EP0232471B1

EP0232471B1 - Hochspannungsstromwandler und Verfahren zur Herstellung eines derartigen Hochspannungsstromwandlers

Info

Publication number: EP0232471B1
Application number: EP86115071A
Authority: EP
Inventors: Norbert Dipl.-Ing. Preissinger (Fh); Teofil Dipl.-Ing. Bogdan
Original assignee: MWB Messwandler Bau AG
Current assignee: Trench Germany GmbH
Priority date: 1985-11-15
Filing date: 1986-10-30
Publication date: 1991-12-04
Anticipated expiration: 2006-10-30
Also published as: CN86107816A; CN1012331B; DE3682761D1; US4701738A; YU192486A; HUT44673A; DE3608391C2; DE3608391A1; IN169082B; EP0232471A3; EP0232471A2; AU6513686A; BR8605518A; ATE70141T1; CA1264359A; SU1538906A3; TR22701A; US4744138A; AU591398B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungsstromwandler gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und auf ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Hochspannungsstromwandlers gemäß Anspruch 31.
Ein Hochspannungsstromwandler dieser Art ist aus der DE-A-16 13 798 bekannt. Bei diesem Hochspannungsstromwandler ist auf einer Säule aus Isoliermaterial (Stützer) eine Abschlußplatte vorgesehen, an der eine aus zwei Flanschteilen zusammensetzbare zylindrische Kopfhaube seitlich befestigt ist. Der haubenförmige obere Teil der Kopfhaube ist mit zwei seitlichen Öffnungen versehen, durch die - wie üblich - der stabförmige Primärleiter hindurchgeführt wird, wobei an einer Öffnung eine elektrische Kontaktierung zwischen dem Primärleiter und der Haube erfolgt, während an der anderen Öffnung die Durchführung des Primärleiters isoliert erfolgt. Der stabförmige Primärleiter durchsetzt den oder die Ringkerne des Sekundärsystems in horizontaler Richtung. Die Ringkerne des Sekundärsystems sind in einer metallischen, geerdeten Kernkapsel eingeschlossen. Die Kernkapsel ist dabei zusammen mit den Ringkernen über einen konischen Isolator an der Abschlußplatte der Isoliersäule befestigt und damit abgestützt. Die Kopfhaube ist aus Montagegründen quergeteilt und damit zweischalig ausgeführt.
Ferner ist aus der DE-A-27 28 191 ein Hochspannungsstromwandler bekannt, bei dem auf einer Säule aus Isoliermaterial (Stützer) eine Abschlußplatte vorgesehen ist, auf der eine liegende zylindrische Kopfhaube mit einer unten liegenden seitlichen Auslaßöffnung über einen angeformten Schacht angeschweißt ist. Parallel zur waagrecht liegenden Längsachse der Kopfhaube ist der Primärleiter durch die stehenden Ringkerne des Sekundärsystems hindurchgeführt und an den mit je einer Öffnung versehenen Stirnflächen der Kopfhaube ein- bzw. herausgeführt. Die Ringkerne des Sekundärsystems sind in einer metallischen, geerdeten Kernkapsel eingeschlossen. Die Kernkapsel ist dabei entweder an den Stirnflächen der Kopfhaube und/oder auf dem Ausleitungsrohr für die Sekundärausleitungen, das die Isoliersäule durchsetzt, abgestützt. Die Kopfhaube ist der besseren Montage wegen längsgeteilt und damit zweischalig ausgeführt.
Beide bekannten Ausführungen eines Hochspannungskopfstromwandlers mit einer Kopfhaube besitzen also nicht nur drei Öffnungen, die bei der Montage zwecks späterer Füllung mit Isolierflüssigkeit oder unter Druck stehendem Isoliergas dicht verschlossen sein müssen, sondern darüber hinaus auch noch die abzudichtenden Quer- bzw. Längstrennebenen des Kopfgehäuses.
Aus der US-A-3 525 908 ist gemäß Fig. 2 ein Hochspannungs-Kopfstromwandler bekannt,bei dem die Anfangs- und Endabschnitte des Primärleiters aus einem gegossenen Isolierkörper nach unten herausgeführt sind. Der Isolierkörper besteht aus einem gegossenen Kunststoffteil, das die aktiven Teile des Wandlers komplett umgibt. Der Isolierkörper besitzt einen angeformten Flansch, mit der er auf einer Isoliersäule befestigt ist. Die aktiven Teile des Hochspannungs-Kopfstromwandlers sind von dem gegossenen Isolierkörper, jedoch nicht von einem Gehäuse umgeben. Lediglich der oberste Wicklungssektor der Sekundärwicklung und des darüber angeordneten Ausdehnungsgefäßes ist mit einem topfförmigen Expansionstank abgedeckt. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel mit einem die aktiven Teile vollkommen umgebenden Expansionsgehäuse gemäß Fig. 1 ist der Primärleiter stabförmig ausgebildet und waagrecht angeordnet, so daß er mit seinen beiden seitlichen Enden die Seitenwände des Gehäuses durchstößt. Dies bedingt dort zusätzliche Dichtungen.
Weiterhin ist aus der FR-A-2 003 875 ein Hochspannungs-Kopfstromwandler der in der US-A-3 525 908 oben zuerst beschriebenen Art bekannt, der jedoch kein Expansionsgefäß besitzt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Hochspannungsstromwandler der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß eine einfache Herstellung des Kopfgehäuses und eine gute Abdichtung mit möglichst wenig abzudichtenden Durchführungen bzw. Trennebenen innerhalb des Kopfgehäuses bzw. der Abschlußplatte ermöglicht wird. Gleichzeitig sollen der Primärleiter und das Sekundärsystem einfach an der Abschlußplatte der Isoliersäule montierbar sein.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines Hochspannungsstromwandlers in Kopfbauweise entfallen sämtliche seitlichen Öffnungen in der Kopfhaube und es ist die Kopfhaube vom Gewicht des Sekundärsystems - wie an sich bekannt - vollkommen entlastet. Es kann daher die Kopfhaube aus wesentlich dünnerem Material, gegebenenfalls sogar einteilig im Tiefziehverfahren, und damit wesentlich kostengünstiger und leichter hergestellt werden. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Hochspannungskopfstromwandlers können außerdem alle Teile auf der Abschlußplatte vormontiert werden und die so vormontierte Einheit kann auf die Isoliersäule (Stützer) aufgesetzt und dort befestigt werden. Auch kann eine gesteuerte Foliendurchführung in der Durchgangsöffnung des Sekundärsystems, wie sie häufig üblich ist, entfallen. Man kommt also mit einem einheitlichen Isoliermedium, insbesondere inertes Isoliergas, wie Schwefelhexafluorid, oder auch Isolieröl, aus.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Hochspannungsstromwandlers, das durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 31 beschrieben ist.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und werden nachfolgend anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1: einen Hochspannungsstromwandler in Kopfbauweise von der Seite im Schnitt,
Fig. 2: eine vergrößerte Ansicht des Kopfbereiches des Hochspannungsstromwandlers gemäß Fig. 1,
Fig. 3: eine Ansicht gemäß dem Schnitt A - A der Fig. 2,
Fig. 4: einen vergrößerten Ausschnitt des unteren Teils der Fig. 3 im Bereich der Abschlußplatte,
Fig. 5: einen Ausschnitt der Fig. 2 mit dem linken Schenkel des Primärleiters,
Fig. 6: einen Ausschnitt der Fig. 3 mit dem rechten Schenkel des Primärleiters,
Fig. 7: eine Ansicht der Verbindung Basis -Schenkel des Primärleiters von oben,
Fig. 8: eine Ansicht in Richtung des Pfeils B der Fig. 7,
Fig. 9 bis 11: je eine Ansicht eines Schenkels des Primärleiters mit versetztem Innenabschnitt,
Fig.12: eine Variante des Hochspannungskopfstromwandlers gemäß Fig. 1 mit nicht umschaltbarem Primärleiter und
Fig. 13: eine Variante des Hochspannungskopfstromwandlers gemäß Fig. 1 hinsichtlich der Befestigung der Stützer 17.

Mit 1 ist ein insbesondere unter dem üblichen Überdruck eines inerten Isoliergases, wie Schwefelhexafluorid, stehender Hochspannungsstromwandler in Kopfbauweise bezeichnet, der im wesentlichen aus einer Säule aus Isoliermaterial (Stützer), wie Porzellan, Epoxydharz oder aus einem Verbundisolator aus einem GFK-Rohr mit angegossenen Silikonrippen, aus einem diese tragenden Fußteil 3 und aus einem Kopfteil 4 besteht, das das aus Primärleiter und Sekundärsystem bestehende Aktivsystem enthält. In der Säule 2 ist ein Ausleitungsrohr 5 koaxial zu dieser angeordnet, in dem die Sekundärausleitungen 6 verlaufen und zu den Sekundärklemmen im Fußteil 3 geführt sind. Zwischen dem Ausleitungsrohr 5 und der Säule 2 kann in an sich bekannter Weise eine Potentialsteuereinrichtung, insbesondere Potentialsteuerwicklung, bestehend aus Isolierfolien und Kondensatorbelägen, vorgesehen sein.
Am oberen Ende 7 der Säule 2 ist eine Abschlußplatte 8 isoliermitteldicht, also öl- oder gasdicht, befestigt. Sie besitzt bevorzugt einen nach unten ragenden Kragen 9 (siehe Fig. 2), der die Säule 2 von außen übergreift. Ein innerer Auflagerand 10 liegt auf der Stirnfläche 11 der Säule 2 unter Zwischenlage einer Dichtung 12 auf.
Das Ausleitungsrohr 5 steckt in einem vorzugsweise aus mehreren Ringkernen 13 mit zugehörigen Sekundärwicklungen (nicht dargestellt) und einer einen Ring 14 bildenden Gießharzumhüllung 15 bestehenden Sekundärsystem 16.
Letzteres ist über isolierende Stützer 17 (siehe Fig. 3) ausschließlich auf der Abschlußplatte 8 befestigt. Diese Stützer 17 sind vorteilhaft schräg nach außen verlaufend angeordnet und zweckmäßig zentrisch zum Ausleitungsrohr 5 angebracht. Außerdem ist auf der Abschlußplatte 8 der Primärleiter 18 ausschließlich befestigt. Dieser ist U-förmig oder wenigstens annähernd U-förmig ausgebildet, wobei dessen Basis 19 den Ring 14 bzw. den oder die Kerne 13 zumindest annähernd zentrisch durchsetzt und die beiden Schenkel 20, 21 mittels durch die Abschlußplatte 8 isoliermitteldicht hindurchgeführter Anschlußabschnitte 22 in dieser befestigt sind. Als Auflager dient dabei ein an den Schenkeln 20, 21 angebrachter Außenflansch 23. Die Schenkel 20, 21 sind von außen, d.h. von unterhalb der Abschlußplatte 8 her, kontaktierbar.
Die Abschlußplatte 8 ist so ausgebildet, daß sie alle aktiven Teile, also das Sekundärsystem 16 und den gesamten Primärleiter 18 allseitig seitlich überragt. Beispielsweise besitzt sie Wannen- oder Tellerform. Über diese vorgenannten Teile ist von oben eine als Kopfgehäuse ausgebildete Haube 24 gestülpt. An dem die Haubenöffnung 25 begrenzenden Rand 26 ist ein Flansch 27 vorgesehen, mit dem die Haube 24 auf die Abschlußplatte 8 über Schraubverbindungen 28 isoliermitteldicht aufgeschraubt werden kann. Die Haube 24 kann aus einem Rohrabschnitt 29 und aus einem hauben- oder topfförmigen Deckel 30 bestehen, die an der Stoßstelle 31 bei Metallausführung verlötet oder verschweißt sind, oder beispielsweise bei GFK-Ausführung (glasfaserverstärkter Kunststoff) an der Stoßstelle 31 überlappt sind. Die Haube 24 kann auch aus einem einzigen Zieh-, Preß- oder Formteil bestehen.
Am Ring 14 des Sekundärsystems 16 sind am Umfang 32 die Sekundärausleitungen an einer verstärkten Ausleitungsstelle 33 herausgeführt, in die das Ausleitungsrohr 5 eingeführt ist. Der Ring 14 ist vorzugsweise außen metallisiert, beispielsweise mit einer Spritzverzinkung. Dieser Metallbelag wird - wie üblich - auf Erdpotential gelegt.
Es sind wenigstens drei Stützer 17 vorgesehen. Die Stützer 17 für den Ring 14 können am Ring 14 selbst mit angeformt, also aus Gießharz in einem Stück gegossen sein. Sie können aber auch mit geeigneten Ansätzen eingeformt oder mit dem Ring 14 lösbar verbunden sein. Die abstehenden freien Enden 34 der Stützer 17 liegen auf entsprechend angepaßten, insbesondere senkrecht zur Längsachse L der Stützer 17 angeordneten Auflageflächen 35 der Abschlußplatte 8 auf. Innerhalb der Auflagefläche 35 ist eine Bohrung 36 vorgesehen, durch die ein Schraubenschaft 37 einer Befestigungsschraube 38 hindurchragt und mit einem als Gewindebuchse 39 ausgebildeten eingeformten Gewindeteil verschraubt ist. Zwischen Stützer 17 und Abschlußplatte 8 ist eine Dichtung 40 vorgesehen. Gegebenenfalls kann zwecks Erhöhung der Sicherheit gegen ein Ausströmen von Druckgas oder Isolieröl über dem Schraubenkopf 41 oder über eine entsprechende Mutter eine Abdeckung 42 aufgebracht sein, die wiederum dicht mit der Abschlußplatte 8 verbunden, insbesondere verschraubt, ist.
Die Anordnung eines Einzelstützers 17 am Ring 14 kann ebenfalls so erfolgen, daß in die Gießharzumhüllung 15 je ein als Gewindehülse oder Gewindebolzen ausgebildetes Gewindeteil 43 eingeformt ist und die Stützer 17 mittels eines in diesen eingeformten Gegengewindeteils 44 mit diesem verschraubbar sind.
Um beim Betrieb eine bei Temperaturänderungen mögliche unterschiedliche Längenausdehnung der Isoliersäule 2 einerseits und des Ausleitungsrohres 5 andererseits auszugleichen und auch um die Montage des Sekundärsystems 16 auf dem Ausleitungsrohr 5 zu vereinfachen, ist die Verbindung zwischen der Ausleitungsstelle 33 und dem Ausleitungsrohr 5 mechanisch als längsverschiebbare Steckverbindung, vorzugsweise Steckkontaktverbindung, ausgebildet. Das obere Ende des Ausleitungsrohres 5 ist dabei nach Art eines Gleitsitzes von einer oder mehreren Kontaktfedern 45 , beispielsweise als im Ring um das Ausleitungsrohr 5 angeordnete Ringkontaktfedern, vorzugsweise als mehrfach geschlitzter Kragen, koaxial umgeben und federnd gehalten (siehe Fig. 4).
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Primärleiter 18 aus zwei oder mehr Teilen bestehen, beispielsweise aus einem Winkel und aus einem Schenkel oder aus einer Basis und aus zwei Schenkeln. Bei einem Winkel bildet der eine Winkelschenkel die Basis 19, an die der Schenkel 20 bzw. 21 angebracht wird. Diese Art der Ausführung gestattet einen leichten Einbau, insbesondere bei kleinen Kern- oder Ringinnendurchmessern. Bei dreiteiliger Ausführung sind die Schenkel 20, 21 stumpfwinklig bis rechtwinklig an den Enden 46 (siehe Fig. 2) der stabförmigen Basis 19 befestigt. Die Schenkel 20, 21 können dabei als Bolzen ausgebildet sein. Die Isolierung des oder der Schenkel 20 und/oder 21 erfolgt mit Vorteil über eine Isolierbuchse 47 und über einen Ring 48, der vorzugsweise ein Flansch der Isolierbuchse 47 ist, die dicht in der Abschlußplatte 8 angebracht sind, beispielsweise durch Eingießen oder mittels Ringdichtungen oder dergleichen. Der Ring oder Flansch 48 wird einerseits mit dem Außenflansch 23 der Schenkel 20, 21 und andererseits mit der Abschlußplatte 8 dicht verschraubt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Primärleiter 18 als koaxialer Doppelleiter ausgebildet ist, in dem zwei voneinander isolierte U-förmige Leiter vorgesehen sind. Dabei besteht vorzugsweise der eine aus einem Außenleiter 50 und der andere aus einem Innenleiter 51. Diese sind durch geeignete Isolationsstrecken, die wenigstens zum Teil durch ein festes Dielektrikum 52, wie Gießharz,gebildet sind,voneinander getrennt und lagefixiert.Das Dielektrikum 52 ist zumindest im Bereich der Anschlußabschnitte 22 vorgesehen und dichtet so gleichzeitig ab. Dabei ist der Außenleiter 50 des einen Schenkels 20 durch eine Isolierbuchse 47 (siehe Fig. 5) von der Abschlußplatte 8 isoliert angeordnet und der Außenleiter 50 des anderen Schenkels 21 ist mit der Abschlußplatte 8 leitend verbunden, beispielsweise direkt darin ohne Isolierung befestigt. Hierbei besitzen natürlich die Außenleiter 50 der Schenkel 20, 21 einen Außenflansch 23. Die Innenleiter 51 der Schenkel 20, 21 sind isoliert nach außen geführt und an ihnen können Anschlußkontakte 53, beispielsweise mittels einer Klemmschelle 54, entsprechend schwenkbar angebracht sein. Das gleiche kann am isolierten Außenleiter 50 des Schenkels 20 vorgesehen sein.
Durch diese Ausgestaltung des Primärleiters 18 als Doppelleiter ist es möglich, die beiden Leiter getrennt zu verwenden oder hintereinander oder parallel zu schalten. Es ist daher eine Umschaltung im Verhältnis 1:2 möglich oder bei Parallelschaltung ist der Primärleiter für eine höhere Strombelastung verwendbar. Als Einzelleiter kann jeder der beiden Koaxialleiter auch einen gesonderten Meßstrom führen.
Die Parallelschaltung geschieht durch Zusammenschaltung der Innenleiter 50 und der Außenleiter 51 des Schenkels 20 und des Schenkels 21.
Die Reihenschaltung erfolgt durch Anlegen der Anschlußkontakte 53 an den linken Außenleiter 50, durch elektrische Verbindung des Außenflansches 23 mit der elektrisch leitenden Abschlußplatte 8, durch eine weitere elektrische Verbindung der Abschlußplatte 8 über einen weiteren Anschlußkontakt 53 (in Fig. 2 gestrichelt dargestellt) mit dem linken Innenleiter 51, wobei an dem rechten Anschlußabschnitt 22 eine weitere Kontaktierung mit dem rechten Anschlußkontakt 53 erfolgt.
Zur Verbindung der Basis 19 des Primärleiters 18 mit den Schenkeln 20, 21 können auch Klemmschellen 54 verwendet werden. Dabei können diese aus dem Rohr- oder Vollmaterial der Schenkel 20, 21 oder aus der Basis 19, und zwar sowohl bei den Außenleitern 50 als auch bei den Innenleitern 51, hergestellt sein. Dies kann durch entsprechende Formgebung und/oder spanende Bearbeitung erfolgen. Dabei kann der einzuklemmende Leiterteil 55 im Durchmesser reduziert sein (siehe Fig. 7).
Zur einfachen Montage besitzt der Außenleiter 50 der Schenkel 20, 21 im Bereich 56 des Innenleiters 51 der Basis 19 eine Bohrung 57 (siehe Fig. 5).
Die Verbindung der Außenleiter 50 von der Basis 19 zu den Schenkeln 20, 21 erfolgt über je einen an den Enden 58 des Außenleiters 50 an der Basis 19 angebrachten Flansch 59, mit dem die innerhalb des Kopfgehäuses 24 etwas vorstehenden Enden 60 der Außenleiter 50 der Schenkel 20, 21 verschraubt sind.
Um einen kompakten Aufbau des Hochspannungsstromwandlers gemäß der Erfindung zu erreichen, kann zusätzlich der vom Außenflansch 23 der Schenkel 20, 21 nach innen in das Kopfgehäuse 24 ragende Schenkelabschnitt des Primärleiters 18 abgeflacht und/oder gegenüber der Längsachse LS des Außenflansches 23 bzw. des Anschlußabschnittes 22 nach außen versetzt sein, aber gleichen Querschnitt aufweisen wie letzterer (siehe Fig. 10b). Zusätzlich kann der flache Schenkelabschnitt der Schenkel 20, 21 der Form der Haube 24 angepaßt, also gewölbt sein (siehe Fig. 11).
Hierdurch erhält man zwischen dem Schenkelabschnitt und dem Ring 14 einen größeren Abstand A' (siehe Fig. 9), so daß der Wandler entweder für höhere Spannungen geeignet ist oder aber der Abstand und damit der Durchmesser der Haube 24 und somit der des Kopfteiles 4 entsprechend verringert werden kann.
In Fig. 12 ist eine Variante des Hochspannungskopfstromwandlers gemäß Fig. 2 für einen nicht umschaltbaren Primärleiter 18 dargestellt. Die gleichen Teile sind mit den gleichen Bezugsziffern wie in den Fig. 1 und 2 versehen.
Bei dieser Ausführungsform ist der Primärleiter 18 wiederum U-förmig oder wenigstens annähernd U-förmig ausgebildet, wobei dessen Basis 19 den Ring 14 bzw. den oder die Kerne 13 nebst Sekundärwicklungen zumindest annähernd zentrisch durchsetzt und der eine Schenkel 20 mittels eines durch die Bohrung 100 der Abschlußplatte 8 isoliermitteldicht hindurchgeführten Anschlußabschnittes 22 in dieser befestigt ist. Als Auflager dient dabei ein an dem Schenkel 20 angebrachter Außenflansch 23. Dieser Schenkel 20 ist von außen, d.h. von unterhalb der Abschlußplatte 8 her, kontaktierbar. Der Anschlußabschnitt 22 ist dabei durch eine Isolierbuchse 47 und einen isolierenden Ring 48, der mit der Isolierbuchse 47 aus einem Stück bestehen kann, isoliermitteldicht und isoliert befestigt. Der andere Schenkel 21 ist von innen mittels des Außenflansches 23 auf der Innenseite 101 der Abschlußplatte 8 befestigt, insbesondere aufgeschraubt. Dabei sind keine nach außen durchgehenden Bohrungen vorgesehen, so daß keine Dichtung notwendig ist. Der Anschluß erfolgt über einen außen angebrachten Anschluß 106, so daß der ganze Kopf dort auf dem Potential des Primärleiters 18 liegt. Es handelt sich also hierbei um einen nicht umschaltbaren Primärleiter 18.
Die Abschlußplatte 8 ist wiederum so ausgebildet, daß sie alle aktiven Teile, also das Sekundärsystem 16 und den Primärleiter 18 allseitig seitlich überragt und umschließt. Beispielsweise besitzt sie Wannen- oder Tellerform. Über diese vorgenannten Teile ist von oben eine als Kopfgehäuse ausgebildete Haube 24 gestülpt.An dem die Haubenöffnung 25 begrenzenden Rand 26 ist ein Flansch 27 vorgesehen, mit dem die Haube 24 auf die Abschlußplatte 8 über Schraubverbindungen 28 dicht aufgeschraubt werden kann. Die Haube 24 kann aus einem Rohrabschnitt 29 und aus einem hauben- oder topfförmigen Deckel 30 bestehen, die bei Metallausführung an der Stoßstelle 31 verlötet, verschweißt oder verschraubt, beispielsweise angeflanscht sind und beispielsweise bei GFK-Ausführung (glasfaserverstärkter Kunststoff) an der Stoßstelle 31 überlappt sind. Die Haube 24 kann aus einem einzigen Zieh-, Preß-oder Formteil bestehen.
Es sind wenigstens zwei, bevorzugt aber drei Stützer 17 vorgesehen. Die Stützer 17 für den Ring 14 können am Ring 14 selbst mit angeformt, also aus Gießharz in einem Stück gegossen sein. Sie können aber auch mit geeigneten Ansätzen eingeformt oder mit dem Ring 14 lösbar verbunden sein.
Die Anordnung eines Einzelstützers 17 am Ring 14 kann so erfolgen, daß in die Gießharzumhüllung 15 je ein als Gewindehülse oder Gewindebolzen ausgebildetes Gewindeteil 43 eingeformt ist und die Stützer 17 mittels eines in diesen eingeformten Gegengewindeteils 44 mit diesem verschraubbar sind.
Um beim Betrieb eine bei Temperaturänderungen mögliche unterschiedliche Längenausdehnung der Isoliersäule 2 und des Ausleitungsrohres 5 auszugleichen und auch um die Montage des Sekundärsystems 16 auf dem Ausleitungsrohr 5 zu vereinfachen, ist die Verbindung zwischen der Ausleitungsstelle 33 und dem Ausleitungsrohr 5 mechanisch wiederum als längsverschiebbare Steckverbindung ausgebildet.
In der Abschlußplatte 8 sind auf der Innenseite 101 Widerlager 102 (siehe Fig. 13) angeformt oder befestigt, insbesondere angeschraubt. Die Widerlager 102 weisen zweckmäßig je Stützer 17 eine Auflageplatte 103 auf, deren Auflagefläche 35 vorzugsweise senkrecht zur Längsachse L der zugeordneten Stützer 17 angeordnet sind. Die Auflageplatten 103 sind mit einer Bohrung 104 versehen, durch die hindurch von unten ein Schraubenschaft 37 einer Befestigungsschraube 38 hindurchgesteckt werden kann und mit einem als Gewindebuchse 39 ausgebildeten Gewindeteil des Stützers 17 verschraubt ist.
Die Auflageplatten 103 können der eine Schenkel einer Winkelschiene sein, deren anderer Schenkel auf der Abschlußplatte 8, beispielsweise durch Schrauben von innen befestigt ist.
Vorteilhaft ist je eine Auflageplatte 103 auf jeder Seite eines Prismas 105 vorgesehen und das Prisma 105 ist an der Abschlußplatte 8 angeformt oder an dieser befestigt.
Durch diese Art der Stützerbefestigung innerhalb des Raumes der Haube 24 wird vermieden, daß in der Abschlußplatte 8 weitere Bohrungen vorgesehen und damit isoliermitteldicht verschlossen werden müssen.
Die Montage des erfindungsgemäßen Hochspannungskopfstromwandlers erfolgt derart, daß zunächst der Ring 14 des Sekundärsystems 16 an der Abschlußplatte 8 befestigt wird, indem die Stützer 17 dort angeschraubt werden. Dann wird der Primärleiter 18 als homogenes Bauteil oder als vormontierte Einheit durch den Ring 14 geschoben, so daß die Basis 19 des Primärleiters 18 den Ring 14 parallel durchsetzt und die Schenkel 20, 21 in der Abschlußplatte 8 dicht befestigt werden. Es können aber auch zunächst die Schenkel 20, 21 an der Abschlußplatte 8 befestigt und dann die Basis 19 des Primärleiters 18 mit den inneren Enden 60 der Schenkel 20, 21 verbunden werden. Hierauf wird die Haube 24 übergestülpt und mit der Abschlußplatte 8 dicht verschraubt. Diese vormontierte, den Kopfteil 4 bildende Einheit wird auf die Säule 2 (Stützisolator) aufgesetzt und mittels der Dichtungen 12 an der Flanschstelle isoliermitteldicht befestigt. Die Befestigung erfolgt auf an sich bekannte Art, beispielsweise durch Verschraubung, Eingießen oder dergleichen.
Beim Aufsetzen werden die Sekundärausleitungen in das Sekundärausleitungsrohr 5 eingeführt. Gleichzeitig wird die Steckkontaktverbindung 5, 45 gemäß Fig. 4 hergestellt. Gegebenenfalls kann die Haube 24 auch noch nachträglich montiert werden. In jedem Fall muß aber gewährleistet sein, daß das Ausleitungsrohr 5 gegenüber dem Ring 14 in ausreichendem Maße verschiebbar bleibt, um mechanische Spannungen und Belastungen des Ausleitungsrohres 5 durch das Aktivsystem des erfindungsgemäßen Hochspannungsstromwandlers zu vermeiden.
Grundsätzlich wird aus Gründen optimaler Abmessungen für das Kopfgehäuse der Primärleiter als U-förmiger Leiter mit einer horizontal verlaufenden Basis 19 und mit zwei senkrecht dazu verlaufenden Schenkeln 20, 21 ausgebildet sein. Dies schließt aber nicht aus, daß der Winkel zwischen der Basis 19 und den Schenkeln 20, 21 mehr als 90° betragen, also als stumpfer Winkel von mehr als 90° ausgebildet sein kann.
Auch wenn der Primärleiter insbesondere bei der umschaltbaren Variante bevorzugt aus mehreren Teilen, vorzugsweise aus zwei bis drei Teilen besteht, so ist es grundsätzlich aber auch möglich, den Primärleiter einstückig auszubilden und durch geeignetes Verdrehen durch das Fenster des Sekundärsystems 16 hindurchzufädeln und mit der Abschlußplatte 8 in geeigneter Weise elektrisch und/oder mechanisch zu verbinden. Auch ist es grundsätzlich möglich, zwei derartige einteilige Primärleiter hintereinander,und zwar isoliert gegeneinander auf der Abschlußplatte 8 anzubringen und für die erforderliche Umschaltung durch geeignete Anschlußlaschen zu sorgen.
Die wesentlichen Vorteile des erfindungsgemäßen Hochspannungskopfstromwandlers sind darin zu sehen, daß das Kopfgehäuse bzw. die Haube 24 materialsparend und mit geringem Arbeitsaufwand hergestellt werden kann, daß nur eine Flanschverbindung mit der Abschlußplatte 8 vorzusehen ist, daß das Kopfgehäuse 24 und das Ausleitungsrohr 5 für die Sekundärausleitungen hinsichtlich des Gewichtes des Aktivsystems 13, 14, 18 des Hochspannungskopfstromwandlers vollständig gewichtsentlastet sind, daß neben dem zur Anwendung gelangenden Isoliermedium, wie Gas oder Öl, keine weiteren, insbesondere keine gemischten Feststoff/Gas- bzw. Feststoff/Öl-Dielektrika benötigt werden und daß insbesondere eine kompakte, schlanke und gewichtssparende Bauweise des Kopfgehäuses 24 möglich ist, wodurch die Kopflastigkeit derartiger Hochspannungsstromwandler im Vergleich zu bekannten Anordnungen wesentlich verringert wird.
Bei veränderten technischen Anforderungen ist ein kurzfristiger Austausch des Sekundärsystems 16 grundsätzlich möglich.

Claims

Hochspannungsstromwandler (1) in Kopfbauweise mit einer Säule (2) aus Isoliermaterial, die das Kopfgehäuse (4) trägt, mit einer das Sekundärsystem (16) umgebenden geerdeten Umhüllung (15), die eine Mittenöffnung zur Durchführung des Primärleiters (18) aufweist, mit einem Ausleitungsrohr (5) für die Sekundärausleitungen (6), das sich zumindest weitestgehend durch die Säule (2) aus Isoliermaterial erstreckt, mit einer am oberen Ende der Säule (2) angebrachten, im wesentlichen waagrechten Abschlußplatte (8), auf der einerseits das das Sekundärsystem (16) vollständig umgebende Kopfgehäuse (4) und andererseits über einen Isolierstützer (17) das Sekundärsystem (16) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärleiter (18) wenigstens annähernd U-förmig ausgebildet ist, wobei lediglich dessen horizontal verlaufende Basis (19) die Mittenöffnung des Sekundärsystems (16) durchragt und zumindest einer von dessen beiden Schenkeln (20 bzw. 21) die Abschlußplatte (8) außerhalb des von der Isoliersäule (2) begrenzten Raumes nach unten isoliermitteldicht durchgreift und von unten kontaktierbar ist, während der andere der beiden Schenkel (21 bzw. 20) entweder innen an der Abschlußplatte (8) elektrisch leitend befestigt und die Abschlußplatte (8) von unten unmittelbar kontaktierbar ist oder aber dieser Schenkel (21 bzw. 20) die Abschlußplatte (8) ebenfalls nach unten isoliermitteldicht durchgreift und direkt kontaktierbar ist und daß das als Haube (24) ausgebildete Kopfgehäuse auch den Primärleiter (18) von oben komplett umfaßt und isoliermitteldicht an der Abschlußplatte (8) befestigt ist.
Hochspannungsstromwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer aus durchgehend elektrisch leitfähigem Material bestehenden Abschlußplatte (8) wenigstens ein Schenkel (20, 21) des Primärleiters (18) die Abschlußplatte (8) nach unten elektrisch isoliert durchragt.
Hochspannungsstromwandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (24) aus einem Rohrabschnitt (29) und aus einem stumpf daran befestigten, insbesondere angeschweißten, haubenförmigen Deckel (30) besteht.
Hochspannungsstromwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sekundärsystem (16) aus wenigstens einem Ringkern (13) und aus wenigstens einer Sekundärwicklung besteht, die gemeinsam mit Gießharz (15) umgossen sind, und daß an einer Ausleitungsstelle (33) am Umfang (32) des Gießharzringes (14) die Sekundärausleitungen (6) heraus und in das Ausleitungsrohr (5) eingeführt sind.
Hochspannungsstromwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Sekundärsystem (16) wenigstens zwei Stützer (17) um die Ausleitungsstelle (33) herum ein- oder angeformt oder angebracht sind, wobei deren freie Enden (34) sich innen auf der Abschlußplatte (8) abstützen und dort verschraubbar sind.
Hochspannungsstromwandler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Gießharzring (14) als Gewindehülsen oder Gewindebolzen ausgebildete Gewindeteile (43) eingeformt sind und die Stützer (17) mittels eines Gegengewindeteils (44) am Gießharzring (14) befestigt sind.
Hochspannungsstromwandler nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet daß die Stützer (17) nach unten schräg auswärts gerichtet angeordnet sind.
Hochspannungsstromwandler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußplatte (8) senkrecht zur schrägen Längsachse (L) der Stützer (17) vorgesehene Auflageflächen (35) aufweist.
Hochspannungsstromwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützer (17) an der Abschlußplatte (8) von außen mittels Schrauben (38) befestigt sind und daß die Schraubenköpfe (41) von Abdeckungen (42) überdeckt sind, die an der Abschlußplatte (8) dicht befestigbar sind.
Hochspannungsstromwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußplatte (8) einen nach unten ragenden Kragen (9) mit einem inneren Auflagerand (10) aufweist, der auf die Isoliersäule (2) aufgeschoben ist, wobei zwischen dem Kragen (9) und der Isoliersäule (2) an der Wandung und/oder an der Stirnseite (11) der Isoliersäule (2) eine Dichtung (12) vorgesehen ist.
Hochspannungsstromwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Ausleitungsrohr (5) und der Ausleitungsstelle (33) am Ring (14) als Steckverbindung ausgebildet ist.
Hochspannungsstromwandler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckverbindung als Kontaktfederverbindung (45) ausgebildet ist.
Hochspannungsstromwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärleiter (18) nur aus zwei Teilen, nämlich aus einem Winkel und aus einem an einem die Basis (19) bildenden Winkelschenkel angebrachten Schenkel (20 bzw. 21) besteht.
Hochspannungsstromwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärleiter (18) aus drei Teilen besteht, wobei an den Enden (46) eines die Basis (19) bildenden Stabes jeweils ein einen Schenkel (20, 21) bildender Bolzen stumpfwinklig bis rechtwinklig befestigt ist.
Hochspannungsstromwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (20, 21) des Primärleiters (18) einen Außenflansch (23) aufweisen, von dem aus sich ein Anschlußabschnitt (22) nach unten durch die Abschlußplatte (8) erstreckt und daß der Außenflansch (23) mit der Abschlußplatte (8) mittelbar über eine Isolierhülse (47) und einen elektrisch isolierenden Ring (48) oder unmittelbar mit der Abschlußplatte (8) isoliermitteldicht verschraubt ist.
Hochspannungsstromwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärleiter (18) aus einem Doppelleiter (50, 51) besteht, von denen der eine einen Außenleiter (50) bildet, der den anderen, einen Innenleiter (51) bildenden Leiter mit Abstand elektrisch isoliert umgibt und daß zwischen beiden Leitern (50, 51) zumindest im Bereich der Anschlußabschnitte (22) ein festes Dielektrikum (52) als Isolierung, Abstandshalter und/oder als Halteelement vorgesehen ist.
Hochspannungsstromwandler nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenleiter (50) des einen Schenkels (20) isoliert und dicht durch die Abschlußplatte (8) hindurchgeführt ist und daß der Außenleiter (50) des anderen Schenkels (21) mit der Abschlußplatte (8) elektrisch leitend verbunden ist.
Hochspannungsstromwandler nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenleiter (51) des isolierten Schenkels (20) mit seinem Außenleiter (50) oder mit der Abschlußplatte (8) elektrisch leitend verbindbar ist und daß der Innenleiter (51) des an der Abschlußplatte (8) elektrisch leitend befestigten Schenkels (21) mit seinem Außenleiter (50) oder mit einer Zuleitung elektrisch leitend verbindbar ist.
Hochspannungsstromwandler nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß an den Innenleitern (51) der Schenkel (20, 21) schwenkbare Anschlußkontakte (53) befestigt sind.
Hochspannungsstromwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis (19) des Primärleiters (18) mit den inneren Enden (60) der Schenkel (20, 21) des Primärleiters (18) durch eine Klemmschelle (54) verbunden ist, die durch entsprechende Formgebung aus dem Schenkelmaterial gebildet ist.
Hochspannungsstromwandler nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenleiter (50) der Schenkel (20, 21) im Bereich (56) des Innenleiters (51) der Basis (19) eine Bohrung (57) zum Einbringen des Innenleiters (51) der Basis (19) aufweist.
Hochspannungsstromwandler nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (58) des Außenleiters (50) der rohrförmigen Basis (19) einen Flansch (59) aufweisen, mit dem sie am inneren Ende (60) des Außenleiters (50) der Schenkel (20, 21) angeschraubt sind.
Hochspannungsstromwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (20, 21) unterhalb des Außenflansches (23) einen runden bolzenartigen Anschlußabschnitt (22) und oberhalb desselben einen bezüglich seiner Längsrichtung seitlich nach außen verlagerten abgeflachten, insbesondere in Richtung der Haubenwandung verlaufenden Schenkelabschnitt von wenigstens annähernd gleichem Querschnitt wie der des Anschlußabschnittes (22) aufweisen.
Hochspannungsstromwandler nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der flache Schenkelabschnitt im Querschnitt gewölbt und der Form der Haube (24) angepaßt ist.
Hochspannungsstromwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Schenkel (21 bzw. 20) einen unteren Befestigungsflansch (23) aufweist, mit dem er an der Abschlußplatte (8) befestigt ist.
Hochspannungsstromwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußplatte (8) außer der Öffnung (100) für den einen Schenkel (20) und die Öffnung für den Isolator (2) keine weiteren Durchbrüche von außen nach innen aufweist.
Hochspannungsstromwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sekundärsystem (16) über Stützer (17) auf je einem inneren Widerlager (102) der Abschlußplatte (8) aufliegt und ausschließlich innerhalb des Kopfgehäuses (4) an der Abschlußplatte (8) befestigt ist.
Hochspannungsstromwandler nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (102) schräg nach oben und außen verlaufende Auflageplatten (103) aufweist und daß Befestigungsschrauben (38) vorgesehen sind, die von unten her in die Stützer (17) eingeschraubt sind.
Hochspannungsstromwandler nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageplatten (103) durch den einen Schenkel einer Winkelschiene gebildet sind.
Hochspannungsstromwandler nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei Auflageplatten (103) zu beiden Seiten eines an der Abschlußplatte (8) befestigten oder angeformten Prismas (105) vorhanden sind.
Verfahren zur Herstellung eines Hochspannungsstromwandlers nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst das mindestens einen Ringkern (13) mit Sekundärwicklung aufweisende Sekundärsystem (16) an einer Abschlußplatte (8) befestigt wird, hierauf der Primärleiter (18) aus Einzelteilen zusammengesetzt und eingebaut oder als Ganzes durch den Ringkern (13) bzw. durch den abgeschirmten Ring (14) geschoben wird, daß die Basis (19) des Primärleiters (18) wenigstens annähernd parallel zur Ringachse (14) verläuft und zumindest einer der Schenkel (20 bzw. 21) durch eine Öffnung der Abschlußplatte (8) gesteckt und dicht sowie fest mit dieser verbunden wird, wobei die Basis (19) des Primärleiters (18) zentrisch zum Ring (14) zu liegen kommt, daß dann die Haube (24) über das Sekundärsystem (16) und den Primärleiter (18) übergestülpt und mit der Abschlußplatte (8) dicht und fest verbunden wird, daß daraufhin das so vormontierte Kopfteil (4) auf die Isoliersäule (2) aufgesetzt und dicht befestigt wird und dabei die Sekundärausleitungen (6) mit dem Ausleitungsrohr (5) nach Art einer Steckverbindung mit der Ausleitungsstelle (33) kontaktiert werden und daß hierauf, wenn nicht schon vorher angebracht, die Haube (24) übergestülpt und mit der Abschlußplatte (8) dicht und fest verbunden wird.