DE598815C

DE598815C - High voltage clamp for the implementation of a high voltage power line

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Publication number: DE598815C
Application number: DES89757D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1929-02-03
Filing date: 1929-02-03
Publication date: 1934-06-19

Description

Es sind bereits Hochspamnungsklemmeri zur Durchführung von Hochspannungsleitungen durch eine Wand ο. dgl. bekannt, welche die Leitung mit einem Gehäuse aus festem dielek-S irischem Werkstoff umschließen und in welchen die Wandöffnung einen größeren inneren Durchmesser, also eine größere Echte Weite hat, als der äußere Durchmesser der Hochspannungsleitung beträgt, in denen ferner der Zwischenraum zwischen der Leitung und der Wandöffnung sowie das Innere des festen dielektrischen Gehäuses mit Preßgas gefüllt sind.There are already high spam jams Passing high voltage power lines through a wall ο. Like. Known which the Enclose line with a housing made of solid dielek-S Irish material and in which the wall opening has a larger inner diameter, i.e. a larger true width has than the outer diameter of the high-voltage line, in which also the Space between the pipe and the wall opening as well as the inside of the solid dielectric housing are filled with compressed gas.

Die Erfindung bezieht sich auf eine der-The invention relates to one of the

_t5 artige Ausbildung und Anordnung einer solchen Hochspannungsklemme als Schutzfunkenstrecke für die durch die Wandöffnung führende Hochspannungsleitung, damit diese auch auf steile Wanderwellen verzögerungsfrei, d. h. ohne vorherige Büschel- oder Koronabildung, anspricht. _t 5-like design and arrangement of such a high-voltage terminal as a protective spark gap for the high-voltage line leading through the wall opening, so that it responds without delay to steep traveling waves, ie without prior formation of clusters or corona.

Die Erfindung betrifft außerdem besondere mit der Sicherheitsvorrichtung; verbundene Einrichtungen, die auf Überdruck und Überhitzung ansprechen. Auf Überdruck ansprechende Sicherheitsvorrichtungen für Hochspannungsleitungen sind an sich bekannt. Die nachstehend geschilderten Einrichtungen haben den Vorteil besonders einfacher Bauart und überdies den Vorteil, daß sie sowohl auf Überdruck als auch auf Erhitzung ansprechen. Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der nachfolgenden ausfuhrEchen Beschreibung an Hand der Zeichnungen erstens an einem Beispiel in Anwendung auf leinen Transformator dargestellt, in welchem sich ein gasförmiges Dielektrikum unter erhebEchem Druck, etwa von 15 Atmosphären, befindet, ferner in Anwendung auf eine allgemeine Hochspannungsführung, beispielsweise bei der Durchführung 'einer Hochspannungsleitung durch eine Wand.The invention also relates particularly to the safety device; connected Devices that respond to overpressure and overheating. Responsive to overpressure Safety devices for high-voltage lines are known per se. The facilities described below have the advantage of a particularly simple design and moreover the advantage that they respond to both overpressure and heating. Further details of the invention are given in the following detailed description with reference to the drawings an example applied to a small transformer shown, in which a gaseous dielectric is under considerable pressure, about 15 atmospheres, also in application to a general high-voltage line, for example in the Execution of a high voltage power line through a wall.

Abb. ι zeigt eine Hochspannungsklemmie in senkrechtem Schnitt, deren eines Ende nach dem Innern eines Transformatorgehäuses hin offen ist, das mit einem gasförmigen Dielektrikum angefüllt ist. Abb. 2 ist ein Schnitt auf Linie 2-2, Abb. 3 ein solcher auf Linie 3-3 der Abb. r. Abb. 4 ist ein senkrechter Schnitt durch leine Klemme, welche als Wandeinführung geeignet ist, Abb. 5 ein vergrößerter Längsschnitt des oberen Endteils der in Abb. 4 gezeigten Anordnung.Fig. Ι shows a high-voltage terminal in vertical section, one end of which towards the inside of a transformer housing is open, which is filled with a gaseous dielectric. Fig. 2 is a section on Line 2-2, Fig. 3 such on line 3-3 of Fig. R. Fig. 4 is a vertical section with a leash clamp, which is suitable as a wall entry, Fig. 5 an enlarged one Longitudinal section of the upper end part of the arrangement shown in Fig. 4.

Abb. ι zeigt ein Transformatorgehäuse ./4, welches luftdicht abgeschlossen und mit einem gasförmigen Dielektrikum gefüllt ist, welches unter einem Druck von beispielsweise 15 Atm. steht.Fig. Ι shows a transformer housing ./4, which is hermetically sealed and filled with a gaseous dielectric, which under a pressure of, for example, 15 atm. stands.

Als gasförmiges Dielektrikum kann man beispielsweise Stickstoff verwenden, dem in Fällen, wo große Wärmemengen durch das Gas abgeleitet werden müssen, zweckmäßig Helium beigemischt wird. Eine Hochspannungsleitung i, welche von der Hochspan-Nitrogen, for example, can be used as the gaseous dielectric, which in In cases where large amounts of heat have to be dissipated through the gas, it is advisable to add helium. A high voltage line i, which is from the high voltage

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nungsseite des in dem Gehäuse A befindlichen Apparates, beispielsweise von '.einer Seite der Hochspannungswicklung des Transformators ausgeht, wird durch die Wand des Transformatorgehäuses A hinausgeführt und ist in einem Klemmenverschluß 2 am Außenende eines rohrartigen Teils 3 aus festem Isoliermaterial verankert. In diesem Verschlußstück 2 ist auch das Außenende einer Metallröhre 4 verankert, durch welche Leitung 1 hindurchgeht und mit der sie elektrisch leitend verbunden ist. Diese Metallröhre dient dazu, den Radius der Leitung 1 zu vergrößern und ihr so die richtigen Größenverhältnisse für die gewünschte verzögerungsfreie Funkenstrecke zu geben. Wenn der Leiter 1 den geeigneten Radius und die erforderliche Festigkeit selbst besitzt, so braucht die Röhre 4 nicht verwendet zu werden, wenn sie auch viele ao Konstruktionsvorteile besitzt, beispielsweise auf einfache Weise mit einer polierten Oberfläche von genauer Krümmung versehen werden kann. Die Röhre 4 mit dem Leiter 1 geht mitten durch eine Metallröhre oder Büchse 5 *5 hindurch, welche an der Seite des Transformatorgehäuses A angeschweißt ist. Röhre 4 ist von der Innenfläche der Büchse S durch einen ringförmigen Zwischenraum getrennt, welcher mit dem Innern des Transformatorgehäuses in offener Verbindung steht, so daß bei Füllung des Gehäuses mit einem gasförmigen Dielektrikum unter Druck von etwa 15 Atm. auch der Raum zwischen der Röhre 4 und der Innenfläche der Büchse 5 von diesem Dielektrikum erfüllt ist. Dieser ringförmige Zwischenraum zwischen Rohr 4 und der Innenfläche der Büchse 5 ist in Abb. 2 genau kenntlich. Im weiteren Sinne schließt der Ausdruck Leitung sowohl den Draht oder Leiter 1 wie die Metallröhre 4 'ein.voltage side of the apparatus located in the housing A, for example, of '.One side of the high voltage winding starts of the transformer is led out through the wall of the transformer housing A and is anchored in a clamping fastener 2 on the outer end of a tubular part 3 of solid insulating material. In this closure piece 2, the outer end of a metal tube 4 is anchored, through which line 1 passes and to which it is electrically connected. This metal tube is used to enlarge the radius of the line 1 and so give it the correct proportions for the desired instantaneous spark gap. If the conductor 1 itself has the appropriate radius and the required strength, the tube 4 need not be used, although it has many advantages in construction, for example it can easily be provided with a polished surface of precise curvature. The tube 4 with the conductor 1 goes right through a metal tube or sleeve 5 * 5 which is welded to the side of the transformer housing A. Tube 4 is separated from the inner surface of the sleeve S by an annular gap which is in open communication with the interior of the transformer housing, so that when the housing is filled with a gaseous dielectric under pressure of about 15 atm. the space between the tube 4 and the inner surface of the sleeve 5 is also filled by this dielectric. This annular space between the tube 4 and the inner surface of the sleeve 5 can be clearly seen in FIG. In a broader sense, the term line includes both the wire or conductor 1 and the metal tube 4 '.

Die durch die Röhre 4 und die Muffe S gebildete Entladungsstrecke ist so bemessen, daß dem Funkenübergang keine Leuchterscheinung (Korona) vorausgeht, es ist also eine Schnellentladungsstrecke. Die Teile werden in ihrer Größenzuordnung vorteilhaft so gewählt, daß die Entladung bei einer Potentialdifferenz erfolgt, welche niedriger als diejenige ist, bei welcher der Transformator in dem Gehäuse A beschädigt werden würde. Durch diese Sicherheitsvorrichtung werden also die Leiter und das feste Dielektrikum des Transformators 6 vor Beschädigung beim Auftreten besonders hoher Potentialdifferenzen bewahrt. Tritt eine gefährliche Potentialdifferenz auf,, so durchbricht sie das gasförmige Dielektrikum zwischen den Schnellentladungsstreckeelektroden und ermöglicht den Ausgleich des hohen Potentials über das geerdete Transformatorgehäuse A. The discharge path formed by the tube 4 and the sleeve S is dimensioned in such a way that the spark transition is not preceded by a luminous phenomenon (corona), so it is a rapid discharge path. The size of the parts is advantageously chosen so that the discharge takes place at a potential difference which is lower than that at which the transformer in the housing A would be damaged. This safety device thus protects the conductors and the solid dielectric of the transformer 6 from damage when particularly high potential differences occur. If a dangerous potential difference occurs, it breaks through the gaseous dielectric between the high-speed discharge gap electrodes and enables the high potential to be equalized via the earthed transformer housing A.

Das Außenende der Röhre 4 ragt in eine Kammer 8 im inneren Ende 9 des Verschlußstückes ,2 hinein, dessen äußeres Ende mit ■einem Gewinde versehen ist und in eine mit Innengewinde versehene Öffnung am äußeren Ende des rohrartigen, aus einem festen Dielektrikum, wie beispielsweise Kunstharz,' bestehenden Teils 3 eingreift. Um die ' Verschraubung zwischen dem Verschlußstück 2 und dem Außenende von Rohr 3 luftdicht zu machen, kann ein geeignetes Dichtungsmittel zwischen die Schraubengänge gebracht sein. Dazu kann ein Kitt gewählt werden, welcher bei einem durch Überhitzung 'entstehenden Überdruck entweder brüchig wird oder schmilzt und dann herausgeblasen wird. In beiden Fällen kann das gasförmige Dielektrikum dann ausströmen. Die durch Ausströmen des Gases bedingte Druckerniedrigung bewirkt bekanntlich eine Verringerung der Durchschlagsspannung des gasförmigen Mediums und sichert daher die beabsichtigte Ausbildung eines Kurzschlusses. Das Metallrohr 4 ist in der Kammer 8 des Verschlußstückes 2 durch eine niedrig schmelzende Legierung 7 verankert, welche die Metallröhre 4 in der richtigen kurzen Schnellf unkenstreckeentfernung zu der Innenfläche der Büchse 5 hält. Wenn daher die Vorrichtung durch Feuer oder sonstwie überhitzt wird, so wird die niedrig schmelzende Legierung weich oder schmilzt, wodurch die Metallröhre 4 in Kontakt mit der Büchse 5 kommt, so daß ein Kurzschluß erzeugt wird,, welchef die in den Stromkreis eingeschalteten Sicherungen betätigt und dadurch den Stromkreis;, in welchem der Transformator liegt, unterbricht. Der rohrartige Isolator 3 besitzt an seinem Innenende eine mit Schraubengewinde versehene Verbindung mit der an einer passenden Öffnung des (Transformatorgehäuses A luftdicht angeschweißten Büchse 5. Auch an dieser Verschraubung kann ein herausdrückbarer Kitt verwendet werden.The outer end of the tube 4 protrudes into a chamber 8 in the inner end 9 of the plug, 2, the outer end of which is provided with a thread and into an internally threaded opening at the outer end of the tubular, made of a solid dielectric such as synthetic resin , 'existing Part 3 intervenes. In order to make the 'screw connection between the closure piece 2 and the outer end of the pipe 3 airtight, a suitable sealant can be placed between the screw threads. For this purpose, a putty can be selected which either becomes brittle or melts and is then blown out in the event of an overpressure caused by overheating. In both cases, the gaseous dielectric can then flow out. The decrease in pressure caused by the outflow of the gas is known to have the effect of reducing the breakdown voltage of the gaseous medium and therefore ensures the intended formation of a short circuit. The metal tube 4 is anchored in the chamber 8 of the plug 2 by a low-melting alloy 7 which keeps the metal tube 4 at the correct short flash distance from the inner surface of the liner 5. Therefore, if the device is overheated by fire or otherwise, the low melting point alloy will soften or melt, whereby the metal tube 4 comes into contact with the sleeve 5, so that a short circuit is created, which operates the in-circuit fuses thereby the circuit; in which the transformer is located, interrupts. At its inner end, the tubular insulator 3 has a screw-threaded connection with the bushing 5 welded airtight to a suitable opening in the transformer housing A.

In Abb. 4 ist die Anwendung der Erfindung für eine Wandeinführung gezeigt. Die Anordnung umfaßt eine mittlere metallische Röhre oder Büchse 12 mit zwei rohrartigen Teilen 13 und 14 aus dielektrischem Material, welche an je einem Ende der Büchse 12 befestigt sind. Rohr 13 ist mit einem Klemmenverschluß 15, entsprechend dem Verschlußstück 2 der Abb. 1, versehen und trägt in entsprechender Weise die Metallröhre 17, welche in elektrischem Kontakt mit der Hochspannungsleitung 18 steht. Das rohrartige Teil 14 ist mit einem Verschlußstück 16 versehen, welches einen Ventilmechanismus zur Einführung eines geeigneten gasförmigein Dielektrikums unter Druck von etwa 15 Atmosphären in der Klemme enthält. ■ Dieses Ventil besteht, wie genauer in Abb. 5 gezeigt ist, aus einem zylin-In Fig. 4 the application of the invention for a wall lead-in is shown. The order comprises a central metallic tube or sleeve 12 with two tubular parts 13 and 14 made of dielectric material, which are each attached to one end of the sleeve 12. Tube 13 is with a clamp lock 15, corresponding to the closure piece 2 of Fig. 1, provided and carries in a corresponding manner the metal tube 17, which is in electrical contact with the high voltage line 18 stands. The tubular part 14 is provided with a closure piece 16 which has a Valve mechanism for introducing a suitable gaseous into dielectric underneath Contains about 15 atmospheres of pressure in the clamp. ■ This valve consists of how is shown in more detail in Fig. 5, from a cylindrical

drischen Ventilkörper 21, welcher ein Kugelventil 22 trägt, das den Gasdurchgang durch das Verschlußstück 16 regelt. Der Durchgang wird nach, dem Einfüllen des gasförmigen Dielektrikums mittels einer Schraubenplatte 23, einem Packungsteil 24 und einem Schraubenverschluß 25 verschlossen.drischen valve body 21, which carries a ball valve 22, the gas passage through the locking piece 16 regulates. The passage becomes after, the filling of the gaseous Dielectric sealed by means of a screw plate 23, a packing part 24 and a screw lock 25.

Abb. 4 zeigt, daß die Außenfläche der Metallröhre 17 und die Innenfläche der rohrartigen Büchse 12 die beiden Elektroden der Entladungsstnecke bilden, außerdem sind bei dieser Anordnung, ebenso wie in Abb. 1, zusätzliche Sicherheitsvorrichtungen durch die schmelzbare Befestigung der Röhre 17 an dem Klemmenverschluß 15 gegeben, ferner dadurch, daß an den verschiedenen Verschlußverschraubungen ein Kitt verwendet wird, welcher brüchig wird oder schmilzt und durch. Überdruck bei Überhitzung herausgedrückt wird. Der Kitt, welcher zwischen Verschlußstück 2 und dem rohrartigen Teil 3 der Abb. 1 und zwischen dem Verschlußstück 15 und dem rohrartigen Gehäuse 13 der Abb. 4 verwendet wird, ist der gleiche wie der zwischen dem Verschlußstück 16 und dem rohrartigen Teil 14, die am besten aus der vergrößerten Abb. 5 zu erkennen sind.Fig. 4 shows that the outer surface of the metal tube 17 and the inner surface of the tubular Sleeve 12 form the two electrodes of the discharge tube, and are at this arrangement, as in Fig. 1, additional safety devices by the given fusible attachment of the tube 17 to the terminal closure 15, further by, that a putty is used on the various screw connections, which becomes brittle or melts and through. Overpressure pushed out in case of overheating will. The putty, which between the closure piece 2 and the tubular part 3 of Fig. 1 and used between the plug 15 and the tubular housing 13 of FIG is the same as that between the plug 16 and the tubular part 14, which can best be seen in the enlarged Fig. 5.

Um die geschilderte Vorrichtung (Abb. 4) an einer Wand oder an einem Körper anzubringen, durch welchen die Leitung hindurchgefühlt werden soll, ist es empfehlenswert, Büchse 12 mit einer Flanschverbreiterung 19, 20 zu versehen.
Aus Abb. ι und 4 ist ersichtlich, daß in einer empfehlenswerten Ausführungsform der Erfindung die in Abb. 1 durch die Röhre 4 und in Abb. 4 durch die Röhre 17 verkörperte Hochspannungsleitung an einem Ende durch eine Verbindung mit dem Endteil des dielekirischen Röhrenteils getragen wird. Diese Anordnung besitzt einen besonderen Vorteil, weil Unterschiede in der Ausdehnung oder Zusammenziehung infolge von Temperaturwechsel im Apparat keine schädigenden Wirklingen hervorrufen können. So sind beispielsweise nach Abb. 1 die Hochspannungsleitung 4 und die damit verbundenen metallischen Teile an demjenigen Ende des festen dielektrischen Teils 3 befestigt, welches dem Transformatorgehäuse A abgewandt ist, durch welches die Hochspannungsleitung hindurchgeführt wird, während das innere Ende der Hochspannungsleitung, also das innere Ende der Röhre 4, an Verschiebungen in Richtung der Rohrachse nicht behindert ist. Es sind also bei Temperaturwechsel Ausdehnungen und Verkürzungen des Kunstharzgehäuses 3 und des metallischen Hochspannungsteils 4 in verschiedenem Maße möglich, ohne die Festigkeit der Anordnung hinsichtlich des unter Druck befindlichen gasförmigen Dielektrikums zu behindern. Auch auf diesen Vorteil ist in der Ausführungsform nach Abb. 4 Bedacht genommen. Das in der Kammer 8 des Verschlußstükkes 2 eintretende Ende der Metallröhre 4 ist mit .einer Anzahl von Öffnungen 4° versehen (Abb. 1), außerdem ist das innere linke Ende der Kammer 8 verengt, so daß die metallische Röhre 4 durch das verengte Ende eintritt. Es ist ferner ersichtlich, daß die Größenverhältnisse der Kammer 8 und der Röhre 4 so ge- ' wählt sind, daß ein schmaler Zwischenraum zwischen der Röhre 4 und den Innenwänden der Kammer 8 vorhanden ist. Durch diesen Zwischenraum und auch durch die Öffnungen 4° in dem Rohr 4 dringt die Legierung 7 und verbindet das Rohr 4 fest mit dem Verschlußstück 2. Auch der Leiter 1, welcher durch die Röhre 4 hindurchgeht, ist in diese Legierung 'eingebettet, so daß der Leiter 1 nicht nur fest verankert ist, sondern auch einen guten elektrischen Kontakt mit dem Verschluß 2 und den damit verbundenen Tei- · len besitzt. Es sei bei dieser Gelegenheit erwähnt, daß neben den schon früher angegebenen Vorteilen der Verwendung eines Teils 4 in Röhrenform eine weitere praktische Erleichterung darin besteht, daß bei der Verbindung der Röhre 4 mit den anderen Teilen die Legierung 7 in die Kammer 8 'einfach dadurch eingebracht werden kann, daß sie in geschmolzenem Zustand in das freie Ende des Rohres 4 eingeführt wird.In order to attach the described device (Fig. 4) to a wall or to a body through which the line is to be felt, it is advisable to provide sleeve 12 with a flange widening 19, 20.
From Fig. 1 and 4 it can be seen that in a recommendable embodiment of the invention, the high-voltage line embodied in Fig. 1 by the tube 4 and in Fig. 4 by the tube 17 is supported at one end by a connection to the end part of the dielectric tube part . This arrangement has a particular advantage because differences in expansion or contraction as a result of temperature changes in the apparatus cannot cause any damaging effects. For example, according to Fig. 1, the high-voltage line 4 and the metal parts connected to it are attached to that end of the solid dielectric part 3 which faces away from the transformer housing A through which the high-voltage line is passed, while the inner end of the high-voltage line, i.e. the inner one End of the tube 4, is not hindered from displacements in the direction of the tube axis. In the event of temperature changes, expansion and contraction of the synthetic resin housing 3 and the metallic high-voltage part 4 are possible to different degrees without impairing the strength of the arrangement with regard to the pressurized gaseous dielectric. This advantage has also been taken into account in the embodiment according to FIG. 4. The end of the metal tube 4 entering the chamber 8 of the closure piece 2 is provided with a number of openings 4 ° (Fig. 1), and the inner left end of the chamber 8 is narrowed so that the metal tube 4 passes through the narrowed end entry. It can also be seen that the proportions of the chamber 8 and the tube 4 are selected in such a way that there is a narrow gap between the tube 4 and the inner walls of the chamber 8. The alloy 7 penetrates through this gap and also through the openings 4 ° in the tube 4 and firmly connects the tube 4 to the closure piece 2. The conductor 1, which passes through the tube 4, is also embedded in this alloy, so that the conductor 1 is not only firmly anchored, but also has good electrical contact with the closure 2 and the parts connected to it. It should be mentioned on this occasion that, in addition to the advantages of using a part 4 in the form of a tube, a further practical relief is that, when the tube 4 is connected to the other parts, the alloy 7 is simply introduced into the chamber 8 'thereby can be that it is introduced into the free end of the tube 4 in a molten state.

Claims

Patent claims:

1. High-voltage clamp for implementation a high-tension power line through a wall o. The like. Which the line with a housing made of solid encloses dielectric material and has a larger clear width in the wall opening than the diameter of the high-voltage line is, in which also the space between the line and the metallic wall opening as well the inside of the solid dielectric housing are filled with pressurized gas, thereby characterized in that the opening in the wall part and the through the wall opening no leading high-voltage line, dimensioned in such a way, in particular in diameter are that these two parts' a virtually instantaneous even on steep traveling waves Form a suitable protective spark gap.

2. High-voltage terminal 'according to claim i, characterized in that the High-voltage line is attached to the insulating housing in such a way, in particular by means of a low-melting alloy, that at the appropriate 'temperature

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increase the high-voltage line is loosened, and its location - to others Parts of the facility changed, especially in short-circuit distance to metallic wall opening.

3. High voltage terminal according to claim ι and 2, characterized in that that the dielectric pressurized gas can escape through openings in the event of overheating or overpressure, which open automatically as a result of overstimulation or your overpressure.

4. High-voltage terminal according to claim 3, characterized in that the The screw connection between the closure piece and the tube made of dielectric material is sealed with a putty; the in the event of excess temperature or pressure it melts or becomes brittle and an outlet opening for the gas releases.

5. A method for producing a high-voltage terminal according to claim 1 - To 4, characterized in that in the outer end of the tube made of solid dielectric Material a metal part is used, which is an inwardly open Narrowing has that further into this narrowing 'a part introduced at its perforated metal tube inserted and relative to the walls of the dielectric Housing is centered, and that further the gap between the Metal pipe and - the walls of the constriction through a introduced into this metal pipe molten metal is filled.

Please refer to the sheet of drawings