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Prüfanordnung für hohe Spannungen Bei Hochspannungsprüfräumen für
höchste Spannung ist der umbaute Raum und damit einer der Hauptkostenpunkte wesentlich
von einer zweckentsprechenden Anordnung der Prüfspannungsquellen, das sind der Prüftransformator
und der Stoßgenerator, abhängig. Da diese Prüfeinrichtungen meist unabhängig voneinander
verwendet werden, und zwar so, daß entweder die eine oder andere welle benutzt wird,
so ist schon vorgeschlagen worden, sie beweglich auszuführen, damit bei der Wechselspannungsprüfung
der Stoßgenerator aus dem Hochspannungsarbeitsbereich entfernt wird, und umgekehrt.
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Die Erfindung betrifft nun eine Prüf transformatoranordnung in Kaskadenschaltung,
die aus tnehreren Teiltransformatoren besteht, die unter Berücksichtigung der vorstehend
erwähnten Gesichtspunkte besonders raumsparend ausgeführt sind.
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Für raumsparende Ausführungen sind schon Vorschläge bekanntgeworden,
etwa so, daß die Teiltransformatoren übereinanderhängend ausgeführt werden, wobei
die so gebildete hängende Transformatorensäule beweglich, d. h. auf Schienen laufend
vorgesehen war (Vorschlag a). Der Vorteil dieser Anordnung ist der, daß unter dem
Punkt höchsten Potentials ein bis zum Fußboden des Prüfraumes freier Arbeitsraum
besteht, der für die Versuchsaufbauten zur Verfügung steht; der Nachteil ist der,
daß die Hallen- bzw. Deckenkonstruktionen für das Gesamtgewicht der Kaskade, das
sind beispielsweise
2o t, ausgelegt werden muß, wobei die Gesamtanlage
außerordentlich verteuert wird: Es ist auch schon vorgeschlagen worden, um von dem
früher meist vorgesehenen treppenartigen Aufbau der Teiltransformatoren abzukommen,
der außerordentlich viel Platz beanspruchte, die Teiltransformatoren turmartig übereinander
aufzubauen (Vorschlag b). Damit ist wohl eine relativ leichte Hallenkonstruktion
möglich, die Halle muß aber größer werden als bei dem Vorschlag a, da jetzt der
Raum unter dem Punkt höchsten Potentials für den Transformatorenaufbau benötigt
wird.
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Die Erfindung geht nun davon aus, daß in den Höchstspannungsprüf-
und Versuchsräumen die meisten Untersuchungen mit Wechselspannungen durchgeführt
werden, die geringer sind als etwa die Hälfte der höchsten zur Verfügung stehenden
Prüfspannungen. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, die Prüftransformatorenkaskade
so aufzubauen, daß ein oder mehrere Teiltransformatoren für den meist benutzten
Teil der Prüfspannung stehend angeordnet werden, am zweckmäßigsten in Richtung einer
Raumdiagonale des Hochspannungsraumes, während der Höchstspannungsteil der Prüfkaskade
an der Decke des Hochspannungsraumes isoliert aufgehängt und zweckmäßig beweglich
angeordnet ist, wobei er ebenfalls aus einem oder mehreren Teiltransformatoren bestehen
kann.
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Der Platzbedarf des ersten Teiles der Gesamtkaskade ist, bezogen auf
den für die höchste Spannung bemessenen Versuchsraum, relativ gering, so daß im
allgemeinen keine Notwendigkeit des Beiseiteschiebens für diesen Teil der Kaskade
besteht, wenn etwa in der Hochspannungshalle mit hohen Stoßspannungen gearbeitet
wird.
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Dieser stehend aufgebaute Teil der Kaskade kann auch ohne weiteres
in einem kleinen, an die eigentliche Hochspannungshalle anschließenden und nach
dieser offenen Nebenraum untergebracht werden, da er nur für einen Teil des höchsten
Spannungsbetrages ausgelegt ist und demzufolge mit relativ kleinen Abständen gegen
den umgebenden Raum auskommt. Auf diese Weise sind die Vorteile der Anordnung nach
Vorschlag a, daß unter dem Höchstspannungspol eine freie Arbeitsfläche vorhanden
ist, ohne seine Nachteile, daß die Decken-bzw. Hallenkonstruktion für das Gesamtgewicht
der Kaskade zu bemessen sind, erzielt.
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Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert, woraus auch verschiedene weitere erfindungsgemäße Einzelheiten
erkennbar werden.
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Fig. i zeigt eine Seitenansicht und Fig. 2 eine Draufsicht auf die
erfindungsgemäße Anordnung in schematischer Darstellung.
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Der Prüftransformator in Kaskadenschaltung besteht dabei aus den beiden
Teiltransformatoren i und 2. Diese sind wie üblich als Zweischenkeltransformatoren
mit Schubwicklung ausgebildet, wobei auf jedem Schenkel eine Wicklung für z. B.
300 kV untergebracht ist. Insgesamt liefert somit die Prüfkaskade eine Prüfspannung
von i Zoo kV, die z. B. für die Entwicklung der Hochspannungseinrichtungen für eine
4oo-kV-übertragungsanlage benötigt werden. Die Kernbleche der Einzeltransformatoren
i und 2 sind so angeordnet, daß ihre Flächen senkrecht stehen, wobei die Kerne horizontal
übereinanderliegen, während die zugehörigen Hochspannungsdurchführungen 3, q. bzw.
5, 6 waagerecht stehen. Die Kerne werden dabei vorteilhaft so angeordnet, daß beim
stehenden Teiltransformator die Wicklungspotentiale vom Fußboden aus nach oben,
beim hängend angeordneten Teiltransformator von der Decke aus nach unten zunehmen.
Der Teiltransformator i ist von Erde isoliert in einer Ecke des Prüfraumes auf einem
oder mehreren Stützisolatoren 7 aufgebaut, und zwar vorzugsweise derart, daß er
mit seiner durch die Durchführungen 3 und q. bestimmten Achse etwa in der einen
Diagonale des Prüfraumes liegt. Er beansprucht auf diese Weise hochspannungsgemäß
gesehen, den geringsten Platz, so daß der übrige Raum für die Versuchsaufbauten
in größtem Umfange zur Verfügung steht. Bei dieser Anordnung kann dieser Transformator
ohne weiteres als selbständige Einheit betrieben werden. Wird das Höchstspannungsversuchsfeld
zunächst nur für Arbeiten mit der entsprechenden Teilspannung eingerichtet, so ändert
sich an der Aufstellung dieses Teiltransformators überhaupt nichts. d. h. seine
Fundamente und sonstigen Befestigungsmittel sind nicht für wesentlich höhere Lasten
von vornherein vorzusehen.
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Der Höchstspannungsteil der Prüfkaskade ist nach den Fig.i und 2 an
der Decke hängend angeordnet, wobei er über Isolatorenketten g an der Laufkatze
io einer Kranbahn i i befestigt ist. Die Verbindung zwischen den beiden Teiltransformatoren
i und 2 wird durch eine lösbare, vorzugsweise als Hohlseil ausgebildete Leitung
12 hergestellt, die unter Umständen im oberen Teil in ein starres Rohr bestimmter
Form übergeht, um in der Nähe des Höchstspannungspols 17 ein möglichst ungestörtes
Feld zu schaffen. Die Kranbahn selbst ist so bemessen, daß der Teiltransformator
2 der Kaskade auf ihr bis an jene Stelle des Prüfraumes gefahren werden kann, die
mit Rücksicht auf die durchzuführenden Arbeiten erwünscht ist. Den kleinsten umbauten
Raum der Hochspannungshalle erhält man, wenn in der Arbeitsstellung die durch die
Durchführungen 5 und 6 des Teiltransformators .2 gegebene Achse wieder nach einer
Raumdiagonale orientiert ist. Zweckmäßig werden die Achsen der Durchführungen 5
und 6 in der Betriebsstellung in der gleichen vertikalen Ebene angeordnet wie die
Achsen der Durchführungen 3 und q. des Teiltransformators i.
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Die für die Bewegung des Teiltransformators 2 maßgebende Kranbahn
i i kann so angeordnet werden, daß der Transformator 2 nicht über den Transformator
i in die Ecke gefahren, sondern auf einer Kreisbahn 18 nach einer der seitlichen
Hallenwände geschwenkt wird, wobei er unter Umständen, hochspannungsmäßig gesehen,
noch weniger Platz in Anspruch nimmt. Die Laufkatze selbst wird zweckmäßig mit motorischem
Antrieb und Fernsteuerung ausgerüstet.
Für die Spannungsmessungen
werden bei derartigen Prüfanordnungen für höchste Spannungen zweckmäßig Meßkondensatoren
zur kapazitiven Spannungsteilung verwendet. Nach einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens
werden diese Meßkondensatoren konstruktiv so mit den Teiltransformatoren verbunden,
daß sie mit ihnen eine Einheit bilden und zur Erzielung genauer Meßergebnisse eine
kapazitive Abschirmung erhalten, die gegebenenfalls über Widerstände an geeignete
Potentialpunkte der Prüfkaskade angebracht werden. In Fig. i ist der Meßkondensator
für die gesamte Spannung nach Erde mit 13 bezeichnet und mit Abschirmringen 14,
15, 16 und an seinem Höchstspannungspol mit einer großen Abschirmhaube 17 versehen.
Die Abschirmringe werden erforderlichenfalls an besonderen Isolatorenketten aufgehängt,
ihre Anlenkleitungen sind in Fig. i mit 18 bezeichnet, sie führen einerseits an
den Kessel des Teiltransformators 2 bzw. an die Zwischenrahmen i9 und 2o der Isolatorenkette
9, die ihrerseits wieder mit den entsprechenden Potentialpunkten der Prüfkaskade
verbunden werden können. In Fig. i ist dabei nur die Anlenkung des Steuerrahmens
i9 über die Leitung 21 an die Armatur der Durchführung 5 eingezeichnet, der Steuerrahmen
20 wäre gegebenenfalls mit dem Kasten des Teiltransformators i zu verbinden. Auch
diese Anlenkung der Steuerrahmen wird erforderlichenfalls über Widerstände vorgesehen,
die ebenso wie im Falle der Anlenkung der Schirmringe 14, 15 und 16 eine Überbeanspruchung
der jeweiligen Isolationsstrecken verhindert, wenn vom Höchstspannungspol 17 aus
Überschläge nach Erde erfolgen. In Fig. i ist, von der Armatur der Durchführung
4 ausgehend, in gestrichelten Linien eine entsprechende Meßkondensatoranordnung
für den Teiltransformator i dargestellt.