Kondensatordurchführung Es ist bekannt, Kondensatordurehführun- gen so auszuführen, dass mehrere zylindrisehe, Beläge mit verschiedenem Potential und ver schiedenem Durchmesser, deren Achse mit jener des Durchführungsbolzens zusammen fällt, zwischen dem Durchführungsbolzen und dem Durchführungsflansch angeordnet wer den. Aufgabe dieser Beläge, der sogenannten Steuerbeläge, ist es, bei der Durchlührung eine radiale und auch axiale Steuerung des Potentials zu erreichen.
Bei bekannten Ausführungen ist entweder ein fester Isolierkörper, etwa aus Hartpapier,<B>-</B> welcher die leitenden Einlagen enthält, in<B>Öl</B> eingebettet, oder die leitenden Beläge sind als Blechzylinder oder als Einlagen von dünn wandigen Rohren aus Isolierstoff in das<B>Öl</B> gestellt. Auf Grund der geometrischen An ordnung der Kondensatorbeläge, ist es nicht möglich, in radialer und axialer Richtung eine gleichmässige Spannungsverteilung zu erreichen. Für eine gleichmässige Spannungs verteilung pro Schicht wäre es erforderlich, gleiche Spannung und damit gleiche Kapazi täten zu erreichen.
Die Kapazitäten sindda,- bei angenähert proportional dein Produkt des mittleren Durchmessers der Schicht, der Länge. der Schicht und der Dielektrizitäts- konstante und umgekehrt proportional der Schichtdiehe. Somit wäre es zur Erreiehung gleicher Kapazitäten theoretisch möglich, in dem genannten Produkt Dicke und Dielektri- zitätskonstante von Schicht zu Schicht zu än dern.
Eine praktische Atisführung dieses Ge dankens ist aher deshalb nicht möglich, weil nicht die genügende Anzahl technischer Di- elektrika mit verschiedener Dielektrizitäts- konstante zur Verfügung steht. Bei dera..-rti- gen Durchführungen erhält man unter Um ständen sehr grosse Flanschdurchmesser, die vor allein bei hohen Spannungen sehr ver teuernd wirken.
Eingehende Untersuchungen haben nun ergeben, dass aufeine derartige radiale Steue rung der Durchführung verzichtet werden kann, wenn erfindungsgemäss durch nur eine Lage von Steuerbelägen. mit verschiedenem Potential, die<B>.</B> axial nebeneinander auf der Hochspannungsisohition der Ausleitungen aufgereiht sind, eine kapazitive Steuerung in Längsrichtung erfolgt.
Ein Ausführungsbeisp#el der Erfindung. ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Fig. <B>1</B> zeigt den Schnitt durch eine Durch führung eines Messwa.ndlers mit kapazitiver LäÜgssteuerung,- Fig. 2 einen Teilköndensator in der Draxifsicht,
Fig. <B>3</B> denselben Teil kondensator im Schnitt und Fig. 4 die Zu- sainmenschaltung der einzelnen Tellkondensa- toren. Für gleiche Teile sind in sämtlichen Figuren gleiche Bezugszahlen verwendet.
In Fig. <B>1</B> ist zur Abschirmung der hier nicht gezeichneten Primärwieklung und Aus- leitungen in bekannter Weise ein Metallbelag <B>1</B> vorgesehen, der in dem Teil, der die Aus- leitungen -Lunfasst, beispielsweise als Messing rohr ausgebildet ist. Auf diese Abschirmung <B>1</B> ist ein Isoliermantel 2 als Hochspann-ung#s- isolation gewickelt, der aus einer relativ dünnen Schicht Hart- oder auch Weichpapier besteht und in Form von breiten Bahnen oder als Band aufgebracht ist.
Der untere Teil, der eigentliche Wandlerteil, umschliesst den Eisenkern<B>3.</B> Aufder Hochspannungsisolation der Ausleitungen, also der eigentlichen Durch führung sind die, aus jeweils mehreren Kon densatoren bestehenden Steuerelemente 4 bis <B>7</B> aufgebracht, durch die gemäss der Erfin dung eine kapazitive Längssteuerung erfolgt. Hierbei wird meist die Kapazität eines Steuerkondensators so gewählt, dass die Kop pelkapazitäten zur Ausleitung und nach Erde keinen Einfluss auf die Spannungsverteilung haben.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist unter Berücksichtigung dieser Verhält nisse eine Unterteilung der Steuerkapazitäten vorgenommen, die siel-i aus dem Gesamt- a-Ldbau der Durchführung ergibt. So erhält man z. B. zwischen den Steuerelementen und der Abschirmung<B>1</B> der Ausleitungen ebenso eine kapazitive Kopplung, wie zwischen den Steuerelementen und -Erde. Infolge dieser zu sätzlichen Kapazitäten ergibt sich dann die Notwendigkeft, zur Erreichung eines linearen Spannungsverlaufes die Teilkapazitäten mit sinkendem Potential grösser zu wählen.
Für den Idealfall, wäre eine kontinuierliche Ka pazitätsänderung notwendig, jedoch als prak tische Ausführung wird die, gruppenweise Unterteilung ggVählt, wie sie in Fig. <B>1</B> durch die Gruppen 4-7 angedeutet ist. Hierbei ist dann das der Gruppe<B>5</B> abgekehrte Ende der Gruppe 4 an die Hochspannung angeschlossen und das der Gruppe<B>6</B> abgekehrte Ende der Gruppe<B>7</B> an Erde.
Aus Fig. 2 ist der Aufbau eines Steuer elementes zuersehen, das jeweils aus 2 Teilen (vergleiche Fig. <B>3)</B> besteht, die unmittelbar auf den Hochspannungsisoliermantel 2 auf geschoben sind, mit dem die Abschirmung<B>1</B> der Ausleitungen versehen ist.
Auf diese, Weise kommen auf der Isolierhülle 2 blanke oder noch vorteilhafter isolierte Steuerbancla- gen oder'Steuerbeläge <B>8</B> zu liegen, über die ein Isolierrohr<B>9</B> geschoben und durch Di stanzstücke<B>10</B> auf einem bestimmten Abstand gehalten ist, so dass dadurch ein ölkanal <B>11</B> entsteht. Auf dem Isolierrohr<B>9</B> ist der als Wickelkondensator ausgeführte Teilkonden- sato,r 12 aufgewickelt.
Die Beläge dieses Wickelkondensators, die auch mehrfach par allel geschaltet sein können, sind blank mit entsprechender Isola#ionszwisehenlageoder aus mit Papier umbandelten Bändern ausgeführt. Die örtliche Festlegung der innern Band enden erfolgt dabei zweckmässig so, dass in ,das Hartpapierrohr <B>9</B> einmal eine kleine Nut <B>13</B> eingeschnitten und einmal das Hartpapier- rohr ganz durchgeschnitten, also mit einem radialen Schlitz 14 versehen wird.
Das Ende des einen Belags wird nun in die Nut<B>13</B> ein geklemmt, während das Ende des andern Be lags durch den Schlitz 14 hindurchgeführt und mit dein Steuerbelag<B>8</B> verbunden wird. Da aber Steuerbelag und Wickelkondensator aus demselben Material gefertigt sein können, besteht in diesem Fall die Möglichkeit, zur Bildung des jeweiligen Steuerbelages ein Ende eines Kondensatorbelags zu verwenden, so dass eine besondere Anlenkung nicht mehr erforderlich ist. Die Steuerbeläge<B>8</B> sind also mit einem der beiden Kondensatorbeläge ver bunden und haben dessen Potential.
Diese Ausführung ist besonders vorteilhaTt, weil durch die an,die Kondensatoren angelenkten Steuerbeläge<B>8</B> eine Abschirmung erzielt wird, die eine Spitzenwirkung des in die Nut<B>13</B> eingeklemmten Endes des einen Kondensator- belags gegenüber dem Metallrohr<B>1,</B> sowie eine Beanspruchung des Ölkanals<B>11</B> verhindert. Damit zwischen den Steuerbelägen<B>8</B> und dein Isoliermantel 2 keine Glimmererscheinungen auftreten, ist besonderer Wert darauf zu legen, die Steuerbeläge<B>8</B> möglichst ohne ölspalt auf den Isoliermantel 2 aufzubringen.
Zur Isola- tion der Steuerbeläge<B>8</B> und Wickelkondensa toren 12 gegeneinander, also allgemein zur Isolation der einzelnen Teilkondensatoren, sind zwischen den Teilkondensatoren Isolier- seheiben <B>15</B> eingebracht, die eine ausreiehende Isolation gewährleisten.
Die freien Enden der aufgereibten Teilkondensatoren sind so ver- schaltet, dass jeweils der Belag des Teil- kondensators 12, an den der Steuerbelag<B>8</B> angelenkt ist, mit dem Belag des nächsten benachbarten, ein geringeres Potential be- sitzen-den Teilkondensators verbunden ist, an den der Steuerbelag<B>8</B> nicht angelenkt ist. Ein Prinzipschaltbild dieser Anordnung stellt Fig. 4 dar.
Mit<B>8</B> sind wiederum die Steuer beläge und mit 12 die Teil- oder Wickel kondensatoren bezeichnet, wobei an deren Be läge<B>16</B> die Steuerbeläge<B>8</B> angplenkt sind, während die Beläge<B>17</B> frei liegen. Die Zu sammenschaltung der Wickelkondensatoren ist dann so vorgenommen, dass jeweils Belag, <B>16</B> mit dem Belag<B>17</B> des dein Erdpotential näher liegenden Kondensators verbunden ist.
Der Belag<B>16</B> des Kondensators, der der<B>Ab-</B> stützung des Kondensatorwickels gegen den Kern am nächsten gelegen ist, wird mit Erde, der Belan- <B>17</B> des am Hochspannungsanschluss- gelegenen Kondensators wird an das Hoch spannungspotential gelegt.
Daraus ergibt sich dann folgende Wir kungsweise der kapazitiven Längssteuerung: Auf den Ausleitungen bzw. deren Absehir- mungsrohr ist ein Hochspannungsisolierman- tel aus Hartpapier oder noch besser, aus öl- getränktem'Weichpapier aufgebracht. Darüber sind Steuerbeläge in einer einzigen Lage unter Vermeidung eines ÖlspaItes zwischen Steuerbelag und Isoliermantel angeordnet.
Durch die auf vorbesehriebene Art zwischen- o geschalteten Teilkondensatoren erfolgt eine derartige Steuerung der Spannung, dass der gewünschte Spannungsverlauf beispielsweise angenähert 1.inear, von der meist geerdeten Fassung äes Durchführungsisolators aus nach s,dem Durehführungsencle zu erzielt wird.
In folge dieses gleichmässigen Spannungsverlau- fes tretenan der Oberfläche des Isolierman- tels keine unzulässigen Beaiispruchungen auf, so dass das Isoliermaterial zwischen Ausleitung bzw. deren Abschirmung und Steuerelemen ten nur auf Durchschlag beansprucht ist.
Bei der ausserordentlich hohen Durchschlag festigkeit des Isoliermaterials, insbesondere des ölgetränkten Weichpapiers, erhält man die kleinsten Flanschdurchmesser, die wesent lich kleiner gehalten werden können, als bei ,den bekannten Durchführungen von Wand lern.
Selbstverständlich lässt sich die Erfindung ausser bei Wandlerdurehlührungen auch bei sonstigen Durchführungen, beispielsweise bei zweitseitigen Durchführungen, wie sie etwa als Wanddurchführungen oder als Durclifüh- rungen für einer. Transformator erforderlich sind, anwenden. Hierbei sind dann zwei Kon- densatorketten erforderlich, die unter Um ständen in ihrer Höhe abgestuft werden,<B>je</B> nachdem, ob es sich um ein luftseitiges oder ölseitiges Ende der Durchführung handelt. Für einseitige Durchführungen, z.
B. bei Ka- belendverschlüssen kann der gleiche prinzi pielle Aufbau wie für den Wandler beschrie ben, verwendet werden.
Solche Durchführungen bei Transforma toren werden zusammen mit dein Transfor- mator getrocknet und getränkt, da. auch die Steuerkondensatoren eine Weichpapierisola- tion besitzen.
Selbstverständlich ist auch eine Bauforin möglich, bei der die Durchführung ein Hartpapiergehäuse besitzt und die Weieh- papierisolation des Durchführungsbolzens und der Kondensatorwickel ebenfalls in einem ein zigen Arbeitsgang getrocknet, evakuiert und getränkt wird. Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung von hochwertigem Weichpa,pier, sog. Kondensatorpapier, für den Aufbau der Durchfülihmgenerwiesen.
Unter Umständen sind, vor allein bei Durchführungen für höchste Spannungen, be sondere Vorkehrungen für die Abführung der in dem Hochspannungsisoliermantel entstehen- den,dielektrischen Verluste zu treffen.
Condenser leadthrough It is known to make condenser leadthroughs in such a way that a plurality of cylindrical linings with different potentials and different diameters, whose axis coincides with that of the leadthrough bolt, is arranged between the leadthrough bolt and the leadthrough flange. The task of these linings, the so-called control linings, is to achieve a radial and also axial control of the potential during the passage.
In known designs, either a solid insulating body, for example made of hard paper, which contains the conductive inserts, is embedded in oil, or the conductive coverings are thin sheet metal cylinders or inserts Walled pipes made of insulating material are placed in the <B> oil </B>. Due to the geometric arrangement of the capacitor plates, it is not possible to achieve a uniform distribution of stress in the radial and axial directions. For an even voltage distribution per shift, it would be necessary to achieve the same voltage and thus the same capacities.
The capacities are there - at approximately proportional to your product of the mean diameter of the layer, the length. the layer and the dielectric constant and inversely proportional to the layer thickness. Thus, in order to achieve the same capacities, it would theoretically be possible to change the thickness and dielectric constant of the product mentioned from layer to layer.
A practical implementation of this idea is therefore not possible because there is not a sufficient number of technical dielectrics available with different dielectric constants. With these types of bushings, under certain circumstances, very large flange diameters are obtained, which are very expensive, especially at high voltages.
In-depth investigations have now shown that such a radial control of the implementation can be dispensed with if, according to the invention, only one layer of control linings. with different potentials, which are lined up axially next to one another on the high-voltage isolation of the leads, a capacitive control takes place in the longitudinal direction.
An embodiment of the invention. is shown schematically in the drawing. Fig. 1 shows the section through an implementation of a measuring transducer with capacitive length control, - Fig. 2 shows a partial condenser in the Draxifsicht,
FIG. 3 shows the same partial capacitor in section and FIG. 4 shows the interconnection of the individual partial capacitors. The same reference numbers are used for the same parts in all the figures.
In Fig. 1, a metal covering <B> 1 </B> is provided in a known manner to shield the primary area and outlets (not shown here), which is in the part that holds the outlets , for example, is designed as a brass tube. An insulating jacket 2 is wound onto this shielding as high-voltage insulation, which consists of a relatively thin layer of hard or soft paper and is applied in the form of wide strips or as a tape.
The lower part, the actual converter part, encloses the iron core <B> 3. </B> On the high-voltage insulation of the outlets, i.e. the actual implementation, are the control elements 4 to <B> 7 </B>, each consisting of several capacitors applied, through which a capacitive longitudinal control takes place according to the invention. Here, the capacitance of a control capacitor is usually chosen so that the coupling capacities to the discharge and to earth have no influence on the voltage distribution.
In the exemplary embodiment shown, taking these ratios into account, the control capacities are subdivided, which results from the overall construction of the implementation. So you get z. B. between the control elements and the shielding <B> 1 </B> of the leads as well as a capacitive coupling, as between the control elements and earth. As a result of these additional capacities, there is then the need to select the partial capacities larger with decreasing potential in order to achieve a linear voltage curve.
For the ideal case, a continuous change in capacity would be necessary, but as a practical implementation, the group-wise subdivision is selected, as indicated in Fig. 1 by groups 4-7. In this case, the end of group 4 facing away from group <B> 5 </B> is connected to the high voltage and that end of group <B> 7 </B> facing away from group <B> 7 </B> is connected to earth.
From Fig. 2, the structure of a control element can be seen, each of which consists of 2 parts (see Fig. 3), which are pushed directly onto the high-voltage insulating jacket 2, with which the shielding 1 </B> the diversion is provided.
In this way, bare or, even more advantageously, insulated control pads or control pads 8 come to lie on the insulating sleeve 2, over which an insulating tube 9 is pushed and punched through spacers > 10 </B> is kept at a certain distance, so that an oil channel <B> 11 </B> is created. The partial capacitor, r 12, designed as a wound capacitor, is wound onto the insulating tube <B> 9 </B>.
The coverings of this wound capacitor, which can also be connected in parallel several times, are bare with a corresponding insulation layer or made of strips wrapped with paper. The local definition of the inner band ends is expediently done in such a way that a small groove <B> 13 </B> is cut into the hard paper tube and the hard paper tube is completely cut through, that is, with a radial slot 14 is provided.
The end of one pad is now clamped into the groove <B> 13 </B>, while the end of the other pad is passed through the slot 14 and connected to your control pad <B> 8 </B>. However, since the control lining and the wound capacitor can be made of the same material, in this case it is possible to use one end of a capacitor lining to form the respective control lining, so that a special articulation is no longer necessary. The control pads <B> 8 </B> are therefore connected to one of the two capacitor pads and have its potential.
This embodiment is particularly advantageous because the control linings 8 linked to the capacitors achieve a shielding effect that has a peak effect on the end of the one capacitor lining clamped in the groove 13 with respect to the metal pipe <B> 1 </B> and stress on the oil channel <B> 11 </B>. In order that no mica appearances occur between the control linings <B> 8 </B> and your insulating jacket 2, it is particularly important to apply the control linings <B> 8 </B> to the insulating jacket 2 without an oil gap, if possible.
To insulate the control linings 8 and wound capacitors 12 from one another, that is to say generally to insulate the individual partial capacitors, insulating discs 15 are inserted between the partial capacitors, which ensure adequate insulation .
The free ends of the split capacitors are interconnected in such a way that the coating of the partial capacitor 12 to which the control coating 8 is hinged has a lower potential with the coating of the next adjacent one -the partial capacitor is connected to which the control lining <B> 8 </B> is not hinged. A basic circuit diagram of this arrangement is shown in FIG.
With <B> 8 </B> the control linings are in turn denoted and with 12 the partial or winding capacitors, the control linings <B> 8 </B> being linked to their loading <B> 16 </B> while the pads <B> 17 </B> are exposed. The interconnection of the wound capacitors is then carried out in such a way that each coating <B> 16 </B> is connected to the coating <B> 17 </B> of the capacitor which is closer to your ground potential.
The coating <B> 16 </B> of the capacitor that is closest to the <B> support </B> of the capacitor winding against the core is grounded, the <B> 17 </B> of the capacitor located at the high voltage connection is connected to the high voltage potential.
This then results in the following mode of action of the capacitive longitudinal control: A high-voltage insulating jacket made of hard paper or, even better, of oil-soaked soft paper is applied to the outlets or their shielding tube. In addition, control linings are arranged in a single layer, avoiding an oil gap between the control lining and the insulating jacket.
The voltage is controlled by the partial capacitors connected in the manner described above so that the desired voltage curve is achieved, for example, approximately 1.inear, from the mostly earthed socket of the bushing insulator to s, the length of the lead.
As a result of this uniform voltage profile, no inadmissible stresses occur on the surface of the insulating jacket, so that the insulating material between the outlet or its shielding and control elements is only subjected to breakdown.
With the extraordinarily high dielectric strength of the insulating material, especially the oil-soaked soft paper, you get the smallest flange diameter, which can be kept wesent Lich smaller than learning the known bushings of wall.
Of course, the invention can also be used with other lead-throughs, for example with two-sided lead-throughs, such as wall lead-throughs or as lead-throughs for one. Transformer are required. Two capacitor chains are then required, the height of which may be graded, <B> depending </B> on whether it is an air-side or an oil-side end of the bushing. For one-sided bushings, e.g.
B. for cable terminations, the same basic structure as described for the converter can be used.
Such bushings in transformers are dried and soaked together with your transformer. the control capacitors also have soft paper insulation.
Of course, a construction is also possible in which the bushing has a hard paper housing and the white paper insulation of the bushing bolt and the capacitor winding are also dried, evacuated and soaked in a single operation. The use of high-quality soft paper, so-called capacitor paper, has proven to be particularly advantageous for setting up the implementation quantities.
Under certain circumstances, especially in the case of bushings for the highest voltages, special precautions must be taken to dissipate the dielectric losses that occur in the high-voltage insulating jacket.