DE9412169U1 - Centering device for producing a voltage converter - Google Patents
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Description
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BeschreibungDescription
Zentriervorrichtung zur Herstellung eines SpannungswandlersCentering device for producing a voltage transformer
Die Erfindung bezieht sich auf eine Zentriereinrichtung zur Herstellung eines Spannungswandlers, der einen hohlzylindrischen Trägerkörper und eine mit diesem konzentrisch unter Zwischenlage eines Isolierstoffs verbundene, wenigstens teilweise innerhalb dieses angeordnete, hohlzylindrische Meßelektrode aufweist.The invention relates to a centering device for producing a voltage transformer which has a hollow cylindrical carrier body and a hollow cylindrical measuring electrode which is concentrically connected to the carrier body with an insulating material in between and arranged at least partially within the carrier body.
Bei einem solchen Spannungswandler kann beispielsweise der Trägerkörper elektrisch leitend mit der Metallkapselung einer gekapselten Hochspannungsschaltanlage verbunden sein. Zwisehen dem Trägerkörper und der Meßelektrode wird dann der Unterspannungskondensator eines kapazitiven Spannungsteilers gebildet, wobei der Oberspannungskondensator zwischen einem in der Metallkapselung verlaufenden Hochspannungsleiter und der Meßelektrode gebildet ist.In such a voltage converter, for example, the carrier body can be electrically connected to the metal casing of an encapsulated high-voltage switchgear. The low-voltage capacitor of a capacitive voltage divider is then formed between the carrier body and the measuring electrode, with the high-voltage capacitor being formed between a high-voltage conductor running in the metal casing and the measuring electrode.
Zwischen der Meßelektrode und dem Trägerkörper wird dann eine Spannung gemessen, die in einem bestimmten, vom Kapazitätsverhältnis von Unter- und Oberspannungskondensator bestimmten Verhältnis zu der zwischen dem Hochspannungsleiter und dem Trägerkörper liegenden Spannung steht.A voltage is then measured between the measuring electrode and the carrier body, which is in a certain ratio, determined by the capacitance ratio of the low- and high-voltage capacitor, to the voltage between the high-voltage conductor and the carrier body.
Um möglichst günstige Meßverhältnisse zu erhalten, wird eine hohe Kapazität zwischen der Meßelektrode und dem Trägerkörper angestrebt, d. h. es wird ein möglichst geringer Abstand zwisehen diesen beiden zylindrischen Bauteilen und eine hohe Dielektrizitätskonstante des zwischen ihnen befindlichen Isolierstoffs angestrebt. Die beiden Teile können beispielsweise mittels eines Gießharzes miteinander vergossen sein.In order to achieve the best possible measuring conditions, a high capacitance between the measuring electrode and the carrier body is sought, i.e. the distance between these two cylindrical components is as small as possible and the dielectric constant of the insulating material between them is sought. The two parts can, for example, be cast together using a casting resin.
Da jedoch ein sehr geringer Abstand zwischen Meßelektrode und Trägerkörper angestrebt wird und da jedes dieser Teile fürHowever, since a very small distance between the measuring electrode and the carrier body is desired and since each of these parts is
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sich bestimmte Bearbeitungstoleranzen aufweist, die nicht zu vernachlässigen sind, ist beim Zusammenbau des Spannungswandlers eine Zentriereinrichtung notwendig, die eine koaxiale Ausrichtung der miteinander zu verbindenden Teile vor deren Verbindung gewährleistet.has certain machining tolerances that cannot be ignored, a centering device is necessary when assembling the voltage transformer to ensure that the parts to be connected are coaxially aligned before they are connected.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zentriereinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die konstruktiv möglichst einfach aufgebaut ist und eine mögliehst genaue Zentrierung des Trägerkörpers und der Meßelektrode gewährleistet, wobei gleichzeitig die Baulänge des Spannungswandlers bzw. die Länge des Überlappungsbereichs zwischen dem Trägerkörper und der Meßelektrode festgelegt werden soll.The invention is therefore based on the object of creating a centering device of the type mentioned at the beginning, which is structurally as simple as possible and ensures the most precise possible centering of the carrier body and the measuring electrode, whereby at the same time the overall length of the voltage transformer or the length of the overlap area between the carrier body and the measuring electrode is to be determined.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen ersten und einen zweiten Justierkörper, die jeweils zylindersymmetrische Außenflächen aufweisen und koaxial zueinander ausrichtbar sind, wobei der erste Justierkörper einen zylindrisehen Teil zur Zentrierung des Trägerkörpers sowie einen ersten Anschlag für den Trägerkörper in axialer Richtung aufweist und wobei der zweite Justierkörper in festem Abstand zu dem ersten Justierkörper und koaxial zu diesem positionierbar ist und einen zweiten Anschlag für die Meßelektrode in axialer Richtung sowie eine innerhalb der Meßelektrode angeordnete konische Außenfläche aufweist, auf der ein geteilter Spreizring unter Aufweitung so weit in Richtung des zweiten Anschlages verschiebbar ist, daß er gegen die Innenfläche der Meßelektrode gedrückt wird und diese somit in bezug auf den zweiten und den ersten Justierkörper zentriert.The object is achieved according to the invention by a first and a second adjusting body, each of which has cylindrically symmetrical outer surfaces and can be aligned coaxially with one another, the first adjusting body having a cylindrical part for centering the carrier body and a first stop for the carrier body in the axial direction, and the second adjusting body being positionable at a fixed distance from the first adjusting body and coaxially thereto and having a second stop for the measuring electrode in the axial direction and a conical outer surface arranged within the measuring electrode, on which a split expansion ring can be displaced in the direction of the second stop while expanding so far that it is pressed against the inner surface of the measuring electrode and thus centers it in relation to the second and first adjusting body.
Zur Zentrierung des Trägerkörpers und der Meßelektrode zueinander wird zunächst der Trägerkörper auf den ersten Justierkörper aufgesetzt und dabei durch dessen zylindrischen Teil zentrisch in bezug auf den ersten Justierkörper festgelegt. Der erste Anschlag des ersten Justierkörpers sorgt für eineTo center the carrier body and the measuring electrode relative to each other, the carrier body is first placed on the first adjustment body and is thereby fixed centrally in relation to the first adjustment body by its cylindrical part. The first stop of the first adjustment body ensures a
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t: . t: .
definierte Positionierung des Trägerkörpers in axialer Richtung. Der Anschlag kann beispielsweise durch eine konische
Außenfläche des ersten Justierkörpers gebildet sein, auf die der Trägerkörper aufgeschoben wird.
5defined positioning of the carrier body in the axial direction. The stop can be formed, for example, by a conical outer surface of the first adjusting body, onto which the carrier body is pushed.
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Danach wird die Meßelektrode teilweise in den Trägerkörper eingebracht und in die Meßelektrode wird außerdem der geteilte Spreizring eingelegt. Darauf wird der zweite Justierkörper in bezug auf den ersten Justierkörper zentrisch und in festem Abstand zu dem ersten Justierkörper positioniert. Dies kann beispielsweise dadurch gewährleistet werden, daß der zweite Justierkörper einen oder mehrere Stifte aufweist, die in entsprechende Ausnehmungen des ersten Zentrierkörpers einführbar und dort befestigbar sind.The measuring electrode is then partially inserted into the carrier body and the split expansion ring is also inserted into the measuring electrode. The second adjustment body is then positioned centrally in relation to the first adjustment body and at a fixed distance from the first adjustment body. This can be ensured, for example, by the second adjustment body having one or more pins that can be inserted into corresponding recesses in the first centering body and secured there.
Es ist auch denkbar, einen Ring koaxial zu dem ersten und zweiten Justierkörper vorzusehen, der zwischen diesen angeordnet ist und in jeweils einer Ringnut des ersten und zweiten Justierkörpers positioniert ist.It is also conceivable to provide a ring coaxial to the first and second adjusting bodies, which is arranged between them and is positioned in a respective annular groove of the first and second adjusting bodies.
Der erste und zweite Justierkörper können dann durch geeignete Fixierungsmittel miteinander verbunden werden.The first and second adjusting bodies can then be connected to each other by suitable fixing means.
Wird nun der geteilte Spreizring auf der konischen Außenfläehe des zweiten Justierstücks unter Aufweitung soweit in Richtung des zweiten Anschlags verschoben, daß er gegen die Innenfläche der Meßelektrode gedrückt wird, so ist dadurch die Meßelektrode in bezug auf den zweiten Justierkörper und somit auch in bezug auf den ersten Justierkörper und den Trägerkörper zentriert.If the split expansion ring on the conical outer surface of the second adjustment piece is now displaced in the direction of the second stop while expanding so that it is pressed against the inner surface of the measuring electrode, the measuring electrode is thereby centered in relation to the second adjustment body and thus also in relation to the first adjustment body and the carrier body.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht eine Einrichtung zum Einpressen eines Elastomerrings in eine umlaufende Fuge zwischen der Meßelektrode und dem Trägerkörper an dem Ende der Meßelektrode vor, das den Überlappungsbereich von Meßelektrode und Trägerkörper begrenzt.An advantageous embodiment of the invention provides a device for pressing an elastomer ring into a circumferential joint between the measuring electrode and the carrier body at the end of the measuring electrode, which limits the overlap area of the measuring electrode and the carrier body.
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Durch eine solche Einrichtung kann nach der Zentrierung von Meßelektrode und Trägerkörper ein Elastomerring in die Fuge zwischen diesen beiden Bauteilen eingedrückt werden, so daß er die Fuge abdichtet und der Zwischenraum zwischen dem Trägerkörper und der Meßelektrode auf einfache Weise mittels eines flüssigen Gießharzes vergossen werden kann. Es wird vorteilhafter Weise ein Elastomerring mit kreisförmigem Querschnitt gewählt, so daß die Grenzfläche des Gießharzes im Bereich der Fuge in konkaver, abgerundeter Form vorliegt, was einerseits dielektrisch günstig ist und andererseits das Eindringen von Fremdpartikeln in diesen Bereich des Spannungswandlers verhindert und die Reinigung an dieser Stelle erleichtert. With such a device, after centering the measuring electrode and the carrier body, an elastomer ring can be pressed into the joint between these two components so that it seals the joint and the space between the carrier body and the measuring electrode can be easily filled with a liquid casting resin. It is advantageous to choose an elastomer ring with a circular cross-section so that the boundary surface of the casting resin in the area of the joint is concave and rounded, which is both dielectrically favorable and prevents foreign particles from penetrating this area of the voltage converter and makes cleaning easier at this point.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der erste Justierkörper im Bereich der Fuge eine Fase zur Anlage des Elastomerrings aufweist und daß die Einrichtung ein Druckelement zum Anpressen des Elastomerrings an 0 die Fase des ersten Justierkörpers aufweist.A further advantageous embodiment of the invention provides that the first adjusting body has a bevel in the area of the joint for the attachment of the elastomer ring and that the device has a pressure element for pressing the elastomer ring against the bevel of the first adjusting body.
Auf diese Weise kann ein axialer, durch das Druckelement auf den Elastomerring ausgeübter Druck in einen radialen Druck auf den Elastomerring umgesetzt werden.In this way, an axial pressure exerted by the pressure element on the elastomer ring can be converted into a radial pressure on the elastomer ring.
Die Erfindung kann weiterhin vorteilhaft ausgestaltet werden durch einen an dem Spreizring angreifenden Druckring, der ein Gewinde für eine den zweiten Justierkörper durchsetzende Schraube aufweist, durch die der Druckring verschiebbar und somit der Spreizring auf die konische Außenfläche des zweiten Justierkörpers aufschiebbar ist.The invention can be further advantageously designed by a pressure ring engaging the expansion ring, which has a thread for a screw passing through the second adjusting body, by means of which the pressure ring can be displaced and thus the expansion ring can be pushed onto the conical outer surface of the second adjusting body.
Durch Betätigung der Schraube wird der Druckring in Richtung auf den zweiten Anschlag gegen den Spreizring bewegt und dieser auf der konischen Außenfläche des zweiten Justierkörpers verschoben, solange bis der Spreizring die Innenfläche derBy operating the screw, the pressure ring is moved towards the second stop against the expansion ring and this is moved on the conical outer surface of the second adjusting body until the expansion ring touches the inner surface of the
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Meßelektrode berührt und somit die Meßelektrode in bezug auf den zweiten Justierkörper zentriert. In diesem Fall ist zur Fixierung der Zentriervorrichtung lediglich zwischen dem ersten und dem zweiten Justierkörper ein Abstandskörper notwendig, um den Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Justierkörper und somit die spätere Baulänge des Spannungswandlers bzw. die Länge des Überlappungsbereichs zwischen der Meßelektrode und dem Trägerkörper festzulegen.Measuring electrode touches and thus the measuring electrode is centered in relation to the second adjusting body. In this case, to fix the centering device, a spacer body is only necessary between the first and second adjusting bodies, in order to determine the distance between the first and second adjusting bodies and thus the later length of the voltage transformer or the length of the overlap area between the measuring electrode and the carrier body.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrieben. In the following, the invention is shown using an embodiment in a drawing and then described.
Dabei zeigtThis shows
die Figur 1 in einem Halbschnitt schematisch die Zentriervorrichtung mit einem Trägerkörper und einer Meßelektrode, Figur 2 einen Spannungswandler schematisch innerhalb einer Schaltanlage.Figure 1 shows a schematic half-section of the centering device with a carrier body and a measuring electrode, Figure 2 shows a schematic of a voltage transformer within a switchgear.
0 Der erste Justierkörper 1 weist einen zylindrischen Teil 2 sowie einen konischen Teil 3 auf, der als Anschlag für den Trägerkörper 4 des Spannungswandlers dient.0 The first adjusting body 1 has a cylindrical part 2 and a conical part 3, which serves as a stop for the support body 4 of the voltage transformer.
Der Trägerkörper 4 ist in der zentrierten Position dargestellt. In den Trägerkörper 4 ist eine Meßelektrode 5 eingesetzt, die aus Metallblech besteht. In eine Ausnehmung 6 des ersten Justierkörpers 1 ist ein Positionierstab 7 eingesetzt, der in eine Ausnehmung 8 des zweiten Justierkörpers 9 eingreift und den gewünschten Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Justierkörper festlegt. Die Zentrierung des Justierkörpers 9 erfolgt über das Druckelement 16. Zwischen dem ersten und dem zweiten Justierkörper 1, 9 ist ein Druckring 10 eingelegt, der ein Gewinde 21 aufweist, in das eine nicht dargestellte, eine Bohrung 12 des zweiten Justierkörpers 9 durchsetzende Schraube eingreift. Durch Betätigen der Schraube wird der Druckring 10 in Richtung auf einen AnschlagThe carrier body 4 is shown in the centered position. A measuring electrode 5 made of sheet metal is inserted into the carrier body 4. A positioning rod 7 is inserted into a recess 6 in the first adjustment body 1, which engages in a recess 8 in the second adjustment body 9 and determines the desired distance between the first and second adjustment bodies. The centering of the adjustment body 9 is carried out via the pressure element 16. A pressure ring 10 is inserted between the first and second adjustment bodies 1, 9, which has a thread 21 into which a screw (not shown) engages, which passes through a hole 12 in the second adjustment body 9. By operating the screw, the pressure ring 10 is moved in the direction of a stop.
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11 des zweiten Justierkörpers 9 bewegt. Der Druckring 10 bewegt dabei den Spreizring 13, der dadurch auf der konischen Außenfläche 14 des zweiten Justierkörpers 9 verschoben und aufgeweitet wird, bis er an der Innenfläche 15 der Meßelektrode 5 anliegt und diese in bezug auf den zweiten Justierkörper 9 zentriert.11 of the second adjustment body 9. The pressure ring 10 moves the expansion ring 13, which is thereby displaced and expanded on the conical outer surface 14 of the second adjustment body 9 until it rests on the inner surface 15 of the measuring electrode 5 and centers it in relation to the second adjustment body 9.
Außerdem ist ein Druckelement 16 vorgesehen, das unabhängig von dem Druckring 10 und den Justierkörpern bewegbar ist und durch das der Elastomerring 17 gegen die Fase 18 des ersten Justierkörpers 1 drückbar ist. Dadurch wird der Elastomerring 17 gegen die umlaufende Fuge zwischen dem Ende der Meßelektrode 5 und dem Trägerkörper 4 gedrückt, wodurch diese Fuge abgedichtet wird. Die Lage der Fuge wird durch den Abstand des ersten Justierkörpers 1 von dem zweiten Justierkörper 9, also durch das Teil 7 bestimmt und dadurch, daß der Trägerkörper an dem Anschlag 3 des ersten Justierkörpers 1 und die Meßelektrode 5 an dem Anschlag 11 des zweiten Justierkörpers 9 anliegt.In addition, a pressure element 16 is provided which can be moved independently of the pressure ring 10 and the adjusting bodies and by means of which the elastomer ring 17 can be pressed against the bevel 18 of the first adjusting body 1. As a result, the elastomer ring 17 is pressed against the circumferential joint between the end of the measuring electrode 5 and the carrier body 4, whereby this joint is sealed. The position of the joint is determined by the distance of the first adjusting body 1 from the second adjusting body 9, i.e. by the part 7 and by the fact that the carrier body rests on the stop 3 of the first adjusting body 1 and the measuring electrode 5 rests on the stop 11 of the second adjusting body 9.
In den Zwischenraum zwischen dem Trägerkörper 4 und der Meßelektrode 5 kann nun ein Gießharz 19 eingegossen werden, so daß nach dem Aushärten des Gießharzes 19 und dem Entfernen des Elastomerrings 17 im Bereich der Fuge eine konkave umlaufende Struktur entsteht, die leicht zu reinigen und dielektrisch günstig ist.A casting resin 19 can now be poured into the space between the carrier body 4 and the measuring electrode 5, so that after the casting resin 19 has hardened and the elastomer ring 17 has been removed, a concave, circumferential structure is created in the area of the joint, which is easy to clean and has good dielectric properties.
Um eine Pressung des Elastomerrings 17 schon beim Aufbau der Zentriervorrichtung zu verhindern, ist eine Feder 20 vorgesehen, die das Eigengewicht des Druckelementes 16 aufnimmt und somit ein Pressen des Elastomerrings 17 erst durch Aufbringen einer zusätzlichen Kraft auf das Druckelement 16 erlaubt.In order to prevent the elastomer ring 17 from being pressed during the construction of the centering device, a spring 20 is provided, which absorbs the weight of the pressure element 16 and thus only allows the elastomer ring 17 to be pressed by applying an additional force to the pressure element 16.
Nach dem Einbau eines fertigen Spannungswandlers in eine Hochspannungsschaltanlage mit einer Metallkapselung 22 und einem Hochspannungsleiter 23 wird die Spannung zwischen derAfter installing a finished voltage transformer in a high-voltage switchgear with a metal enclosure 22 and a high-voltage conductor 23, the voltage between the
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Meßelektrode 5 und dem Trägerkörper 4 bzw. der Metallkapselung 22 gemessen. Der Unterspannungskondensator C 2 und der Oberspannungskondensator C]_ sind zusätzlich symbolisch dargestellt. Der Unterspannungskonensator C2 ist konkret durch die Kapazität zwischen dem Trägerkörper 4 und der Meßelektrode 5 gebildet.Measuring electrode 5 and the carrier body 4 or the metal encapsulation 22 are measured. The low-voltage capacitor C 2 and the high-voltage capacitor C 1_ are also shown symbolically. The low-voltage capacitor C 2 is specifically formed by the capacitance between the carrier body 4 and the measuring electrode 5.
Claims (4)
gekennzeichnet durch einen an dem Spreizring (13) angreifenden Druckring (10), der ein Gewinde (21) für eine den zweiten Justierkörper (9) durchsetzende Schraube aufweist, durch die der Druckring (10) verschiebbar und somit der Spreizring (13) auf die konische Außenfläche (14) des zweiten Justierkörpers (9) aufschiebbar ist.4. Centering device according to claim 1 or one of the following,
characterized by a pressure ring (10) engaging the expansion ring (13) and having a thread (21) for a screw passing through the second adjusting body (9), by means of which the pressure ring (10) can be displaced and thus the expansion ring (13) can be pushed onto the conical outer surface (14) of the second adjusting body (9).
Priority Applications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022069193A1 (en) * | 2020-09-30 | 2022-04-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Field sensor combination for use with medium and high voltages |
-
1994
- 1994-07-19 DE DE9412169U patent/DE9412169U1/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
| WO2022069193A1 (en) * | 2020-09-30 | 2022-04-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Field sensor combination for use with medium and high voltages |
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