NO157640B

NO157640B - HEATING UNIT.

Info

Publication number: NO157640B
Application number: NO852759A
Authority: NO
Inventors: Jgen Kam
Original assignee: Nielsen Ingeni Og Handelsaktie
Priority date: 1985-07-09
Filing date: 1985-07-09
Publication date: 1988-01-11
Also published as: NO852759L; DE3665766D1; EP0208241A1; NO157640C; EP0208241B1; CA1264178A

Description

Oppfinnelsen vedrører et elektrisk høyspennings- og høyeffekt varmeaggregat til oppvarming av en gassart, især en prosessgass, som føres gjennom aggregatet, hvilket aggregat omfatter et antall ved siden av hverandre monterte enheter, som hver især omfatter et stort antall seriekoblede varmetrådsviklinger, som er montert på varmebestandige, fortrinnsvis keramiske rør, opphengt i en innadtil varmebestandig isolert ramme av et elektrisk ledende materiale. The invention relates to an electric high-voltage and high-power heating unit for heating a type of gas, in particular a process gas, which is passed through the unit, which unit comprises a number of units mounted next to each other, each of which comprises a large number of series-connected heating wire windings, which are mounted on heat-resistant, preferably ceramic tubes, suspended in an internally heat-resistant insulated frame of an electrically conductive material.

I forbindelse med luftoppvarming, blant annet i forbindelse med kjemiske prosesser, hvorved en luftart skal oppvarmes til 300 - 500°, f.eks. med henblikk på tørring, kreves der under tiden meget store effekter, f.eks. helt opptil 10 - 15 MW, hvilket er vanskelig og kostbart såvel i anlegg som i drift. In connection with air heating, including in connection with chemical processes, whereby a type of air must be heated to 300 - 500°, e.g. with a view to drying, very large effects are currently required, e.g. up to 10 - 15 MW, which is difficult and expensive both in construction and in operation.

Det er formålet med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et varmeanlegg som kan oppvarme meget store mengder av prosessgass samtidig med, at anleggs- og driftsomkostninger er billigere enn hittil kjent for anlegg av den type. It is the purpose of the present invention to provide a heating system which can heat very large quantities of process gas at the same time that construction and operating costs are cheaper than hitherto known for systems of that type.

Ifølge oppfinnelsen kjennetegnes varmeaggregatet ved at nevnte ramme elektrisk flyter på et ukjent potensiale, idet den ikke er forbundet elektrisk med noe annet, og at den elektrisk flytende rammen er omgitt av en ytre isolering, som igjen er omgitt av en ytre ramme, som er jordet. Derved oppnås at varmeaggregatets trådvikling kan forbindes til en høyspenning på opptil f.eks. 36 kV med en varmeffekt på f.eks. 1/2 MW i varmetråden i hver enhet. Dette er kun mulig, fordi den beskrevne isolering er så effektiv, at overslag unngås. Anlegget kan eventuelt dimensjoneres til en effekt på minst 1 MW ved en tilførselsspenning på ca. 10 kV. Ved anlegget ifølge oppfinnelsen utnyttes, at der i forbindelse med det øvrige fabrikkanlegg er en høyspenning til rådighet, f.eks. en trefaset tilførselsledning på ca. 10 kV eller eventuelt ca. 30 kV. Spesielt i land med en billig elektrisitetsforsyning p.g.a. utnyttelse av vannkraft, vil man med et anlegg Ifølge oppfinnelsen oppnå billige driftsomkostninger . According to the invention, the heating unit is characterized by said frame electrically floating at an unknown potential, as it is not electrically connected to anything else, and that the electrically floating frame is surrounded by an outer insulation, which is in turn surrounded by an outer frame, which is grounded . Thereby it is achieved that the heating unit's wire winding can be connected to a high voltage of up to e.g. 36 kV with a heat output of e.g. 1/2 MW in the heating wire in each unit. This is only possible because the insulation described is so effective that overshooting is avoided. The plant can possibly be dimensioned to an output of at least 1 MW at a supply voltage of approx. 10 kV. The plant according to the invention makes use of the fact that, in connection with the rest of the factory plant, a high voltage is available, e.g. a three-phase supply line of approx. 10 kV or possibly approx. 30 kV. Especially in countries with a cheap electricity supply due to utilization of hydropower, one will achieve cheap operating costs with a plant according to the invention.

Ifølge oppfinnelsen er tilledninger til varmetrådsviklingene omgitt av toroider på de steder, hvor tilledningene føres gjennom den ytre og den indre ramme. According to the invention, leads to the heating wire windings are surrounded by toroids in the places where the leads are led through the outer and the inner frame.

Varmeaggregatet kan ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen omfatte tre eller et multiplum av tre enheter, hvis varmetråder er stjernekoblet, dvs. den ene ende forbundet til hver sin fase og i den andre enden er forbundet innbyrdes til dannelse av et felles flytende eller isolert nullpunkt. På den måte fås en hensiktsmessig kompakt enhet samtidig med, at den trefasede kraftforsyningen utnyttes. According to another feature of the invention, the heating unit can comprise three or a multiple of three units, whose heating wires are star-connected, i.e. one end is connected to each phase and the other end is connected to each other to form a common floating or isolated zero point. In this way, a suitably compact unit is obtained at the same time that the three-phase power supply is utilized.

I et isolasjonslag kan det mellom to enheters rammer inn-legges en elektrisk ledende skinne, som forbindes til varmeaggregatets flytende eller isolerte nullpunkt, hvilken forbindelse overvåkes via en strømtransformator. Derved blir det mulig å overvåke konstruksjonen og i gitt tilfelle å gripe inn før en eventuell krypstrøm gir anledning til alvorlige skader. Varmetrådene kan dessuten med fordel overvåkes med pyrometere med henblikk på å avbryte strømmen til varmetrådene, hvis trådtemperaturene overstiger en gitt tillatt verdi på f.eks. 500 eller 700<*>C. In an insulation layer, an electrically conductive rail can be inserted between the frames of two units, which is connected to the heating unit's floating or insulated zero point, which connection is monitored via a current transformer. This makes it possible to monitor the construction and, if necessary, to intervene before any creep current gives rise to serious damage. The heating wires can also advantageously be monitored with pyrometers with a view to interrupting the current to the heating wires, if the wire temperatures exceed a given permitted value of e.g. 500 or 700<*>C.

Det er videre fordelaktig å tilveiebringe en tredobbelt isolering mellom fasene, omfattende et første isolasjonslag, plassert mellom varmetrådsviklingen og rammens vertikale sidekanter, et andre isolasjonslag mellom rammene innbyrdes og plassert langs med og mellom rammenes horisontale sidekanter, samt et tredje isolasjonslag i naborammen plassert mellom rammens vertikale sidekanter og varmetrådsviklingene i denne rammen. It is further advantageous to provide a triple insulation between the phases, comprising a first insulation layer, placed between the heating wire winding and the frame's vertical side edges, a second insulation layer between the frames and placed along and between the frames' horizontal side edges, as well as a third insulation layer in the neighboring frame placed between the frame's vertical side edges and the heating wire windings in this frame.

Av hensyn til muligheten for å kunne foreta vedlikeholds-ettersyn på anlegget, er det nødvendig å kunne demontere hver enhet og dermed hver fase for seg og konstruksjonen krever derfor en klemmekasse til hver faseledning og hver nulledning for hver enhet. Dermed blir det et problem å oppfylle sikkerhetskravene ifølge sterkstrømsreglementet. Den nominelle sikkerhetsavstanden ved 10 - 12 kV er 11 cm. Denne avstand er det ikke mulighet for å oppnå ved denne kompakte konstruksjon som ønskes til gassoppvarmningsaggregat. En luftavstand på 11 cm tilsvarer at utstyret skal kunne klare en støtspehhingsprøve ved 75 kV. Det er derfor et ytterligere formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en usedvanlig kompakt klemmekasse, som likevel kan klare en støtspennings-prøve på 75 kV. In order to be able to carry out maintenance inspections on the system, it is necessary to be able to dismantle each unit and thus each phase separately, and the construction therefore requires a terminal box for each phase wire and each neutral wire for each unit. This makes it a problem to meet the safety requirements according to the high current regulations. The nominal safety distance at 10 - 12 kV is 11 cm. It is not possible to achieve this distance with this compact construction, which is desired for a gas heating unit. An air distance of 11 cm corresponds to the equipment being able to withstand a shock test at 75 kV. It is therefore a further object of the invention to provide an exceptionally compact terminal box, which can nevertheless withstand an impulse voltage test of 75 kV.

Dette oppnås ved at hver spenningsførende tilledning koples til en ytre spennlngskllde gjennom en dertil innrettet klemmekasse, hvori der på begge sider av ti Hedningen er innrettet plater av et isolerende materiale, f.eks. Etronax, hvilke plater strekker seg vesentlig utover tilledningens dimensjoner, og i hovedsak er plassert omtrent midt i luftgapene mellom tilledningen og de nærmeste metalliske platevegger i den omgivende klemmekasse, og at alle samlinger i tilledningen er utført kuleformet, og at der ytterligere er innrettet kjøleorganer i klemmekassen. This is achieved by each voltage-carrying lead being connected to an external voltage shield through a terminal box designed for it, in which plates of an insulating material are arranged on both sides of the insulator, e.g. Etronax, which plates extend significantly beyond the dimensions of the supply line, and are mainly placed approximately in the middle of the air gaps between the supply line and the nearest metallic plate walls in the surrounding terminal box, and that all joints in the supply line are made spherical, and that cooling devices are additionally arranged in the terminal box.

Hver spenningsførende faseledning fra spenningskllden føres inn i klemmekassen gjennom en trykktett gjennomføring og innbygges i isolatorer. Alle gjennomføringer av den spen-ningsførende tilledning i klemkassens vegger er forsynt med toroider langs kanten av veggen i veggsidens plan, og hulrommet mellom tilledningen, som føres gjennom veggen og veggens toroideformete avslutning inn mot lederen, er utfylt med et isolerende dielektrikum med cr i 2. Each voltage-carrying phase line from the voltage source is led into the terminal box through a pressure-tight bushing and built into insulators. All penetrations of the voltage-carrying lead in the walls of the terminal box are provided with toroids along the edge of the wall in the plane of the wall side, and the cavity between the lead, which is led through the wall and the wall's toroid-shaped termination towards the conductor, is filled with an insulating dielectric with cr i 2 .

Ved dette oppnår man en spredning av alle felter samtidig med at kjølingen sikrer en passende høy gjennomslagsspenning for den i kassen eksisterende lufttype. This achieves a spread of all fields at the same time that the cooling ensures a suitably high breakdown voltage for the type of air present in the box.

Oppfinnelsen skal i det etterfølgende forklares nærmere under henvisning til tegningene. Fig. 1 viser et eksempel på et anlegg Ifølge oppfinnelsen, sett i perspektiv. Fig. 2 viser en plantegning av det i fig. 1 viste The invention will subsequently be explained in more detail with reference to the drawings. Fig. 1 shows an example of a plant according to the invention, seen in perspective. Fig. 2 shows a floor plan of that in fig. 1 showed

anlegg, sett forfra. plant, front view.

Fig. 3 er et snitt gjennom samme, langs linjen A-A. Fig. 4 er et eksempel på en kassett til anlegget i fig. Fig. 3 is a section through the same, along the line A-A. Fig. 4 is an example of a cassette for the plant in fig.

1, sett forfra. 1, front view.

Fig. 5 er samme, sett fra siden. Fig. 5 is the same, seen from the side.

Fig. 6 viser et eksempel på en varmetrådsvikling til Fig. 6 shows an example of a heating wire winding

anlegget. the facility.

Fig. 7 er et skjema over en foretrukket ledningsføring Fig. 7 is a diagram of a preferred wiring

for varmetrådene i en enkelt kassett. for the heating wires in a single cassette.

Fig. 8 er et skjema over en foretrukket ledningsføring Fig. 8 is a diagram of a preferred wiring

til et anlegg med tre kassetter. to a plant with three cassettes.

Fig. 9 er et eksempel på en klemmekasse til faseleder, Fig. 9 is an example of a terminal box for phase conductors,

sett fra siden. seen from the side.

Fig. 10 er samme, sett forfra. Fig. 10 is the same, seen from the front.

Fig. 11 er samme, sett ovenfra. Fig. 11 is the same, seen from above.

Fig. 12 er et eksempel på en trykktett gjennomføring av Fig. 12 is an example of a pressure-tight implementation of

en fasetilledning. a phase connection.

Fig. 13 illustrerer en gjennomføring av et ledende stangorgan. Fig. 14 viser et eksempel på en klemmekasse for en Fig. 13 illustrates an implementation of a conducting rod member. Fig. 14 shows an example of a terminal box for a

nulleder. neutral conductor.

Det i fig. 1-5 viste varmeaggregat er utformet som en kanal, som gjennomstrømmes av den prosessluft som skal oppvarmes. Kanalen er isolert termisk og elektrisk. Varmeaggregatet består ytterst av en utvendig, rektangulær ramme 12, f.eks. av stålprofiler. Innenfor denne ligger to lag keramiske blokker 14, f.eks. av skamol. I dette isolerte skall er der plassert tre såkalte kassetter 20 med hver sin rekke av seriekoblede varmetråder. En kassett er oppbygget av en ramme 22, som innvendig er kledd med isolerende keramiske blokker, fortrinnsvis skamol, type V 1100. Både den elektriske og den termiske isoleringsevnen er av vesentlig betydning i denne konstruksjon. Rammen 22 består av to rektangulære stålprof iler, som er forbundet med tverrprof iler i hvert hjørne. På de smale, loddrette sider er der montert tverrstykker 32, som anvendes som oppheng for et antall keramiske rør 26 som kan være oppbygget av to rør, innerst et rør av type 710 ifølge DIN 40685, f.eks alsint ® 99,7, som har en stor mekanisk styrke og kan motstå gjennomslag ved 10 kV driftsspenning og en temperatur på 800"C. Utenom og konsentrisk med alsinterrøret kan der være av type 530 etter Silimanit ® 60 rør, som kan tåle store temperaturendringer. Dette røret sikrer en temperaturutjevning i forhold til alsintrøret. That in fig. The heating unit shown in 1-5 is designed as a channel through which the process air to be heated flows. The duct is insulated thermally and electrically. The heating unit consists of an external, rectangular frame 12, e.g. of steel profiles. Within this are two layers of ceramic blocks 14, e.g. of shamol. In this insulated shell, three so-called cassettes 20 are placed, each with its own row of series-connected heating wires. A cassette is made up of a frame 22, which is internally lined with insulating ceramic blocks, preferably skamol, type V 1100. Both the electrical and the thermal insulating ability are of significant importance in this construction. The frame 22 consists of two rectangular steel profiles, which are connected by cross profiles in each corner. On the narrow, vertical sides, cross pieces 32 are mounted, which are used as suspensions for a number of ceramic pipes 26 which can be made up of two pipes, the innermost being a pipe of type 710 according to DIN 40685, e.g. alsint ® 99.7, which has great mechanical strength and can withstand breakdown at 10 kV operating voltage and a temperature of 800"C. Outside and concentric with the alsinter pipe, there can be type 530 after Silimanit ® 60 pipe, which can withstand large temperature changes. This pipe ensures a temperature equalization in relation to the alsint pipe.

De keramiske rør 26 bærer varmetrådene. Varmetrådene kan være alle allminnelige forekommende motstandsmaterialer, men en nikkellegering, Ni 80, f.eks. av merket "Kantal" fore-trekkes, og viklingene kan med fordel danne et nærmest stjerneformet mønster, som vist i fig. 6 hvor en slik varmetrådsvikling sees fra den ene enden. Det er klart, at der vil kunne anvendes mange andre lignende viklingsmønstre, som oppfyller de to nødvendige betingelser, nemlig at viklingen skal kunne sitte fast omkring et rør og dessuten at den skal kunne avgi sin varme så effektivt som mulig til den omgivende, forbistrømmende luft. Slike viklinger er blant annet beskrevet i tysk patent nr. 2850111. Fortrinnsvis anvendes oksyderte varmetråder, som dermed har noe overflate-isolering. The ceramic tubes 26 carry the heating wires. The heating wires can be any common resistance material, but a nickel alloy, Ni 80, e.g. of the brand "Kantal" is preferred, and the windings can advantageously form an almost star-shaped pattern, as shown in fig. 6 where such a heating wire winding is seen from one end. It is clear that many other similar winding patterns can be used, which fulfill the two necessary conditions, namely that the winding must be able to fit firmly around a pipe and furthermore that it must be able to emit its heat as efficiently as possible to the surrounding, passing air . Such windings are, among other things, described in German patent no. 2850111. Oxidized heating wires are preferably used, which thus have some surface insulation.

I en foretrukket utførelsesform av en typisk kassett er der to loddrettstående søyler adskilt av en mellomvegg 70, hver med f.eks. fjorten rør 26, omviklet med en varmetråd. De enkelte varmetrådselementer er forbundet av kraftigere forbindelsestråder eller stenger. Fortrinnsvis er alle varmetrådselementene i en kassett dog i hovedsak dannet av en fortløpende varmetråd, som, på de steder, hvor tråden passerer gjennom mellomveggen 70, er parallell koblet med en passende tykk ekstra varmetråd for å nedsette varmeavgivelsen ved det angjeldende sted. En foretrukket viklingsmåte er vist i fig. 7, hvor viklingene dog kun er antydet. In a preferred embodiment of a typical cassette, there are two vertical columns separated by an intermediate wall 70, each with e.g. fourteen tubes 26, wrapped with a heating wire. The individual heating wire elements are connected by stronger connecting wires or rods. Preferably, however, all the heating wire elements in a cassette are essentially formed by a continuous heating wire, which, at the places where the wire passes through the intermediate wall 70, is connected in parallel with a suitably thick additional heating wire to reduce the heat release at the relevant location. A preferred method of winding is shown in fig. 7, where the windings are however only indicated.

En stang 30 danner tilledningen til varmetrådsviklIngen. Stangen går gjennom isolasjonen 24 av skamol og gjennom rammen 22. For å unngå spenningsoverslag fra tillednings-stangen 30 til rammen 22 og de med rammen forbundne oppheng 32, er tilledningen 30 omgitt av en toroide 34, som sikrer en jevn feltfordeling omkring tilledningen. A rod 30 forms the lead to the heating wire winding. The rod passes through the insulation 24 of skamol and through the frame 22. To avoid voltage flashover from the lead rod 30 to the frame 22 and the suspensions 32 connected to the frame, the lead 30 is surrounded by a toroid 34, which ensures an even field distribution around the lead.

Fortrinnsvis plasseres tre kassetter 20 ved siden av hverandre, således at hver kassett kan forbindes til en av fasene i et trefaset høyspenningsnett med f.eks. en merkespenning på 10 eller 30 kV. Viklingene stjernekobles som vist i fig. 8 og fortrinnsvis tilkobles de øverste tilledningene 30 til faseledningene og de nederste tilledningene forbindes sammen til 0-lederen. Med denne løsning oppnår man, at spennings-nivået i den øverste del av konstruksjonen ligger på ca. Preferably, three cassettes 20 are placed next to each other, so that each cassette can be connected to one of the phases in a three-phase high-voltage network with e.g. a rated voltage of 10 or 30 kV. The windings are star-connected as shown in fig. 8 and preferably the top leads 30 are connected to the phase leads and the bottom leads are connected together to the 0 conductor. With this solution, it is achieved that the voltage level in the upper part of the structure is approx.

10 kV eller den høyspenning man har valgt, og derfra faller jevnt ned til 0 volt i bunnen av aggregatet. Mellom de enkelte viklinger er der kun små spenningsforskjeller. Der er dog stor spenningsforskjell mellom to glødetråder i to naborammer, især oventil og rammene er derfor plassert i en viss innbyrdes avstand og med mellomliggende Isolasjon 46, slik som det fremgår av fig. 3. 10 kV or the high voltage that has been chosen, and from there it drops evenly to 0 volts at the bottom of the unit. There are only small voltage differences between the individual windings. There is, however, a large voltage difference between two filaments in two neighboring frames, especially at the top, and the frames are therefore placed at a certain distance from each other and with insulation 46 in between, as can be seen from fig. 3.

Ved oppbygningen av aggregatet føres hver ferdigmontert kassett på ruller eller kuler inn på hver sin skinne 1 bunnen av aggregatet, som deretter avlukkes med den utvendige isolasjon 14. During the assembly of the unit, each pre-assembled cassette is guided on rollers or balls onto its respective rail 1 at the bottom of the unit, which is then sealed off with the external insulation 14.

I fig. 8 er vist et elektrisk skjema over varmeaggregatet. Varmetrådene 40 er i den ene ende forbundet til hver sin fase R, S, T og i den andre enden er de forbundet innbyrdes. Blokkene 42 symboliserer motstanden i den innvendige Isoleringen mellom stålrammen 22 og varmetrådene 40. Lederen 22 representer selve stålrammen, som i det idielle tilfellet vil være spenningsfri. Blokkene 44 representerer motstanden i den utvendige isolasjon utenpå kassettens stålramme 22. Den ytre isolasjonen 14 fastholdes av den ytterste rammen 12, som er jordet. In fig. 8 shows an electrical diagram of the heating unit. The heating wires 40 are connected at one end to each of the phases R, S, T and at the other end they are connected to each other. The blocks 42 symbolize the resistance in the internal insulation between the steel frame 22 and the heating wires 40. The conductor 22 represents the steel frame itself, which in the ideal case will be tension-free. The blocks 44 represent the resistance in the outer insulation outside the steel frame 22 of the cassette. The outer insulation 14 is retained by the outermost frame 12, which is grounded.

Der er således i prinsippet to av hverandre uavhengige isolasjonssystemer med hver sin isolasjonsevne symbolisert ved motstanden 42 og 44. De tre innvendige rammer 22 danner tre skall, som spenningsmessig er flytende såvel innbyrdes som i forhold til jord. There are thus, in principle, two independent insulation systems, each with its own insulation capacity, symbolized by the resistors 42 and 44. The three internal frames 22 form three shells, which, in terms of voltage, are fluid both among themselves and in relation to earth.

Den del av konstruksjonen, som er mest utsatt for feil-strømmer, vil være den øverste del av den innerste isolasjon, idet de store spenningsforskjeller er tilstede i den øverste del av konstruksjonen. Dessuten vil den innvendig isolering under drift bli kraftig oppvarmet, og denne oppvarming vil nedsette den elektriske isoleringsevnen. The part of the structure that is most exposed to fault currents will be the upper part of the innermost insulation, as the large voltage differences are present in the upper part of the structure. In addition, the internal insulation will be strongly heated during operation, and this heating will reduce the electrical insulation capacity.

En krypstrøm fra fase til fase skal passere tre krypstrekninger, LI, L2, L3, hvor LI ligger i den innvendige ramme-isolering 24, L2 er Isoleringen 46 mellom rammene innbyrdes og L3 i den innvendige isolering 24 i den andre rammen. I det på tegningen viste anlegg er LI = L2 - L3 «= 20 cm, dvs. den samlede krypstrekning er 60 cm. Ytterligere ligger krypstrekningene 3 forskjellige steder i konstruksjonen. Oppdelingen i tre krypstrekninger plassert tre forskjellige steder i konstruksjonen gjør det meget usannsynlig, at betingelsene for å danne en lysbue er tilstede alle tre steder samtidig. A creepage current from phase to phase must pass through three creepage distances, LI, L2, L3, where LI lies in the internal frame insulation 24, L2 is the insulation 46 between the frames and L3 in the internal insulation 24 in the other frame. In the installation shown in the drawing, LI = L2 - L3 «= 20 cm, i.e. the overall creepage distance is 60 cm. In addition, the crawl spaces are located in 3 different places in the construction. The division into three creepage lines placed in three different places in the construction makes it very unlikely that the conditions for forming an arc are present in all three places at the same time.

Det vil også være en viss risiko for et gjennomslag fra fase til fase mellom to varmetråder. Luftavstanden mellom varmetrådene i to forskjellige faser er i det viste anlegg 30 cm, slik det fremgår av fig. 3. Denne avstand må naturligvis dimensjoneres under hensyntagen til arten av den prosessgass og gassens temperatur i det anlegg, som skal fremstilles, samt den påtrykte høyspenning. There will also be a certain risk of a breakdown from phase to phase between two heating wires. The air distance between the heating wires in two different phases in the system shown is 30 cm, as can be seen from fig. 3. This distance must of course be dimensioned taking into account the nature of the process gas and the temperature of the gas in the plant to be manufactured, as well as the applied high voltage.

I isolasjonslaget 46 mellom rammene kan man med fordel innlegge en metallskinne X, som forbindes til varmeflatens interne flytende eller isolerte 0-punkt. Via en strømtrans-formator vil det da være mulig å registrere en begynnende krypstrøm mellom fasene. En slik krypstrøm kunne være forårsaket av en tilsmussing av isolasjonsmaterialet. In the insulation layer 46 between the frames, a metal rail X can advantageously be inserted, which is connected to the heating surface's internal floating or insulated zero point. Via a current transformer, it will then be possible to register an incipient creepage current between the phases. Such a creepage current could be caused by soiling of the insulation material.

Til varmeaggregatet hører et sett klemmekasser, som vist i fig. 1. Gjennom de tre øverste klemmekasser 51 tilføres høyspenningen til den ene ende av varmetrådsviklingene, og gjennom de tre nederste klemmekasser forbindes den andre enden av varmetrådsviklingene til et felles flytende eller isolert 0-punkt, således at man får den i fig. 8 viste stjernekobling. The heating unit includes a set of terminal boxes, as shown in fig. 1. Through the three top terminal boxes 51, the high voltage is supplied to one end of the heating wire windings, and through the three bottom terminal boxes, the other end of the heating wire windings is connected to a common floating or isolated 0 point, so that it is obtained in fig. 8 showed star connection.

Fig. 9-11 viser en klemmekasse 51 for en faseleder 30, som er ført ut gjennom varmeaggregatets sidevegg gjennom de isolerende lag 14, 24. Fasetilledningen 61 tilføres ovenfra gjennom et isolerende oppheng 62 og gjennom en ytterligere isolator 66. Tilledningen 61 forbindes med lederen 30 i en kule 55 plassert omtrent midt i klemmekassen. Selve gjennom-føringen inn i klemmekassen av lederen 30 skjer gjennom et antall isolerende plater 60, se flg. 13, som fortrinnsvis består av sllikongumml, som har et cr på ca. 2. Det anvendes en lagdelt konstruksjon av flere sammenllmte plater. Fig. 9-11 shows a terminal box 51 for a phase conductor 30, which is led out through the side wall of the heating unit through the insulating layers 14, 24. The phase lead 61 is supplied from above through an insulating suspension 62 and through a further insulator 66. The lead 61 is connected to the conductor 30 in a ball 55 located approximately in the middle of the terminal box. The actual passage into the terminal box of the conductor 30 takes place through a number of insulating plates 60, see fig. 13, which preferably consist of silicone rubber, which has a cr of approx. 2. A layered construction of several joined plates is used.

Lederen 30 er dessuten forsynt med en rekke kjøleribber, f.eks. i aluminium, som vist i fig. 9 og 11. Disse kjøle-ribber skal holde temperaturen i lederen 30 nede, idet man må huske at lederen 30 utgår fra et kraftig oppvarmet område. The conductor 30 is also provided with a number of cooling fins, e.g. in aluminium, as shown in fig. 9 and 11. These cooling ribs must keep the temperature in the conductor 30 down, as it must be remembered that the conductor 30 starts from a strongly heated area.

Både lederen 30 og kjøleribbene 52, samt kulen 55 er på begge sider omgitt av feltfordelende, isolerende plater 54, f.eks. av Etronax, og fortrinnsvis av Etronit nr. 1. Platene er opphengt uten ledende forbindelse til noe annet. Med disse plater oppnås en spredning av feltet fra de ledende høy-spenningsforsynte deler. Both the conductor 30 and the cooling fins 52, as well as the sphere 55 are surrounded on both sides by field-distributing, insulating plates 54, e.g. by Etronax, and preferably by Etronit No. 1. The plates are suspended without conductive connection to anything else. With these plates, a spread of the field from the conductive high-voltage supplied parts is achieved.

Fig. 12 viser et forstørret utsnitt av den i fig. 9 viste klemmekasse og skal illustrere hvorledes en faseleder 61 er ført trykktett inn i klemkassen 51. Lederen 61 er omgitt av en koaksial, sylindrisk isolering 66, som nedentil er lukket trykktett av en propp 67 forsynt med pakninger 68, som tetter mot lederen 61. Under den trykktette gjennomføring er lederen 61 omgitt av en isolerende kappe 69. Fig. 12 shows an enlarged section of the one in fig. 9 shown terminal box and shall illustrate how a phase conductor 61 is led pressure-tight into the terminal box 51. The conductor 61 is surrounded by a coaxial, cylindrical insulation 66, which is closed pressure-tight below by a plug 67 provided with gaskets 68, which seals against the conductor 61. Below the pressure-tight bushing, the conductor 61 is surrounded by an insulating jacket 69.

Klemmekassen 51 lukkes foran med et lokk 64. Dette lokk er på sin bakside 65 forsynt med kanaler til kjøleluft for å holde en passende lav lufttemperatur i klemmekassen. Dette er meget vesentlig, ettersom gjennomslagsspenningen for en gassart er meget temperaturavhengig. The terminal box 51 is closed at the front with a lid 64. This lid is provided on its rear side 65 with channels for cooling air to maintain a suitably low air temperature in the terminal box. This is very important, as the breakdown voltage for a gas species is very temperature dependent.

Flg. 14 viser en utførelsesform for en klemmekasse til en nulleder som innføres nedentil. Klemmekassen er vist med avtatt lokk 65 og delvis oppskåret, slik at innføringene av tilledningene kan ses. Follow 14 shows an embodiment of a terminal box for a neutral conductor which is introduced below. The terminal box is shown with the lid 65 removed and partially cut open, so that the insertions of the leads can be seen.

De nederste klemmekasser for O-lederene tilsvarer i prinsippet de ovenfor beskrevne klemmekasser, men de tre klemmekassene er dessuten forsynt med gjennomføringer, som tillater en sammenkobling av nullederene. Gjennomføringene i siden av klemmekassene er utført etter samme prinsipp som vist i fig. 13. Dessuten anvendes toroider for å oppnå en ytterligere feltutjevning. I nullederens klemmekasse er der dessuten en innføring av den leder 48, som forbinder den elektrisk ledende måleskinnen X med det flytende nullpunktet for å muliggjøre en overvåkning av varmeaggregatet, således at en begynnende krypstrøm hurtig vil bli registrert, og således at høyspenningen kan nå og bli utkoblet, hvis en faretruende situasjon oppstår. The bottom terminal boxes for the O-conductors correspond in principle to the terminal boxes described above, but the three terminal boxes are also provided with grommets, which allow the neutral conductors to be connected. The penetrations in the side of the terminal boxes are made according to the same principle as shown in fig. 13. In addition, toroids are used to achieve a further field equalization. In the terminal box of the neutral conductor, there is also an introduction of the conductor 48, which connects the electrically conductive measuring rail X with the floating zero point to enable monitoring of the heating unit, so that an incipient creepage current will be quickly registered, and so that the high voltage can reach and be switched off, if a dangerous situation occurs.

Claims

1. Electric high-voltage and high-power heating unit for heating a type of gas, in particular a process gas, which is passed through the unit, which unit comprises a number of units mounted next to each other, each of which comprises a large number of series-connected heating wire windings (16), which are mounted on heat-resistant, preferably ceramic tubes (26), suspended in an internally heat-resistant insulated frame (22) of an electrically conductive material, characterized in that this frame electrically floats at an unknown potential, as it is not electrically connected to anything else, and that the the electrically floating frame (22) is surrounded by an outer insulation (14), which in turn is surrounded by an outer frame (12), which is grounded.

2. Electric heating unit as stated in claim 1, characterized by leads (30) to the heating wire windings (16) are surrounded by toroids (34) in the places where the leads are passed through the outer (12) and the inner (22) frame.

3. Electric heating unit as stated in claim 1, characterized in that it comprises three or a multiple of three units, whose heating wires (40) are star-connected, i.e. one end connected to each phase (R, S, T) and in the other the end is interconnected to form a common floating or Isolated zero point (0).

4. Electric heating unit as stated in claim 3, characterized in that where 1 an insulation layer (46) between two unit frames (22) is inserted an electrically conductive rail (48), which is connected to the heating unit's floating or isolated zero point (0), which connection is monitored via a current transformer.

5. Electric heating unit as specified in claim 3 or 4, characterized in that triple insulation is provided between the phases, comprising a first insulation layer (24), placed between the heating wire winding (16) and the vertical side edges of the frame (22), a second insulation layer (46) between the frames (22) interlock and placed along and between the frames' horizontal side edges, as well as a third insulation layer (24) in the neighboring frame (22) placed between the frame's vertical side edges and the heating wire windings in this frame.

6. Electric heating unit as specified in one or more of the preceding claims, characterized in that each voltage-carrying lead is connected to an external voltage source through a terminal box (51) designed for this purpose, in which plates are arranged on both sides of the lead (30) 54) of an insulating material, e.g. Etronax, which plates extend significantly beyond the dimensions of the supply line, and are mainly placed approximately in the middle of the air gaps between the supply line and the nearest metallic plate walls in the surrounding terminal box, and that all connections in the supply line are made spherical, and that cooling devices are additionally arranged ( 65) in the terminal box (51).

7. Electric heating unit as specified in claim 6, characterized in that each voltage-carrying phase line (61) from the voltage source is led into the terminal box (51) through a pressure-tight passage and is built into insulators (62, 66).

8. Electric heating unit as specified in claim 6, characterized in that all penetrations of the voltage-carrying lead (30) in the walls of the terminal box (51) are provided with toroids along the edge of the wall in the plane of the wall side, and that the cavity between the lead, which is led through the wall and the wall's toroidal termination towards the conductor, is filled with an insulating dielectric with cr £ 2.