PROTECTIVE DEVICE FOR HIGH-VOLTAGE CONDENSER BUSHINGS

Abstract: 1. A protective device for a high-voltage condenser bushing comprising a soft-paper capacitor element, characterised in that a conical ring (8) with a downwardly tapering inner diameter is disposed about the inner circumference of the mounting flange (2), and that a ring (9) of insulating paper with an upwardly flaring outer diameter is wound as counter-part on the capacitor element (4) at the level of the mounting flange (2) such that normally the two rings are disengaged while in case of malfunction they prevent falling-through of the soft-paper capacitor element.

Description: Sicherungseinrichtung für Hochspannungs-Kondensator- Durchführung Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherungseinrichtung für Hochspannungs-Kondensator-Durchführungen in Weich papierausi"ührung, die in mit Isolierflüssigkeit gefüllte Transformatoren, Drosselspulen oder ähnliche elektrische Geräte eingebaut sind0 Bei Transforinatoren, Drosselspulen und ähnlichen elektrischen Geräten ist der Aktisteil im allgemeinen in geschlossenen, mit einem flüssigen Isoliermedium gefüllten Gehäusen untergebracht. Zur Herausführung der Leiter-' anschlüsse aus dem Gehäuse sind um den Leiter herum geeignete Isolieranordnungen angebracht, um einen elektrischen Uberschlag oder Durchschlag an der Durchgangsstelle durch die vorzugsweise metallische Gehäusewandung zu verhindern. Als geeignete isolieranordnungen werden üblicherweise Durchführungen verwendet, die als komplette Baugruppe hergestellt werden und bei höheren Spannungen als Leiterisolation einen zum Leiter konzentrisch angeordneten Kondensatorwickel aufweisen, durch dessen Beläge das Leiterpotential gesteuert auf das Erpotential des Gehäuses abgebaut wird. Bei einer modernen, hochspannungstechnisch besonders günstigen Bauart derartiger Durchführungen sind die Kondensatoren als Weichpapierwickel mit eingefügten Belägen aus Metallfolie oder aus halbleitendem Papier ausgeführt. Der Kondensatorwickel nit dem zentralen Innenleiter ist in ein hermetisch verschlossenes Gehäuse eingebettet, das meistens mit einer Isolierflüssigkeit gefüllt ist, Dieses Gehäuse besteht aus einem metallischen Mittelstück, das zugleich als Flansch für die Befestigung am Durchbruch durch das Gerätegehäuse ausgebildet ist. Ausserhalb des Transformators befindet sich der mit Rippen versehene Freiluftisolator, Das in das Innere des Transformators hineinragende Unterteil der Durchführung besteht ebenfalls aus einem Porzel lanüberurf, bei dem jedoch wegen des umgebenden Isolier- mediums auf kriechwegverlängernde Aussenrippen verzichtet werden kann. Der mechanische Zusammenhalt derartiger Durchführungen wird in bekannter Weise durch einen zentralen Bolzen oder ein zentrales Rohr bewirkt, über den bzw. das Porzellanüberwürfe mit hoher Kraft gegen den metallischen Mittelflansch gepresst werden. Ein meist am Kopfende zwischengeschaltetes Federelement sorgt für einen gleichmässigen Pressdruck, der auch bei geringen thermisch bedingten Längenänderungen wirksam bleibt. Das zentrale Spannelement dient zugleich als Stromleiter, und sofern ein Rohr dafür verwendet wird, kann in dessen Inneren auch ein Seilleiter geführt werden. Das zentrale Spannelement ist von einem Weichpapier-Kondensatorwickel umgeben, der selbst von einem flüssigen Isoliermedium, vorzugsweise Isolieöl, umgeben ist derart, dass der Wickel im Isolier öl "schwimmt". Der erhebliche Nachteil dieser Durchführung besteht da rin, dass beim Bruch des luftseitigen Porzellanüberwurfes die ganze Durchfiihrting praktisch sofort zusammenbricht. Das funkt ion sbedirgte Federelement beschleunigt dabei den Zusammenbruch. Besonders nachteilig und gefährlich ist bei einem Zusammenbruch der Durchführnng, dass der zentrale Kondensatorwickel durch Einwirkung der SchWerkraft in das Innere des Transformators rutscht und elektrische und mechanische Schäden grossen Ausmasses verursacht, die bis zur Zerstörung des Transformators führen können bzw. Folgeschäden in den Anlagen, z.B. Brände, hervorrufen können. Es sind Lösungen bekannt, die ein Durchfallen des zentralen Kondensatorwickels bei Porzellanbruch verhindern sollen, indem durch eine straffe Bandage um den Wickel im Bereich des Erdpotentials eine Aufhängernöglchkeit geschaffen wird, die in geeigneter Weise im inneren des Metallflansches aufliegt. Da der Kondensatorwickel dadurch bei Zerstörung des Porzellanüberwurfes in seiner vorgeschriebenen Lage festgehalten wird und auch die Schlagweite der luftseitig- freiliegenden spannungsführenden Teile erhalten bleibt und somit die Betriebsfahigkeit der Durchführung bis zum baldigen Abschalten des Transformators gewährleistet ist' treten zwar die bereits genannten Nachteile mit den schwerwiegenden Folgen nicht auf, jedoch ist hierbei der Nachteil zu verzeichnen, dass beim Anlegen der Bandage der Kondensatorwickel derart zu sammengepresst wird, dass in den einzelnen Papierlagen, vor allem in den leitenden Belägen, Falten entstehen, die die innere elektrische Festigkeit des Kondensatorwickels vermindern. Dies führt zu Inhomogenitäten in der elektrischen Feldverteilung zwischen den Belägen, was insbesondere bei Langzeitbetriet eine Verkürzung der Lebensdauer zur Folge hat. Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, eine Sicherungseinrichtung für Hochspannungs Kondensator-Durchführungen zu schaffen, die bei Bruch des Uberwurfporzellans ein Durchfallen des Kondensatorwickels in das Innere des Transformators verhindert, Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass die schxserwiegenden Folgen für den Transformator, die Drcsselspule oder ähnliche Geräte bei einem Durchführungsdefekt vermieden und auch die nachgeschalteten Anlagenelemente nicht in Mitleidenschaft gezogen werden. Gleichzeitig erfahren die Funktionssicherheit und Lebensdauer der Durchführung keine nachteilige Beeinflussung. Das wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, indem am inneren Umfang des Befestigungsflansches ein sich nach unten im inneren Durchmesser verengender konischer Ring angeordnet und als Gegenstück dazu auf dem Kondensatorwickel in Höhe des Befestigungsflansches ein sich nach oben im Durchmesser erwreiternder Ring aus Isolierpapier aufgewickelt ist, Beide Ringe sind so dimensioniert, dass sich der Kondensatorwickel bei Bruch des Freiluftisolators nach nur kurzer Abwärtsbewegung festklemmt und so nicht in das Innere des Transformators gelangen kann. Dabei entsteht ein radialer Druck auf den Umfang des Wickels, de dadurch zusammengepresst und verfestigt wird, derart, daS auch ein Durchrutschen einzelner Lagen verhindert wird. Die dabei zu erwartende nachteilige Faltenbildung im Inneren des Wickels beim Papier und den leitenden Belägen kann in Kauf genommen werden, weil die Durchführung jetzt nur noch für eine begrenzte Zeit betriebsfähig bleiben muss. Im Normalbetrieb der unbeschädigten Durchführung tritt diese, die Lebensdauer der Durchführung beeinträchtigende Erscheinung nicht auf. Anstelle des konischen Ringes am Innenumfang des Befestigungsflansches können auch gleichmässig verteilt keilförmige Haltestücke angebracht werden. Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung, die einen Ausführungsweg darstellt, näher erläutert. Die Zeichnung zeigt eine vereinfachte Schnittdarstellung einer Hochspannungsdurchführung, die aus einem Freiluft- isolator 1, einem Befestigungsflansch 2 und dem Porzellanunterteil 3 besteht. Der Kondensatorwickel 4 aus Weichpapier ist auf einen Spannbolzen 5, der in diesem Beispiel zugleich Stromleiter ist, aufgewickelt0 Am oberen-Ende des Spannbolzens sind eine Druckfeder 6 angeordnet sowie eine Mutter 7 zum Verspannen der gesamten Anordnung. Im Mittelteil des Kondensatorwickels, in Höhe des Befestigungsflansches 2, ist zusätzlich ein Papier keilrina 9 aufgewickelt, der im unbeschädigten Zustand der Durchführung nur lose oder überhaupt nicht am konischen Druckring 8 anliegt. Bei Havarie der Durchführung, d.h., wenn die Haltefunktion des Freiluftisolators wegfällt, rutscht der erfindungsgemäss ausgeffihrte Kondensatorwickel 4 nach unten in den konischen Ring 8 hinein und klemmt sich fest.

Claims: Patentansprüche: 1. Sicherungseinrichtung für Hochspannungs-Kondensator- Durchführung mit Weichpapierwickel da dur c h gek e n n z e i c h ne t, dass am inneren Umfang des Befestigungsflansches (2) ein sich im Innendurchmesser nach unten vexengender konischer Ring (8) angeordnet ist und dass als Gegen- stück dazu auf dem Kondensatorwickel (4) in Höhe des Befestigungsflansches (2) ein sich nach oben im AuBen durchmesser erweiternder Ring (9) aus Isolierpapier aufgewickelt ist. dadurch gekennzeichnet, dass 2. Sicherungse inrichtung nach Patentanspruch 1, am inneren Umfang des Befestigungsflansches (2) gleichmässig verteilt anstelle des konischen Ringes (8) einzelne keilförmige Halte stücke angeordnet sind.

Inventors: BRODNER, GERHARD, VOSS, JOACHIM, ZURICH, WOLFGANG, Brödner, Gerhard, Zürich, Wolfgang
Applicants: VEB TRANSFORMATORENWERK  "KARL LIEBKNECHT"
Application year: 1981
Main classification: H01B17
IPC codes: H01B17