DE394787C - Durchfuehrungsisolator nach dem Kondensatorprinzip fuer Hochspannungsapparate - Google Patents

Description

Es sind Durchführungsvorrichtungen für Hochspannung führende Leiter nach dem Kondensatorprinzip in weitestgehendem Maße verwendet worden, bei denen die einzelnen Metallzylinder in festes Isoliermaterial eingebettet waren. Es ist ferner auch vorgeschlagen worden, äußerlich ähnlich diesen Durchführungsvorrichtungen gestaltete Purchführungsisolatoren hohl auszubilden und für sich mit Ölfüllung zu versehen.

Gemäß der Erfindung werden die beiden bekannten Anordnungen in der Weise vereinigt, daß ein hohl ausgebildeter Durchführungsisolator eine Anzahl koachsial den Leiter unischließender, als Kondensatorbelegungen wirkender und räumlich getrennter Metallzylinder enthält, wobei der Hohlisolator mit dem Raum des Hochspannungsapparates (Gehäuse eines Transformators, ölschalters, einer Drossel usw.) in Verbindung steht und durch dessen flüssiges Dielektrikum gefüllt ist.

Die neue Bauart zeichnet sich allen bekannten Durchführungsisolatoren gegenüber durch geringere Raumbeanspruchung, Einfachheit der inneren Isolation und dabei große Isolationsfähigkeit, namentlich aber im Vergleich zu den Vorrichtungen mit festem Dielektrikum durch geringe dielektrische Verluste aus. Dieser letztere Umstand macht sie besonders für die Verwendung von hochfrequenten Strömen geeignet.

Die Zeichnung veranschaulicht einige Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung. Es zeigen die Abb. 1, 3 und 5 Längsschnitte durch die ganzen Klemmen, die Abb. 2, 4. 6, 7, 8 und 9 in vergrößertem Maßstabe entsprechende Schnitte durch Einzelheiten. Bei der Einrichtung nach Abb. 1 ist der Hohlisolator aus zwei konischen Hälften I₁, L gebildet. Diese Hälften sind an ihrer größeren . Grundfläche miteinander vereinigt, und zwar sind sie in ringförmigen Eisenkörpern ^₁. e\> befestigt. Diese sind zu diesem Zweck mit einer Rinne r versehen, in die die Enden jedes Isolators eingesetzt und durch Verkitten damit verbunden sind. Mittels dieser Ringe C₁, c, erfolgt auch die Befestigung des Durchführungsisolators an dem Gehäuse g des Hochspannungsapparates. Es sind zu diesem Zweck die Ringe t_x mit Flanschen f versehen, die über den _:

Rand des für den Durchführungsisolator vorgesehenen Ausschnittes α im Gehäuse greifen und mittels senkrecht durchgezogener Schraubbolzen b daran befestigt sind. Zwischen den Flanschen des oberen Ringes e_x und der Gehäusewand ist ein Dichtungsring s beispielsweise aus Leder eingelegt, um den Durchtritt des Isolieröles nach außen zu verhindern.

Innerhalb des Hohlisolators sind konzentrische Metallzylinder ^₁ bis z, angeordnet, die als Kondensatorbelegungen wirken und deren innerster Z₁ den aus dem Hochspannungsapparat herausführenden Leiter L aufnimmt. Der äußerste z_i dieser Zylinder legt sich unmittelbar an die Metallringe C₁, e₂ an und ist zweckmäßig mit dem unteren Ring e₂ durch eine Verschraubung ν verbunden, um dadurch den elektrischen Anschluß an das geerdete Gehäuse g des Hochspannungsapparates herzustellen. Im übrigen sind die sämtlichen Metallzylinder in gleicher Weise ausgebildet. Sie bestehen aus einer unteren und einer oberen Hälfte. Diese Hälften schieben sich genau passend zweckmäßig mit Federung übereinander und sind an ihrem freien Ende mit einer ringförmigen Umbördelung u versehen, die sich fest gegen die Wandung der betreffenden Isolatorhälften J₁ oder ;'_; anlegt. Infolge der Teilung der Metallzylinder paßt sich deren Gesamtlänge genau der Länge der jeweiligen Stelle des Hohlzylinders an und es wird auf diese Weise die Zentrierung der Metallzylinder gewährleistet. Diese stellt sich nämlich selbsttätig ein, sobald nach dem Aufstecken der ~ oberen Metallzylinder auf die in dem anteren Isolatorteil z₂ aufgebauten unteren Zylinderhälften der obere Isolatorteil t\ darübergestülpt und durch das Anziehen der Befestigungsbolzen ö.die sämtlichen Metallzylinder zusammen auf die richtige Länge zusammengeschoben werden.

Damit das das Hohlgehäuse des Hochspannungsapparates erfüllende Öl in sämtliche Teile des Durchführungsisolators gelangen kann, sind, wie Abb. 2 zeigt, die sämtlichen Metallzylinder an ihrem umgebördelten Teil u mit einer größeren Anzahl von Löchern I versehen. Um jedoch durch diese Löcher nicht die elektrostatische Wirkung der Metallzylinder zu beeinträchtigen, sind diese zweckmäßig durch kleine ioo

Platten -p verdeckt, die zwar dem Öl den Durchtritt gestatten, aber elektrisch eine Abschirmung der Öffnung darstellen.

Die obere und untere Öffnung des Hohl-: isolators sind derart reichlich bemessen, daß unten das Öl des Hochspannungsgefäßes frei eintreten, oben die Höhe des Ölspiegels beobachtet werden kann.

Die Gesamtölmenge muß entsprechend dem ίο Gesagten so bemessen werden, daß auch die Durchführungsisolatoren bis an ihren oberen Rand damit gefüllt sind.

In Abb. 3 ist ein Durchführungsisolator gezeigt, der grundsätzlich der Ausführungsform nach Abb. 1 gleicht, bei dem jedoch die Befestigung der Metallzylinder Z₁ bis z_A eine abweichende ist. Es sind dabei in den beiden Teilen i_lt i₂ des Durchführungsisolators Rillen r' vorgesehen, in die Metallringe m entweder fest eingebettet oder federnd eingelegt sind. Gegen diese Ringe legen sich die Metallzylinder mit ihren oberen oder unteren Rändern an. Auch hier sind nahe den Enden der Metallzylinder in einer aus Abb. 4 ersichtlichen Weise Löcher I für den Durchtritt des Öles vorgesehen, die durch Plättchen p abgeschirmt sind. ■

Abb. 4 zeigt eine etwas andere Befestigungsart für die Metallzylinder. Es sind dabei an jeder Befestigungsstelle beispielsweise an dem Isolator I₁ zwei ringförmige Wulste If₁. κ·₂ vorgesehen, von denen wenigstens der untere genau abgeschliffen ist. Der Metallzylinder z» erhält- dann seine seitliche Führung in dem Ring ϊί·₂, während er auf den Ring W₁ sich stützt.

Abb. 5 zeigt eine Ausführungsform des Durchführungsisolators, bei der nur der obere Teil I₁ des Hohlisolators verwendet wird und die Metallzylinder sich nach unten frei in den Raum des Hochspannungsapparates erstrecken. Der Hohlisolator I₁ wird auch hier von einem ringförmigen Eisenkörper C₁ getragen, in dem er durch Einkitten befestigt ist. Dieser Ring ist auf dem Rand des Gehäuseausschnittes mittels Schraubenbolzen befestigt und mit einer Dich tungsscheibe s, die hier zweckmäßig aus Blei besteht, um auch eine elektrische Verbindung herzustellen, abgedichtet.

Bei dieser Ausführungsform enthält der Durchführungsisolator zwei Anschlüsse. Außer dem inneren Leiter L ist noch einer der Metallzylinder Z nach außen geführt und innerhalb de? Gehäuses mit einem entsprechenden Teil der Hochspannungswicklung verbunden.

Derartige Einrichtungen kommen beispielsweise in Betracht für Hochspannungstransformatoren, die zum Betriebe von Lilienfeldröhren dienen, wo außer der Hauptspannung für den Betrieb der Röhre noch die wesentlich kleinere Zündspannung benötigt wird.

Die. einzelnen Metallzylinder sind dann innerhalb des Hohlisolators in folgender Weise geordnet. Der als Leiter dienende Zylinc ist außerhalb des Isolators I₁ zu einer Ku; ausgebildet, die sich auf dessen Rand stützt. Er trägt an der Kugel und dem teren Ende Anschlußvorrichtungen a'. unteren Ende des- Zylinders Z ist ein E wulst c angelötet, auf den sich ein eben ringförmiger Körper q aus Isoliermaterial sti Auf diesem Körper ruht mittels eines 1 förmigen Trägers / der mittelste Metallzylinc der den Leiter L unmittelbar umgibt. D Metallzylinder ist an seinem oberen Ende tels eines weiteren ringförmigen Isolierkörpe der sich auf einen an der Innenseite des Z; ders Z angelöteten Träger t' stützt, geführt. Zylinder ζ mit dem Leiter L ist am ob Ende etwas seitlich gebogen und durch mittels einer Glasplatte d verschlossene nung 0 in der Kugel k herausgeführt. Öffnung gestattet auch zu prüfen, ob der H isolator genügend mit Öl gefüllt ist.

An der Außenseite des Zylinders Z ist ringförmiger Träger t angebracht, auf den der nächstfolgende Metallzylinder Z₁ mi eines isolierenden Abstandhalters q und f an ihm befestigten Ringwulstes c stüzt. sämtlichen Metallzylindern sind nahe ih unteren und oberen Ende Löcher / für Öldurchtritt vorgesehen, die in der aus At ersichtlichen Weise durch Abschirmplättc überdeckt sind. An seinem unteren Ende der Zylinder Z₁ ebenfalls durch einen Abst; halter q gegen den Zylinder Z gesichert. Befestigung der nächstfolgenden Zylinde und z_z erfolgt in derselben Weise. Der ^Z] der ^₃ ist außerdem aber mit dem Metallrir durch einen besonders eingelegten Metallrii leitend verbunden.

Bei dieser Befestigungsart werden im wesi liehen sämtliche Metallzylinder von dem der Kugel k versehenen Zylinder Z getraj Die Befestigung kann auch in der Weise folgen, daß der äußere Zylinder fest mit < Ring e_x verbunden wird und die inneren linder sich dann entsprechend auf diesem ; bauen.

Die sich an den Zylinder Z anschließe Kugel k dient einerseits " als elektrostatisc Schirm, andererseits als Ausgleichsgefäß das im Innern des Hochspannungsappar; befindliche Öl.

Abb. 6 zeigt eine abweichende Ausführui form des oberen Endes des Durchführui isolators, bei dem außer dem' Mittelleite zwei diesen umgebende Metallzylinder Z₁ um als Leiter benutzt werden. Sie sind zu die: Zweck außerhalb des Isolators Z₁ trichterfön erweitert und mit Anschlußvorrichtungen ^ sehen. Auf diesen Trichtern sind Abschl platten f aus Isoliermaterial angeordnet.

Da erfahrungsgemäß bei metallischen Flächen, die durch parallel geschaltete Dielektrika vonsinander getrennt sind, ein Überschlag der spannung leicht an der Grenze der Dielektrika stattfindet, im vorliegenden Fall also an den Berührungsflächen zwischen dem Öl und den Abstandshaltern q, so sind diese aus mehreren gegeneinander versetzten Schichten zusammengesetzt, um den Entladungsweg längs der [rennfläche zu vergrößern. Einige Formen iolcher Distanzstücke sind in den xA.bb. 7, 8 and 9 dargestellt.

In der Abb. 7 sind die aufeinanderfolgenden schichten S₁, S₂, s₃ so angeordnet, daß die bänder eine Treppe bilden, die nach innen Lbfällt. Abb. S zeigt eine ähnliche Gestaltung, lur steigt die von den Abstandshaltern ge- >ildete Treppe nach innen an. In Abb. 9 sind ;leichgroße Schichtstücke durch kleinere, ebenalls untereinander gleiche getrennt.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel lient als Dielektrikum Öl. Statt dessen könnte uch, ohne Abweichung von dem Grundge-.anken der Erfindung, Druckluft verwendet ,•erden. Es müßten in diesem Fall die Durchiihrungsisolatoren nach außen hin vollkommen iftdicht abgeschlossen werden, dafür können ie als Durchführuns des Öles dienenden .öcher an den einzelnen Metallzylindern in Ortfall kommen.

Als Material für den Hohlisolator kommt 1 erster Linie Porzellan in Betracht, doch ignen sich aiich andere Isolierstoffe für diesen weck.

Claims (11)

1. Patent-Ansprüche: ,

   r. Durchführungsisolator nach dem Kon- . densatorprinzip für Hochspannungsapparate, gekennzeichnet durch einen mit dem Innenraum des Hochspannungsapparates in Verbindung stehenden, mit dessen flüssigem Dielektrikum gefüllten Hohlisolator, in dem den Leiter in an sich bekannter Weise koachsial umgebende Metallzylinder, die nach außen in ihrer Länge abnehmen, derart angeordnet und eingerichtet sind, daß sie dem Dielektrikum den Durchtritt längs des ganzen Isolators gestatten.
2. 2. Durchführungsisolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlisolator aus zwei konisch gestalteten Teilen 1 besteht, die zu einem in der Mitte an dem ^; Hochspannungsapparat befestigten Doppelkonus vereinigt und an dessen Innenseite i die Metallzylinder mit den Rändern gelagert i sind. · i
3. 3. Durchführungsisolatornach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallzylinder mit abgerundeten, wulstartig umgebogenen Rändern der Innenfläche des Hohlisolators anliegen.
4. 4. Durchführungsisolator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallzylinder an ihren Enden durch in kreisförmige Rillen des Hohlisolators eingelegte, zweckmäßig federnd ausgebildete metallische Ringe gehalten werden.
5. 5. DurchfühYungsisolator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, · daß die Metallzylinder mit ihren Enden ringförmigen Vorsprängen an der Innenseite des Hohlisolators anliegen, in die sie durch Einschleifen eingepaßt sind.
6. 6. Durchführungsisolator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallzylinder aus zwei gegeneinander verschiebbaren Teilen bestehen, die bei der Zusammensetzung der Klemme das Zentrieren und feste Einpassen der Zylinder in den Hohlisolator erleichtern.
7. 7. Durchführungsisolator nach Anspruch I₁" dadurch gekennzeichnet, daß an dem oberen, spitzen Ende de? Hohhsolators die Metallzylinder, der innere den nächstfolgenden äußeren tragend, befestigt sind.
8. 8. Durchführungsisolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne der Metallzylinder als Leiter ausgebildet und aus dem Isolator herausgeführt sind.
9. 9. Durchführungsisolator nach Anspruch 8, go dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Hohlisolator herausgeführten Metallzylinder trichterförmig aufgeweitet sind.
10. ro. Durchführungsisolator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der äußerste der für die Abzweigungen in Betracht kommenden Metallzylinder am Ende des Hohlisolators als Hohlkugel ausgebildet ist, durch deren Wand die weiter innen gelegenen Zylinder Leitungen nach außen entsenden und die zugleich als Ausgleichgefäß für die Volumänderungen des Öls wirkt.
11. 11. Durchführungsisolator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Metallzylindern angebrachte - isolierende Abstandshalter derart abgestuft sind oder aus mehreren radial hintereinander angeordneten und derart gegenein- ■ ander versetzten Schichten bestehen, 'daß der Kriechweg für die Spannung vergrößert ist.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.