Elektrische Verbindung zwischen einer Transformatorkaskade und einer Wanddurchführung mit konzentrischen Metalleinlagen In Versuchs- und Prüffeldern werden zur Er zeugung sehr hoher Betriebsspannungen, z. B. von 1000 kV und darüber, Transformatoren in Kaskaden schaltung verwendet. Die Transformatorkaskaden be stehen aus mehreren in Reihe geschalteten Trans formatoren, von denen jeder nur einen Teil der Spannung erzeugt. Um die Prüfung eines Gerätes nicht nur dort vornehmen zu können, wo die Trans formatorkaskade aufgestellt ist, ist es z.
B., wenn die Transformatorkaskade im Freien steht, die Prüfung aber in einem Gebäude durchgeführt werden soll, er forderlich, einen Leiter mit sehr hoher Spannung gegen Erde durch die Wand des Gebäudes zu führen. Diese Durchführungen wurden bisher als Konden- satordurchführungen ausgebildet, bei denen in be kannter Weise durch in das Isoliermaterial eingelegte konzentrische Metalleinlagen die Feldverteilung be- einflusst wurde. Durch eine bestimmte Abstufung der Längen der Metalleinlagen kann man dabei erreichen, dass der Spannungsverlauf in radialer Richtung linear ist.
Das hat aber zur Folge, dass der Spannungsverlauf in axialer Richtung von der Linearität abweicht. Man kann diese Abweichung durch andere Bemessung der Längen der Metalleinlagen verringern, muss dann aber wieder eine Abweichung des Spannungsverlaufes in radialer Richtung von der Linearität in Kauf nehmen.
Gemäss der Erfindung ist die elektrische Verbin dung zwischen einer Transformatorkaskade und einer Wanddurchführung mit konzentrischen Metalleinlagen so ausgebildet, dass mindestens ein Teil der Metall einlagen mit Stellen der Transformatorkaskade lei tend verbunden ist, die verschiedene Spannungen gegen Erde besitzen.
Hierdurch wird zwischen den genannten Metall einlagen eine von aussen festgelegte Spannungsauf- teilung erzielt. Man hat es somit nunmehr in der Hand, eine den jeweiligen Erfordernissen entspre chende Spannungsaufteilung zu erzwingen. Beispiels weise kann man die Metalleinlagen in gleichem Abstand voneinander anbringen und an die Trans formatorkaskade so anschliessen, dass die Spannungs differenz zwischen je zwei Einlagen konstant ist. Dann erhält man in radialer Richtung eine lineare Span nungsaufteilung.
In axialer Richtung weicht sie von der Linearität ab, aber nicht so stark wie bei einer entsprechenden Kondensatordürchführung. Das hat seinen Grund darin, dass mit wachsender Dicke der Kondensatordurchführung bei gleichmässiger Span nungsverteilung in radialer Richtung die Spannungs verteilung in axialer Richtung immer ungünstiger wird.
Bei dem Gegenstand der Erfindung hat man jedoch durch den Anschluss der Metalleinlagen an feste Spannungen sozusagen eine Reihe von inein- andergeschobenen Einzeldurchführungen gewonnen, deren Dicke kleiner ist als die einer entsprechenden Kondensatordurchführung, so dass bei gleichmässigem radialem Spannungsverlauf der axiale Spannungsver lauf günstiger wird. Macht man den axialen Span nungsverlauf linear, so wird der radiale Spannungs verlauf zwar von der Linearität abweichen, aber nicht so viel wie bei der bekannten Kondensatordurch- führung, wenn deren axialer Spannungsverlauf linear gemacht wird.
Man kann aber auch beispielsweise bei gleicher Spannungsdifferenz zwischen zwei Metalleinlagen durch verschiedene Dicke des Isoliermaterials zwi schen den Metalleinlagen die radiale Beanspruchung zum geerdeten Flansch hin zunehmen lassen. Es wird dann die geringere Wärmeabgabefähigkeit der inneren Schichten gegenüber den äusseren Schichten durch ihre geringere Beanspruchung ausgeglichen. Zweckmässig werden mindestens so viele Metall einlagen vorgesehen, wie die Transformatorkaskade ausser dem Anschluss für den Durchführungsbolzen leicht zugängliche Stellen verschiedener Spannung gegen Erde besitzt.
Diese Metalleinlagen werden mit den entsprechenden Stellen der Transformatorkaskade verbunden.
Man kann auch zwischen zwei mit der Transfor- matorkaskade verbundene Metalleinlagen weitere Metalleinlagen, wie sie für Kondensatordurchfüh- rungen üblich sind, verwenden, um eine noch bessere Spannungsverteilung zu erhalten.
Durch die elektrische Verbindung gemäss der Erfindung erhält man auch in bezug auf die über- schlagsgefahr bei Verschmutzung erhebliche Vorteile gegenüber der bekannten Kondensatordurchführung. Setzen sich an der Oberfläche der Durchführung Schmutzschichten an, und werden diese feucht, bei spielsweise durch Tauniederschlag, so fliesst über die Oberfläche der Durchführung ein Strom. Dieser trocknet die Schmutzschichten.
Die Trocknung erfolgt um so rascher, je grösser die Stromdichte ist, das heisst bei der Kondensatordurchführung erfolgt die Trock nung in der Nähe des Bolzens der Durchführung am schnellsten, so dass dort eine Trockenzone entsteht, während die übrigen Teile der Oberfläche noch feucht sind. Die Folge davon ist, dass die ganze Spannung an dieser Trockenzone liegt, so dass es zu über schlägen kommen kann.
Beim Gegenstand der Er findung dagegen kann zwischen zwei an die ent sprechenden Spannungen angeschlossenen Metall einlagen immer nur die Differenz dieser beiden Span nungen auftreten, ganz gleichgültig, ob am Isolator eine Trockenzone vorhanden ist oder nicht.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer elektrischen Verbindung gemäss der Erfindung dar gestellt, wobei alle Metalleinlagen mit der Transfor- matorkaskade leitend verbunden sind und die Span nungsdifferenz zwischen je zwei Metalleinlagen und ihr Abstand konstant sind.
Die Transformatorkaskade ist mit dem Bezugs zeichen 1 versehen und besteht aus zwei Spartrans formatoren 2 und 3. Jeder Spartransformator liefert eine Spannung von 500 kV, so dass die Spannung der Transformatorkaskade insgesamt 1000 kV beträgt. Die Wicklung des Spartransformators 2 trägt das Bezugszeichen 4 und die des Transformators 3 das Bezugszeichen 5. An die Eingangsklemmen 6 und 7 des Transformators 2 ist eine Wechselspannungs- quelle, z. B. ein Generator, angeschlossen, der den mit den Klemmen 6, 7 leitend verbundenen Teil 8 der Wicklung 4 speist. Mit den Ausgangsklemmen 10 und 11 des Transformators 2 ist ein Teil 9 der Wicklung 4 verbunden.
Der Wicklungsteil 9 dient zur Speisung des Transformators 3, an dessen Ein gangsklemmen 12 und 13 ein am unteren Ende seiner Wicklung gelegener Teil 16 angeschlossen ist. Die beiden Transformatoren sind über Leitungen 14 und 15 miteinander verbunden. Das obere Ende der Wick lung 5 ist an die Ausgangsklemme 17 des Trans- formators 3 angeschlossen. Die Mitte der Wicklung 4 ist mit dem Gehäuse 18 des Transformators 2 über eine Leitung 19 und die Mitte der Wicklung 5 über eine Leitung 20 mit dem Gehäuse 21 des Transfor mators 3 leitend verbunden. Das Gehäuse 18 des Transformators 2 hat daher, wenn die Transformator kaskade in Betrieb ist, eine Spannung von 2.50 kV gegen Erde und das Gehäuse 21 des Transformators 3 eine Spannung von 750 kV gegen Erde.
Der Trans formator 2 wird von Isolatoren 22 und der Trans formator 3 von Isolatoren 23 getragen, die die Isolation gegen Erde übernehmen. Durch diesen Aufbau der Transformatorkaskade ergeben sich vier leicht zugängliche Stellen, die, wenn die Kaskade in Betrieb ist, eine feste Spannung gegen Erde besitzen, und zwar das Gehäuse 18 des Transformators 2 mit einer Spannung von 250 kV gegen Erde, die Leitung 15 mit einer Spannung von 500 kV gegen Erde, das Gehäuse 21 des Transformators 3 mit einer Spannung von 750 kV gegen Erde und die Ausgangsklemme 17 des Transformators 3 mit einer Spannung von 1000 kV gegen Erde.
Da die Ausgangsklemme 17 des Transformators 3 mit dem Bolzen der Durchführung verbunden wird, stehen nur noch drei leicht zugäng liche Stellen der Transformatorkaskade, die verschie dene Spannungen gegen Erde besitzen, für die Ver bindung mit den Metalleinlagen der Durchführung zur Verfügung.
Die Wanddurchführung 24 besitzt einen geerdeten Flansch 25, einen Metallbolzen 26 und drei in das Isoliermaterial eingelegte konzentrische Metallein lagen 27, 28 und 29. Der Bolzen 26 der Durch führung ist durch eine Leitung 30 mit der Ausgangs klemme 17 des Transformators 3 verbunden. Die Dicke des zwischen zwei Metalleinlagen befindlichen Isoliermaterials ist gleich gross. Gemäss der Erfindung sind die Metalleinlagen mit den Stellen der Trans formatorkaskade leitend verbunden, die verschiedene Spannungen gegen Erde besitzen, und zwar über Leitungen 31, 32 und 33.
Durch die Leitung 31. wird die Metalleinlage 27 mit dem Gehäuse 18 des Trans formators 2, durch die Leitung 32 die Metalleinlage 28 mit der Ausgangsklemme 10 des Transformators 2 oder mit der Eingangsklemme 12 des Transfor mators 3, die die gleiche Spannung gegen Erde hat, und durch die Leitung 33 die Metalleinlage 29 mit dem Gehäuse 21 des Transformators 3 verbunden. Durch die leitende Verbindung der Metalleinlagen der Durchführung mit den Stellen der Transfo.rmator- kaskade, die verschiedene Spannungen gegen Erde besitzen, wird zwischen diesen Metalleinlagen eine von aussen festgelegte Spannungsaufteilung erzielt.
Die Metalleinlagen sind mit der Transformatorkas- kade so verbunden, dass die Spannungsdifferenz zwi schen je zwei Metalleinlagen konstant ist. Sie beträgt im vorliegenden Fall 250 kV.
Zwischen je zwei mit der Transformatorkaskade verbundenen Metalleinlagen können weitere Metall einlagen vorgesehen werden, wie sie bei Kondensator durchführungen verwendet werden.