Hochspannungskondensator. An das Dielektrikum von Hochspannungs kondensatoren werden die höchsten Anforde rungen gestellt, weil es bei geringster Stärke die höchsten Beanspruchungen aushalten muss. Man verwendet daher vorzugsweise Öl isolation, wobei bei Verwendung von Wickel kondensatoren die Imprägnierung des Hart- papieres mit dem Öl auf das sorgfältigste durchgeführt wird.
Die bekannten Hochspannungskondensa toren bestehen nun entweder aus einem in einer Einheit hergestellten Kondensator wickel oder aus einer Batterie einzelner Kon- densatorelemente, die hintereinander geschal tet sind, und von welchen jedes Element für die darauf entfallende Teilspannung bemes sen ist.
Bei den aus einer Einheit aufgebauten Hochspannungskondensatoren ist es, sobald Ölisolation angewendet werden soll, infolge des grossen Ölvolumens sehr schwierig, die Hochwertigkeit des Dielektrikums dauernd
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aufrecht <SEP> zu <SEP> erhalten, <SEP> und <SEP> es <SEP> werden <SEP> umständ liche <SEP> und <SEP> nicht <SEP> unbedingt. <SEP> verlässliche <SEP> Mass nahmen <SEP> zur <SEP> Vermeidung <SEP> eines <SEP> Luft- <SEP> oder
<tb> Gaspolsters <SEP> in <SEP> dem <SEP> Ölgefäss <SEP> notwendig.
<SEP> Ein
<tb> solches <SEP> Gaspolster <SEP> ist <SEP> nämlich <SEP> für <SEP> das <SEP> Di elektrikum <SEP> sehr <SEP> schädlich, <SEP> da <SEP> sich <SEP> die <SEP> Gase
<tb> im <SEP> Öl <SEP> zum <SEP> Teil <SEP> lösen <SEP> und <SEP> im <SEP> Kondensator wickel <SEP> wieder <SEP> abscheiden.
<tb> Bei <SEP> dem <SEP> Aufbau <SEP> des <SEP> Hoehspanniingskon densators <SEP> aus <SEP> einzelnen <SEP> unabhängig <SEP> voneinan der <SEP> aufgestellten <SEP> Kondensatorelementen, <SEP> die
<tb> zu <SEP> einer <SEP> Batterie <SEP> zusammengesehaltet <SEP> sind, <SEP> ist
<tb> man <SEP> gezwungen, <SEP> für <SEP> die <SEP> einzeln <SEP> aufgestell ten <SEP> Elemente <SEP> teuere <SEP> Dureliführungs- <SEP> uncl
<tb> Stützisolatorkonstruktionen <SEP> anzuwenden.
<SEP> Ein
<tb> solcher <SEP> Kondensator <SEP> beansprucht <SEP> viel <SEP> Raum
<tb> und <SEP> ist <SEP> teuer.
<tb> Man <SEP> hat <SEP> bereits <SEP> den <SEP> Vorschlag <SEP> gemacht.
<tb> Einzelkondensatoren <SEP> ohne <SEP> Öldielektrikum <SEP> zu
<tb> einer <SEP> Säule <SEP> zusammenzubauen, <SEP> indem <SEP> man
<tb> sie <SEP> in <SEP> einem <SEP> langen <SEP> Isolierrohr <SEP> angeordnet
<tb> bat. <SEP> Kondensatoren <SEP> mit <SEP> Öldielektrikum <SEP> kann man jedoch nicht ohne weiteres zu einer Säule zusammenbauen, weil sich bei einem einfachen Zusammenbau ein hochwertiges Dielektrikum nicht erzielen und erhalten lässt.
Nach der Erfindung wird ein Hochspan nungskondensator mit Ölisolation, der aus in Reihe geschalteten Einzelkondensatoren be steht, welche zu einer Säule zusammengebaut sind, dadurch geschaffen, dass die Elemente cler Säule geschlossene, vollkommen ölgefüllte Ölgefässe sind, welche innerhalb starrer Män tel aus Isolierstoff je einen oder mehrere Ein zelkondensatoren enthalten und mit Hilfe elastischer Böden und Deckel aus Metall unter Kontaktschluss aufeinander aufgebaut sind.
Hier ist einerseits durch die Säulen anordnung der Vorteil erreicht, dass der Man tel eines jeden Elementes den Isolator für das darauf sitzende Element bildet, der Aufbau des Hochspannungskondensators aus den Ele menten also unter Ersparnis jedweder beson deren Stütz- oder Durchführungsisolatoren auf die einfachste Art möglich ist.
Ander seits ist bei diesem Kondensator die dauernde Hochwertigkeit des Dielektrikums durch den dichten Abschluss der Gefässe für .die Ele mente gewährleistet, da diese Gefässe infolge ihrer kleinen Abmessungen so elastisch ge macht werden können, dass sich ihr Raum inhalt allen temperaturbedingten Volumen änderungen der Ölfüllung anpassen kann, ohne da.ss ein Luftpolster erforderlich ist.
Diese Ausbildung der Gefässe ermöglicht ausserdem eine besonders hochwertige Her stellung des einzelnen Elementes in bezug auf die Leistungsfähigkeit seines Diellektri- kums und damit die Herstellung besonders hochwertiger Hochspannungskondensatoren.
Sind die Einzelkondensatoren als Wickel aus gebildet, so erlaubt die verhältnismässig ge ringe Höhenabmessung des Elementes, die Feuchtigkeit und die Luft .aus den darin an geordneten Kondensatorwickeln in besonders hohem Grad im Vakuumgefäss zu entfernen und dann die Wickel ebenso sorgfältig mit dem Öl zu imprägnieren; dies ist bei hohen Säulen, bei denen die fiondensatorelemente tief unter Öl liegen, infolge der verhältnis mässig langen Wege, welche .die in dem Pa pier enthaltenen Wasserdämpfe und Luft mengen zurücklegen müssen. nicht in ähn lichem Grade möglich. Bei der Herstellung kann dabei mit kleinen und billigen Va kuumgefässen das Auslangen gefunden wer den.
Für die Prüfung braucht man, weil man die Elemente nur auf die Teilspannung zu prüfen braucht, welche auf sie entfällt, keine besonderen Prüftransformatoren und Drosselspulen für hohe Leistungen bereitzu stellen, wie sie für die Prüfung von Hoch- spannungskondensatoren sonst erforderlich sind. Die metallenen Verschlussteile der Ele inente des erfindungsgemässen Kondensators haben ausser ihrer Elastizität noch,den Vor teil, dass sie die im Innern des Elementes er zeugte Wärme gilt ableiten, was ebenfalls für die Erhaltung des guten Zustandes des Dielektrikums von Vorteil ist.
Schliesslich hat der erfindungsgemässe Hochspannungskondensator den Vorzug, .dass bei Schadhaftwerden eines Elementes dieses leicht durch ein neues ersetzt werden kann und nicht der ganze Hochspannungskonden sator unbrauchbar wird. Die Einheiten ge währen dem Fabrikanten den Vorteil einer kleineren Lagerhaltung, weil man Konden- satorsäulen für beliebige Spannungen daraus zusammensetzen kann.
Insbesondere kann man die Isoliergefässe der Kondensatorelemente aus keramischem Material herstellen und an sie die metallenen Deckel und Böden mit Hilfe einer an sich bekannten eingebrannten Metallglasur an löten. Der dadurch entstehende Abschluss des Gefässes ist ein absolut öl- und gasdichter. Der elastische Deckel des Kondensatorele- mentes kann aus einem mit dem obern Ende seines Isolierrohres dicht verbundenen Me tallring und einer in diesen Metallring ein gesetzten elastischen Metallmembran be stehen, die nachträglich in den Ring ein gelötet werden kann.
Hierdurch wird die erforderliche luftfreie Füllung des Elemen tes sehr erleichtert.
Die Metallböden und Deckel der Konden- satorelemente können mit über ihren Isolier- mantel hinausragenden Elektroden verbunden sein, die aneinander so weit genähert sind, .dass bei Steigerung der Spannung an der Ein heit der Aussenüberschlag früher eintritt, als der Innendurchschlag der Einheit. Die Iso- liergefässe sind zweckmässigerweise an ihren Enden mit metallenen Kopf- und Fussflan schen ausgerüstet, mit deren Hilfe sie zu einer Säule verbunden sind. Die Fussflansche können zweckmässigerweise schirmartig aus gebildet sein.
In den Fig. 1 und 2. sind Ausführungs beispiele des Erfindungsgegenstandes dar gestellt.
Fig. 1 zeigt ein Element des Hochspan nungskondensators und Fig. 2 die zusammen gebaute Kondensatorsäule.
In Fig. 1 ist 10 ein Rohr aus Porzellan oder anderem keramischen Material. 11, 12. 13 und 14 sind Kendensatorwiekel, bestehend aus Papierbändern mit eingewickelten Alu miniumbändern.
Der oberste Kondensatorwickel ist teil weise im Schnitt dargestellt, wobei mit 15 und 1.6 die Metallfolien von entgegengesetz ter Polarität bezeichnet sind. Durch das Aufeinanderlegen zweier Wickel werden die aufeinanderliegenden Metalleinlagen dieser Wickel elektrisch miteinander verbunden, die beiden Wickel also in Reihe geschaltet. Das Aufeinan.derschichten erfolgt zweckmässiger weise unter Verwendung geeigneter Abstand halter, die den Zutritt des Öls gestatten, so dass beim Evakuieren die Luft aus den Wik- keln entweichen kann.
17 ist ein Hartpapierrohr, welches zum Zentrieren der Kondensatorwickel dient. 18 ist eine Kontaktfeder. Das Porzellanrohr 10 ist mit einem Kupferboden 19 verschlossen, indem dieser etwa durch Verlöten seiner Rän der mit einer auf -das Porzellan aufgebrach ten Oberflächen-Metallglasur dicht mit dem Porzellan verbunden ist.
Der Belag des un tersten Kondensatorwickels 14 macht mit
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diesem <SEP> Metallboden <SEP> 19 <SEP> unter <SEP> Vermittlung
<tb> der <SEP> leitenden <SEP> Abstandhalter <SEP> Kontakt. <SEP> Der
<tb> Metalldeckel <SEP> 20 <SEP> des <SEP> Isolierrohres <SEP> 10 <SEP> besteht
<tb> aus <SEP> einer <SEP> gewellten <SEP> Membran <SEP> aus <SEP> Kupfer blech, <SEP> deren <SEP> Nachgiebigkeit <SEP> dem <SEP> 01 <SEP> die <SEP> er forderliche <SEP> Ausdehnun;
<SEP> gestattet. <SEP> Der <SEP> Dek kel <SEP> 20 <SEP> ist <SEP> in <SEP> die <SEP> Nut <SEP> 22 <SEP> eines <SEP> Kupferringes
<tb> 21 <SEP> eingesetzt, <SEP> welcher <SEP> an <SEP> dem <SEP> obern <SEP> Rand
<tb> des <SEP> Porzellanrohres <SEP> 10 <SEP> ebenfalls <SEP> mit <SEP> Hilf(,
<tb> einer <SEP> Oberflächen-Metallglasur <SEP> verlötet <SEP> izzt.
<tb> Der <SEP> Deckel <SEP> 20 <SEP> kann <SEP> also <SEP> nachträglich <SEP> ein gesetzt <SEP> und <SEP> in <SEP> die <SEP> Nut <SEP> 22 <SEP> eingelötet <SEP> werden.
<tb> In <SEP> der <SEP> Mitte <SEP> des <SEP> Deckels <SEP> 20 <SEP> ist <SEP> noch <SEP> eine
<tb> mit <SEP> einer <SEP> Schraube <SEP> 23 <SEP> verschlossene <SEP> Nach füllöffnung <SEP> vorgesehen.
<SEP> Den <SEP> elektrischen
<tb> Kontakt <SEP> zwischen <SEP> .dem <SEP> obern <SEP> Belag <SEP> des <SEP> Kon densators <SEP> 11 <SEP> und <SEP> dem <SEP> Deckel <SEP> 20 <SEP> vermittelt
<tb> die <SEP> Kontaktfeder <SEP> 18. <SEP> Das <SEP> Gefäss <SEP> 10 <SEP> ist <SEP> voll ständig <SEP> mit <SEP> 01 <SEP> gefüllt. <SEP> 24 <SEP> ist <SEP> sein <SEP> Fuss flansch, <SEP> 25 <SEP> sein <SEP> Kopfflansch. <SEP> Diese <SEP> Flan schen <SEP> sind <SEP> mit <SEP> dem <SEP> Rohr <SEP> 10 <SEP> verkittet.
<tb> Bei <SEP> der <SEP> Herstellung <SEP> wird <SEP> die <SEP> komplette
<tb> Einheit, <SEP> jedoch <SEP> zunächst <SEP> ohne <SEP> den <SEP> Metall deckel <SEP> 20 <SEP> und <SEP> ohne <SEP> Olfüllung, <SEP> in <SEP> einem <SEP> ('re fäss <SEP> unter <SEP> Vakuum <SEP> längere <SEP> Zeit <SEP> erhitzt.
<SEP> <U>Da-.</U> <SEP> nach <SEP> erfolgt <SEP> unter <SEP> Vakuum <SEP> die <SEP> Füllung <SEP> mit
<tb> 01 <SEP> und <SEP> das <SEP> Auskochen <SEP> der <SEP> Pa.pier-v#,iclzel, <SEP> um
<tb> letzte <SEP> Feuchtigkeitsreste <SEP> zu <SEP> entfernen. <SEP> In folge <SEP> der <SEP> verhältnismässig <SEP> kurzen <SEP> We-e, <SEP> wel che <SEP> die <SEP> in <SEP> dem <SEP> Papier <SEP> enthaltenen <SEP> Wasser dampfmengen <SEP> zurücklegen <SEP> müssen. <SEP> werden
<tb> sie <SEP> dabei <SEP> weitgehend <SEP> ausgetrieben.
<SEP> Nach <SEP> dem
<tb> Auskochen, <SEP> Abkühlen <SEP> und <SEP> Abstellen <SEP> des <SEP> Va kuums <SEP> wird <SEP> der <SEP> Deckel <SEP> 20 <SEP> dicht <SEP> schliessend
<tb> aufgebracht <SEP> und <SEP> in <SEP> der <SEP> Nut <SEP> 22 <SEP> verlötet.
<tb> Um <SEP> die <SEP> noch <SEP> in <SEP> den <SEP> Wellen <SEP> cles <SEP> Deckel
<tb> enthaltene <SEP> Nachfüllöffnung <SEP> Luft <SEP> auszutreiben, <SEP> 23 <SEP> mit <SEP> Hilfeeines <SEP> kann <SEP> durch <SEP> Trichters <SEP> cl"'
<tb> 01 <SEP> nachgefüllt <SEP> und <SEP> sodann <SEP> das <SEP> Gefäss <SEP> noch mals <SEP> evakuiert <SEP> werden. <SEP> Das <SEP> vollkommen
<tb> luftfreie <SEP> Gefäss <SEP> wird <SEP> dann <SEP> durch <SEP> die <SEP> Schraubt,
<tb> 23 <SEP> verschlossen.
<tb> Die <SEP> Ko.ndensatorsäule <SEP> Fig.
<SEP> 2 <SEP> wird <SEP> in <SEP> der
<tb> IÄ?eise <SEP> aus <SEP> den <SEP> Elementen <SEP> 31. <SEP> 32. <SEP> 33 <SEP> nsw.
<tb> zusammengestellt, <SEP> dass <SEP> diese <SEP> mit <SEP> Hilfe <SEP> einer
<tb> geeigneten <SEP> Verschraubung <SEP> ihrer <SEP> Flanschen
<tb> miteinander <SEP> verbunden <SEP> werden. <SEP> Hierbei <SEP> ma- chen die Teile 26 bezw. 21 der Böden und Deckel benachbarter Elemente (Fig. 1) mit einander Kontakt und stellen eine gute elek trische Verbindung der Elemente miteinander her.
Die schirmartige Ausgestaltung der Fussflansche 24 hat den Zweck, den Regen abzuleiten und die darunterliegenden Teile des Mantels trocken zu halten, so dass auch bei Aufstellung im Freien die Porzellankör per als Rohre ohne besondere Schirme gehal ten werden können.
Das Kopfende d-er ge zeichneten Säule trägt einen Silitwiderstand \?8, der zweckmässigerweise bei Anwendung der Kondensatorsäule als Überspannungs- ableiter angeordnet ist und den Zweck hat, einen Teil der auftreffenden Wanderwellen- ener;ie zu vernichten. Der Silitwiderstand \?8 wird zweckentsprechend durch einen Über wurf 30 gegen Einflüsse des Wetters und mechanische Beanspruchungen geschützt.
Über den Leiter 29 kann der Kondensator an die Leitung angeschlossen werden. Der 34 ist für den genannten Fall ge erdet. Der elektrische Kontakt zwischen benach barten Kondensatorelementen kann auch da durch hergestellt sein, dass nicht die Böden und Deckel, sondern die Kopf- und Fuss flanschen der Elemente untereinander und mit den Elektroden der Elemente leitend ver bunden sind.