DD201217B1 - Kondensator-durchfuehrung fuer elektrische hochspannungsgeraete - Google Patents

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Eisfreihaltung von mit zirkulierender Isolierflüssigkeit gefüllten Kondensator-Durchführungen in Freiluftausführung für elektrische Hochspannungsgeräte, insbesondere für Transformatoren und Drosselspulen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei elektrischen Hochspannungsgeräten, wie Transformatoren und Drosselspulen ist der Aktivteil im allgemeinen in einen geschlossenen mit einem Isoliermedium gefüllten Gehäuse untergebracht. Zur Herausführung der hochspannungspotentialführenden Leiteranschlüsse aus dem geerdeten Gehäuse werden Durchführungen benutzt, die eine komplette nach außen abgeschlossene Baugruppe darstellen. Diese Durchführungen besitzen bei höheren Spannungen einen konzentrisch um den Leiter angeordneten Kondensatorwickel, durch dessen Beläge das elektrische Feld zwischen Leiterbolzen und Flansch gesteuert auf das Erdpotential des Gehäuses abgebaut wird.

Luftseitig sind derartige Durchführungen durch einen Porzellanüberwurf abgeschlossen, der in Freiluftausführung schirmartige Rippen zur Verlängerung der Isolierstrecke besitzt. Nach der Gehäuseseite erfolgt bei modernen Durchführungstypen mit Weichpapierisolation der Abschluß durch einen glatten Prozellanisolator. Der Raum zwischen dem Kondensatorwickel und den Porzellanüberwürfen ist mit einer Isolierflüssigkeit, z.B. Isolieröl, gefüllt. Diese Gestaltung soll sowohl einen Durchschlag der Isolation zwischen den Elektroden als auch einen Außenüberschlag über den Freiluftisolator verhindern. Die zunehmende Luftverschmutzung, insbesondere in Industriegebieten und in der Nähe von Kraftwerken, führt zur Bildung von Schmutz und Eisfremdschichten auf dem luftseitigen Porzellanüberwurf, wodurch die Überschlagsfestigkeit herabgesetzt wird.

Zur Beseitigung von Schmutzablagerungen auf dem Freiluftporzellan und zur Sicherung der Überschlagsfestigkeit ist es bekannt, verschiedene Maßnahmen, einzeln oder kombiniert, vorbeugend anzuwenden: Kriechwegverlängerung, Silikonierung, Wachsen, Naßreinigung (Abspritzen, Beregnen, Abwaschen). Im Bereich von Naßkühltürmen von Kraftwerken kann es darüber hinaus bei ungünstigen meteorologischen Bedingungen durch den stark leitfähigen Kühlturmwrasen zu Vereisungen kommen, die durch die hohe Leitfähigkeit des Niederschlages funktionsgefährdend sind.

Mit den bereits genannten Maßnahmen kann eine Eisbildung auf dem Überwurf porzellan bei winterlichen Temperaturen der Umgebungsluft nicht verhindert werden.

Um diese Nachteile zu vermeiden, kann man die Anschlüsse der elektrischen Hochspannungsgeräte bis außerhalb des Verschmutzungsbereiches bzw. aus dem Bereich einer besonders hohen und beständigen Luftfeuchtigkeit verkabeln. Es sind auch Verfahren und Anordnungen bekannt, mit denen die Oberflächen von Freiluftisolierungen durch Beblasen mit Lufttrocken und eisfrei gehalten werden sollen. Nachteilig hierbei ist, daß erhebliche Luftmengen hoher Temperaturen benötigt werden, für die aufwendige Lufterzeugungs- und im Hochspannungsbereich Beblasungseinrichtungen benötigt werden, die die Funktionssicherheit der Durchführung beeinträchtigen können. Weiterhin ist es bekannt, den luftseitigen Porzellanüberwurf durch Heizwiderstände in verschiedener Ausführung unter Ausnutzung der Wärmeleitfähigkeit des Isolieröls im Porzellanüberwurf zu beheizen. Hierdurch ist jedoch eine ausreichende Erwärmung des Überwurfporzellans nur schwer zu erreichen. Bei den beengten räumlichen Verhältnissen innerhalb der Durchführung ist das verfügbare Volumen für Heizwiderstände so begrenzt, daß die Größe der Heizleistung ohne Überschreitung der zulässigen Oberflächentemperaturen an der Grenzfläche Widerstand/Isolierflüssigkeitsfüllung der Durchführung wegen der Alterung der Isolierflüssigkeit eine bestimmte Größe nicht überschreiten kann. Diese Größe kann für die Enteisung bzw. Eisfreihaltung des Überwurfporzellans nicht ausreichend sein. Es wurde bereits vorgeschlagen, die Verlustwärme aus der Ölfüllung des Transformators über die Ölfüllung der Durchführung auf die Außenfläche des Überwurfporzellans zu übertragen, indem der als Rohr ausgeführte Durchführungsbolzen oben und unten mit einer Öffnung versehen ist, durch die die Ölfüllung der Durchführung nach dem Thermosiphon-Prinzip zirkulieren kann. Diese Lösung kann jedoch nicht garantieren, daß die Wirkung des Thermosiphon-Systems ausreicht, um bei extremen Witterungsbedingungen eine ausreichende Wärmemenge auf die Außenseite des luftseitigen Überwurfporzellans, insbesondere auf die Enden der Schirme,zu übertragen.

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Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine wartungsarme, isolierflüssigkeitsgefüllte Kondensator-Durchführung für Freiluft, deren Eisfreiheit auch bei schwierigen Witterungsbedingungen, z. B. bei hoher Windgeschwindigkeit und Temperaturen unter 0°C gewährleistet ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochspannungs-Kondensator-Durchführung für Freiluft zu schaffen, bei der elektrische Überschläge infolge Vereisung des luftseitigen Überwurfporzellans, insbesondere in der Nähe von Naßkühltürmen von Kraftwerken, verhindert werden.

Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der mit zirkulierender Isolierflüssigkeit gefüllte Innenraum der Durchführung im Bereich der Flanscharmatur mit einer Schottung versehen ist, durch die der Innenraum in einen oberen und unteren Isolierflüssigkeitsraum geteilt wird. Die Zu- bzw. Abführung der zirkulierenden erwärmten Isolierflüssigkeit erfolgt über mehrere in der Flanscharmatur angeordneten Ein- bzw. Austrittsöffnungen. Um die Übernahme von Wärme aus der betriebswarmen Ölfüllung des Hochspannungsgerätes über den geräteseitigen Isolator zu verbessern, ist dieser zur Vergrößerung der Außenfläche mit Rippen versehen.

Eine weitere Verbesserung der Wärmeentnahme aus dem Isolieröl des Hochspannungsgerätes wird dadurch erreicht, daß am unteren äußeren Ende des Innenleiters ein rippenförmiger Wärmekollektor angebracht ist. Dieser Wärmekollektor kann zugleich derart gestaltet sein, daß seine Außenkontur als Abschirmung für die Anschlußkonstruktion der Transformator- bzw. Geräteausleitung dient. Zwischen den Ein- und Austrittsöffnungen der Isolierflüssigkeit an der Flanscharmatur ist eine mit einem Absperrorgan versehene Umgehungsleitung angeordnet, die den unteren und oberen Isolierflüssigkeitsraum der Durchführung miteinander verbindet, um bei ausreichender selbsttätiger Wärmewirkung des Thermosiphon-systems eine Außerbetriebsetzung der Umwälzpumpe zu ermöglichen.

Ausführungsbeispiel:

An Hand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt die Schnittdarstellung einer erfindungsgemäß gestalteten Kondensator-Durchführung, die aus den Grundelementen Überwurfporzellan 1, ein mit Rippen 18 versehenen geräteseitigem Isolator 2, Flanscharmatur 3, dem Innenleiter 4 mit den Isolierflüssigkeitsdurchtrittsöffnungen 5; 6 und Kondensatorwickel 7 besteht. An diese am Deckel 10 des Hochspannungsgerätes befestigten Durchführung ist über Eintrittsbzw. Austrittsöffnungen 13; 14 ein aus Rohren 24, Wärmetauscher 9, fremdbeheiztem Isolierflüssigkeitserwärmer 11, Umwälzpumpe 12 und Umgehungsleitung 22 mit Absperrorgan 23 bestehendes Kreislaufsystem angeschlossen. Die durch den im betriebswarmen Isolieröl 8 des Hochspannungsgerätes befindlichen Wärmetauscher 9 bzw. durch den fremdbeheizten Isolierflüssigkeitserwärmer 11 erwärmte Isolierflüssigkeit wird mit Hilfe der Umwälzpumpe 12 in den unteren Isolierflüssigkeitsraum 17 gedrückt, über die untere Durchtrittsöffnung 6 in das Innere des Bolzenrohres 4 geleitet und über die Durchtrittsöffnung 5 in den oberen Isolierflüssigkeitsraum 16 geführt, wo sie sich an der Innenwand des luftseitigen Überwurfporzellans 1 abwärts bewegt und dabei durch Konvektion Wärme an diesen abgibt. Die Wirksamkeit dieses Kreislaufsystems hängt dabei von der Übertemperatur der erwärmten Isolierflüssigkeit gegenüber der Umgebungsluft und von der in der Zeiteinheit umgewälzten Isolierflüssigkeitsmenge ab. Zur Steuerung des Isolierflüssigkeitsstromes ist der Innenraum der Durchführung im Bereich der Flanschparameter 3 mit einer Schottung 15 versehen, die den Innenraum in einen oberen und unteren Isolierflüssigkeitsraum 16; 17 teilt. Die in den unteren Isolierflüssigkeitsraum 17 gedrückte Isolierflüssigkeit wird aus dem oberen Raum 16 wieder abgesaugt. Zweckmäßigerweise erfolgt die Absaugung gleichzeitig an mehreren Stellen des" Flanschumfanges, damit die Innenfläche des Überwurfporzellans 1 möglichst gleichmäßig von Isolierflüssigkeit bespült wird. Zur weiteren Vergrößerung der Wärmeentnahme aus der betriebswarmen Isolierölfüllung 8 des Hochspannungsgerätes ist am unteren geräteseitigen äußeren Ende des Innenleiters 4 ein aus Rippen bestehender Wärmekollektor 19 angebracht, der die aufgenommene Wärme über das zentrale Übergangsstück 20 auf den unteren Teil des Innenleiters 4 überträgt. Die Außenkontur des Wärmekollektors 19 ist derart verkleidet, daß sie zugleich auch als Abschirmelektrode 21 für die Ableitungen dienen kann.

Claims (5)

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   Erfindungsanspruch:

   1. Vorrichtung zur Eisfreihaltung von mit zirkulierender Isolierflüssigkeit gefüllten Kondensator-Durchführungen in Freiluftausführung für elektrische Hochspannungsgeräte mit einem als Rohr ausgebildeten und am unteren und oberen Ende mit Überströmöffnungen versehenen Innenleiter, gekennzeichnet dadurch, daß der mit Isolierflüssigkeit gefüllte Innenraum der Durchführung im Bereich der Flanscharmatur (3) mit einer Schottung (15) versehen ist, die den Innenraum in einen oberen und einen unteren Isolierflüssigkeitsraum teilt; und daß zur Zuführung und Absaugung der Isolierflüssigkeit unterhalb der Schottung Eintritts- bzw. oberhalb der Schottung Austrittsöffnungen (13; 14) angeordnet und gegebenenfalls am Umfang der Flanscharmatur verteilt sind.
2. 2. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der geräteseitige Isolator (2) der Kondensator-Durchführung auf der Außenseite mit Rippen (18) versehen ist.
3. 3. Vorrichtung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß am geräteseitigen äußeren Anschlußende des Innenleiters (4) der Kondensator-Durchführung ein Wärmekollektor (19) angebracht ist.
4. 4. Vorrichtung nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Außenform des Wärmekollektors (19) als Schirmelektrode (21) für Hochspannung gestaltet ist.
5. 5. Vorrichtung nach Punkt 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen Austrittsöffnung (14) und Eintrittsöffnung (13) eine mit einem Absperrorgan (23) ausgerüstete Umgehungsleitung (22) angeordnet ist.