannungswandlers angesehen, bei der der Spannungswandler durch Befestigungselemente
mit seiner Durchführung an einer Befestigungsplatte der Metallkapsel gehalten ist.
-
Einen besonderen Vorteil im Hinblick auf eine einfache Montage und
einen geringen Raumbedarf bietet der erfindungsgemäße Spannungswandler dann, wenn
er in Hochspannungsschaltanlagen mit mehreren Innenleitern eingesetzt wird. In diesem
Falle ist nämlich der einem Innenleiter zugeordnete Spannungswandler neben weiteren,
übrigen Innenleitern zugeordneten und in Richtung der Längsachse der Metallkapsel
aufeinander folgenden Spannungswandlern angeordnet. Die drei Spannungswandler bilden
dann eine verhältnismäßig kompakte Anordnung an einem Ende der Metallkapsel.
-
Zur Schaffung eines Spannungswandlers nach der Erfindung, der in einer
einzigen Ausführung zum Einsatz in dreipoligen, d.h.
-
in Hochspannungsschaltanlagen mit drei Innenleitern, geeignet ist,
weist der Spannungswandler vorceilhafterweise zwei in einem Winkel von 1200 gegeneinander
versetzte, mit dem hochspannungsseitigen Ende der Primärwicklung verbundene Anschluß"
elemente auf. Auf diese Weise ist erreicht, daß bei einer dreipoligen Hochspannungsschaltanlage
mit ein und demselben Spannungswandlertyp der Hochspannungsanschluß der Primärwicklung
der einze£ien Wandler mit dem zugeordneten Innenleiter in einfacher Weise verbunden
werden kann.
-
Zur Erläuterung der Erfindung ist in Figur 1 teilweise im Querschnitt
ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Spannungswandlers in einer Hochspannungsschaltanlage
mit drei Innenleitern gezeigt. In Figur 2 ist die Anordnung von drei erfindungsgemäß
ausgebildeten Spannungswandlern in einer Seitenansicht wiedergegeben.
-
In der Figur 1 ist eine Metallkapsel 1 einer Hochspannungsschaltanlage
2 zu erkennen, in der ein Spannungswandler 3 vor zwei weiteren in der Darstellung
nach Figur 1 verdeckten Spanrungswandlern untergebracht ist. Der Spannungswandler
3 weist einen Ringkern 4 auf, auf den eine Sekundärwicklungsanordnung 5 aufgebracht
ist. Außen auf der Sekundärwicklungsanordnung 5 befindet sich die Primärwicklung
6, und zwar derart, daß ihr hochspannungsseitiges Ende 7 außen und das erdseitige
Ende in der Nähe des Kernes 4 liegt.
-
Die Hochspannungsschaltanlage 2 enthält Innenleiter 8, 9 und 10,
von denen der Innenleiter 8 über ein Anschlußelement 11 eine galvanische Verbindung
zum hochspannungsseitigen Ende 7 der Primärwicklung 6 herstellt.
-
Die Anordnung aus Eisenkern 4, Sekundärwicklungsanordnung 5 und Primärwicklung
6 ist von einer äußeren Isolierumhüllung 12 umgeben, die an ihrem in der Figur 1
oberen Ende eine Durchführung 13 bildet. Innerhalb dieser Durchführung 13 sind sowohl
die Enden 14 der Sekundärwicklungsanordnung 5 als auch das erdseitige Ende 15 der
Irimärwicklung 6 nach außen geführt. Die Enden 14 der Sekundärwicellmgsanordnung
5 sind dabei in nicht dargestellter Weise an einen Klemmkasten geführt, während
das Ende 15 der Primärwicklung 6 geerdet ist.
-
Der Spannungswandler 3 ist im Bereich einer Öffnung 16 der Metallkapsel
1 an einer eingeschweißten Befestigungsplatte 17 mittels Schrauben gehalten. Die
Befestigungsplatte 17 ist dabei zur Herausführung der Wicklungsenden mit einer Ausnehmung
18 versehen.
-
Wie die Figur 2 zeigt, lassen sich drei Spannungswandler 3, 20 und
21 in einem Aufbau, wie er im Zusammenhang mit der Beschreibung der Figur 1 eingehend
erläutert worden ist, in raumsparender Weise in einem Abschnitt 23 der Hochspannungsschaltanlage
2 nebeneinander anordnen. Zu diesem Zwecke sind die Innenleiter 8, 9 und 10 unterschiedlich
weit derart geführt, daß sie jeweils innerhalb der einzelnen Spannungswandler 20,
21 und 3 enden.
-
Jeder Innenleiter ist dabei über ein Anschlußelement mit dem hochspannungsseitigen
Ende der jeweiligen Primarwicklunj verbunden. Um mit einem einzigen Spannungswandlertyp
auszukommen, weist dieser um 1200 versetzt auf seiner inneren Umfangsfläche neben
einem ersten Anschlußelement 7 ein weiteres Anschlußelement 24 auf. Damit ist es
möglich, die Spannungswandler mit sämtlichen drei Innenleitern 8, 9 und 10 ohne
irgendwelche Nacharbeiten zu verbinden.
-
Mit der Erfindung wird ein induktiver Spannungswandler für vollisolierte,
metallgekapselte Hochspannungsschaltanlagen vorgeschlagen, der sich insbesondere
durch einen einfachen und raumsparenden Aufbau sowie durch geringe Herstellungskosten
auszeichnet.
-
2 Figuren 5 Patentansprüche