CH306161A - Hochspannungsdurchführung. - Google Patents

Description

  <B>Hochspannungsdurchführung.</B>    An     Hoehspannungsapparaten    mit Giess  liarzisolation, wie     Messwandlern    und allgemei  nen Transformatoren, stellt sich das Problem,  die Hochspannungsleiter durch die Giessharz  wandungen nach aussen zu führen. Die Durch  führungen sind hier manchmal ein Teil des  gesamten     Giessharzkörpers.    Die bisher bekann  ten Vorkehrungen zur Beherrschung des  Randfeldes beim     LTbergang    des isolierenden  Teils auf Erde sind nicht oder nur unter er  liebliehen     Sehwierigkeiten    anwendbar.

   Zu die  sen     Vorkehrungen    gehören Kondensator  stenereinlagen, wie sie namentlich in Hart  papierdurchführungen und ölimprägnierten  Papierdurchführungen mit     grossem    Erfolg an  gewandt werden, ferner die unter Öl verwen  deten     Spreizflanschanordnungen.     



  Nach vorliegender Erfindung, als deren       Urlieber        ..Imhof,        dipl.    El.     Ing.    (Schweiz),  genannt wird, ist der isolierende Teil der den       Gegenstand    derselben bildenden     Hochspan-          nungsdurehführung    fest; er besteht zum Bei  spiel aus Giessharz oder aus keramischem  Werkstoff;

   die     Dielektrizitätskonstante    der  äussern Zone des den Hochspannungsleiter  umhüllenden Isolierkörpers beträgt auf     wenig-          stens    einem Teil ihrer Gesamtlänge, jedenfalls  aber unter dem Flansch, mindestens 10 und  ist ferner mindestens so viel grösser als die  jenige der das grösste Potentialgefälle tragen  den Zone, dass bei der Prüfspannung Stiel  büsehelentladungen vermieden werden und       dass    zugleich bei der Dauerspannung Gleitent-         ladungen    auf ein den Werkstoff nicht korro  dierendes Mass     beschränkt    bleiben.  



  Es sind bereits Kabel bekannt, deren feste  Isolierhülle aus zwei oder mehr koaxialen  Schichten mit verschiedenen     Dielektrizitäts-          konstanten    bestehen. Der Zweck ist aber dort,  die Feldstärke in der innern Schicht der Iso  lation, das heisst insbesondere in nächster  Nähe des Leiters, zu verkleinern. Es gibt auch  bereits Durchführungen, deren äusserer Teil  eine höhere     Dielektrizitätskonstante    aufweist  als der innere Teil, die zum Beispiel aussen  Porzellan, innen Luft oder Öl oder Hartpapier  und Öl aufweisen, indes also nicht nur feste  Stoffe.

   Mithin ist es hier lediglich ein Zufall,  dass     e    aussen höher ist als innen, da die als  Gefäss für den gasförmigen oder flüssigen Iso  lierstoff dienende Hülle ein höheres     e    besitzen  kann - z. B. wenn sie aus Porzellan besteht.  



  Nach der vorliegenden Erfindung werden  ausschliesslich feste Isolierstoffe     verwendet.     Stets soll die äussere Schicht ein so hohes     e     haben, dass bei der Prüfspannung Stielbüschel  entladungen vermieden werden und dass zu  gleich bei der Dauerspannung     Gleitentladun-          gen    auf ein den Werkstoff nicht korrodieren  des Mass beschränkt bleiben.

   Die Wirkung der  Massnahmen nach der Erfindung     beruhst    auf  der physikalischen Tatsache, dass das spe  zifische Spannungsgefälle einer     Kraftfluss-          r        öhre    dem spezifischen     dielektrischen    Wider  stand proportional ist und dass nach der Be  ziehung D =     ei        ei    = e2     (#2    =     const.    bei grö-           sserer        Dielektrizitätskonstante    in der äussern  Schicht als in der innern die elektrische Feld  stärke und damit das Spannungsgefälle in der  äussern Schicht     verringert    

  werden.  



  Gewisse keramische Stoffe erlauben durch  Beimengung von     ferroelektrischen    Stoffen,  z. B.     Titandioxy    d     (R.util)    oder     Titanaten    zwei  wertiger Metalle, ein sehr hohes a zu erreichen.  Dasselbe ist bei gewissen Giessharzen möglich,  insbesondere bei den     härtbaren    Niederdruck  harzen, welche durch     Polymerisation    oder  Polyaddition aus den direkten Ausgangsstof  fen ohne Abspaltung flüchtiger Bestandteile  entstehen, sei es bei niedriger oder erhöhter  Temperatur.  



  Die erstrebten Wirkungen können eben  falls erreicht werden, wenn der Übergang von       El    auf     E2    stetig ist. Wenn der Durchmesser  des Stromleiters relativ klein ist oder     wenn     die elektrische Festigkeit des ihm anliegenden       Dielektrikums    gering ist, wird es zweckmässig  sein, eine an dem Stromleiter unmittelbar an  liegende Schicht mit erhöhter     Dielektrizitäts-          konsta.nte        anzubringen.     



  Die bekannte     Vorschiebung    der     Erdelek-          trode    ins feste     Dielektrikum    kann auch hier  vorteilhaft angewandt werden. Sie erfolgt  dann in die äussere Schicht.  



  Es ändert an der Wirkung der erfinderi  schen Massnahme nichts, wenn zum Schutz der  Durchführung oder zur Erhöhung der Regen  überschlagspannung radial noch weiter aussen  ein Mantel, z. B. mit Schirmen, angebracht ist.  



  Die beiliegende Zeichnung zeigt in den       Fig.1    bis 3 im Mittellängsschnitt je ein Aus  führungsbeispiel.  



  In der Ausführungsform gemäss     Fig.    1 ist  1 der unter Hochspannung stehende Strom  leiter, 2 der an Erde liegende Flansch, 3, 4  und 5 sind     Dielektrikumsschichten.    In     Fig.1.     befinden sich drei, in     Fig.    2 zwei Schichten,  die     dielektrisch    in Reihe geschaltet sind. 3 ist  in beiden Fällen die Schicht mit hoher     Dielek.          trizitätskonstante,    sie     erniedrigt    die Feldstär  ken in     Plansehnähe    und damit auch die  axiale     Oberflächenfeldstärke;

      in     Fig.1    besitzt  Schicht 5 eine höhere     Dielektrizitätskonstante     als die Schicht 4, um die     Radialfeldstärke    in    Leiternähe herabzusetzen. Die dünnen Zwi  schenschichten 6, 7 und 8 im Beispiel der       Fig.l    besitzen eine gegenüber dem übrigen       Dielektrikum    hohe Dehnbarkeit. Im Beispiel       Fig.2    sind die     Flanschelektroden    2 ins In  nere des     Dielektrikums    5 vorgeschoben.  



  In     Fig.    3 wächst. die     Dielektrizitätskon-          stante    des     Dielektrikums    stetig von innen  nach aussen; sie erreicht in der Zone um den  Flansch den maximalen Wert.  



  In allen drei     Figuren    sind die ähnlichen  Teile durch gleiche Bezugszahlen bezeichnet.  Wenn es sich um Durchführungen grösse  rer Abmessungen handelt, ist es des weiteren  zweckmässig,     da.ss    wenigstens eine Schicht aus  einem Werkstoff von solcher erhöhter elasti  scher Dehnung besteht, dass die Ungleichhei  ten der thermischen Ausdehnungskoeffizienten  nicht zu unzulässig hohen mechanischen Span  nungen führen. Da dies auch für die     Grenz-          fläche    von Leiterbolzen oder dergleichen gegen  Isolierwerkstoff gilt, ist es insbesondere vor  teilhaft, dass die innere Isolierschicht erhöhte  elastische Dehnbarkeit gegenüber der äussern  besitzt.  



  Aus demselben Grunde kann in den Grenz  gebieten eine isolierende Ausgleichsschicht er  höhter Elastizität. angebracht sein.  



  Die     Gegenstand    der Erfindung bildende  Durchführung kann nicht nur ein selbstän  diges Gebilde, sondern eine Durchführung  sein, die ein untrennbares Teil eines elektri  schen Apparates bildet.

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH:</B> Hoelispannungsdurehführung, deren iso lierender Teil fest ist, dadurch gekeniizeieh- net, dass die Dielektrnzitätskonstante der äussern Zone des den IIoehspannungsleiter umhüllenden Isolierkörpers auf mindestens einen Teil ihrer Gesamtlänge, jedenfalls unter dem Plansch mindestens 10 beträgt und fer ner mindestens so viel grösser ist als diejenige der das grösste Potentialgefälle tragenden Zone,

   dass bei der Prüfspannung Stielbüschel entladungen vermieden werden und dass zu gleich bei der Dauerspannung Gleitentladun- gen auf ein den Werkstoff nicht korrodieren des Mass beschränkt bleiben. UNTERANSPRÜCHE: 1. Hochspannungsdurchführung nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass deren isolierender Teil aus einem einzigen festen Dielektrikum besteht. 2. Hochspannungsdurchführung nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass deren isolierender Teil aus wenigstens zwei verschiedenen festen, koaxialen Dielektrika besteht. 3.

   Hochspannungsdurchführung nach Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dielektrikum der Durchführung aus Giessharz besteht und dessen äussere Zone einen ferroelektrischen Zusatzstoff enthält. 4. Hochspannungsdurchführung nach Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dielektrikum der Durchführung aus Nie- derdrucli#harz besteht. 5. Hochspannungsdurchführung nach Un teranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Schicht aus keramischem Werk stoff mit einer Dielektrizitätskonstante von mindestens 10 besteht.

   6. Hochspannungsdurchführung nach Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von einer niedrigen zu einer hohen Dielektrizitätskonstante stetig erfolgt. 7. Hochspannungsdurchführung nach Un teranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erdelektrode ins äussere Dielektrikum vor geschoben ist. B. Hochspannungsdurchführung nach Un teranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den Grenzzonen der verschiedenen Dielek- trika sich je eine Schicht befindet, deren ela stische Dehnbarkeit grösser ist als diejenige der übrigen Zonen. 9.

   Hochspannungsdurchführung nach Un teranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Dielektrikumsschicht gegenüber der äussern eine erhöhte elastische Dehnbar keit besitzt.