DD245743A1 - Kondensator-durchfuehrung fuer elektrische hochspannungsgeraete - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine mit einem Isoliermittel gefuellte Kondensator-Durchfuehrung in Freiluftausfuehrung fuer elektrische Hochspannungsgeraete, insbesondere fuer Transformatoren und Drosselspulen. Ziel und Aufgabe bestehen darin, eine Kondensator-Durchfuehrung so auszufuehren und zu betreiben, dass einerseits eine wirksame Beheizung des freiluftseitigen Isolators gewaehrleistet und andererseits keine unzulaessige Waermeeinwirkung auf den Kondensatorwickel zu verzeichnen ist. Das wird dadurch erreicht, dass der Raum zwischen Kondensatorwickel und luftseitigem Porzellanueberwurf durch eine Trennwand in einen dem Kondensatorwickel zugekehrten inneren und einen dem Isolator zugewandten aeusseren Teilraum unterteilt ist, wobei der innere Teilraum mit dem normal zirkulierenden Kuehlmittelkreislauf des Transformators in Verbindung steht und der aeussere Teilraum an einen separaten Heizmittelkreislauf angeschlossen ist. Figur

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine mit einem Isoliermittel gefüllte Kondensator-Durchführung 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 einem 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 Porzellanisolator.

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.iDie zunehmende Luftverschmutzung, insbesondere in Industriegebieten und in der Nähe von Kraftwerken, führt zur Bildung von Schmutz- und Eisfremdschichten auf dem luftseitigen Prozellanüberwurf, wodurch die Überschlagsfestigkeit herabgesetzt wird.

Zur Beseitigung von Schmutzablagerungen auf dem Frei luftporzellan 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 d.en 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 Überwurfporzellan bei winterlichen Temperaturen der Umgebungsluft nicht verhindert werden.

Um diese Nachteile zu vermeiden, können die Anschlüsse der elektrischen Hochspannungsgeräte bis außerhalb des Verschmutzungsbereiches bzw. aus dem Bereich einer besonders hohen und beständigen Luftfeuchtigkeit verkabelt werden. Es sind auch Verfahren und Anordnungen bekannt, mit denen die Oberflächen und Freiluftisolierungen durch Beblasen mit Luft trocken und eisfrei gehalten werden sollen (DD 138839). Nachteilig hierbei ist, daß erhebliche Luftmengen hoher Temperatur 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 Prozellanüberwurf 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/Isolierflüssigkeitsfüilung 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 Thermosyphon-Prinzip zirkulieren kann (DD 157283). Diese Lösung kann jedoch nicht garantieren, daß die Wirkung des Thermosyphon-Systems ausreicht, um bei extremen Witterungsbedingungen eine ausreichende Wärmemenge auf die Außenseite des luftseitigen Überwurfporzellans insbesondere auf die Enden der Schirme zu übertragen.

Es ist auch eine Anordnung zur Beheizung der luftseitigen Isolatoroberfläche bekannt, bei der durch ein besonderes Umlaufsystem über Wärmetauscher Verlustwärme aus dem Transformator auf die Ölfül lung der Durchführung und von dort auf den Isolator übertragen wird (DD 201 217).

Als strömungsführendes Element wird dabei der als Rohr ausgebildete Innenleiter der Durchführung benutzt, in das am unteren Ende warmes Isolieröl zufließt und am oberen Rohrende wieder ausströmt. Dieses Isolieröl fließt im Raum zwischen Kondensatorwickel und Isolator wieder abwärts und gibt dabei an den Isolator Wärme ab. Nachteilig bei dieser Lösung ist, wenn eine hohe Wirksamkeit der Wärmeübertragung auf das Prozellan stattfinden soll, daß der rohrförmige Innenleiter durch das durchströmende heiße Isolieröl (maximale zulässige Temperatur 9O⁰C) selbst eine hohe Temperatur annehmen muß. Der Kondensatorwickel wird dabei nicht nur außen von heißem Isolieröl umströmt sondern auch von Innen her aufgeheizt, wodurch dessen elektrische Festigkeit und die Lebensdauer in unerwünschter Weise nachteilig beeinflußt werden. Weiterhin ist eine Anordnung zum Eisfreihalten von Ventilableitem bekannt (DD 201065), bei der in den zwischen der säulenförmigen Baugruppe und dem Isolator vorhandene Ringraum mittels Wärmetauscher und Pumpe eine erwärmte Isolierflüssigkeit in Umlauf gebracht wird. Auch bei dieser Lösung ist nachteilig, daß eine Wärmeübertragung sowohl auf den Innenraum mit der säulenförmigen Baugruppe als auch auf den Isolator erfolgt, was sich ähnlich wie beim Kondensatorwickel einer Durchführung ungünstig auf die Funktion der im Innenraum angeordneten aktiven Baugruppen des Ventilabieiters auswirkt. Der Kondensatorwickel ist bei unzulässig hoher Wärmebeanspruchung einer schnelleren Alterung unterworfen und der Gefahr eines elektrischen Wärmedurchschlags ausgesetzt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Eisfreihaltung des luftseitig angebrachten Überwurfporzellans von Kondensator-Durchführungen bei Freiluft bei extrem feuchtkalten Witterungsbedingungen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kondensator-Durchführung so auszuführen und zu betreiben, daß einerseits eine wirksame Beheizung desfreiluftseitig angeordneten Isolators gewährleistet und andererseits keine unzulässige Wärmeeinwirkung auf den Kondensatorwickel zu verzeichnen ist.

Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Raum zwischen Kondensatorwickel und luftseitigem Porzellanüberwurf durch eine Trennwand in einen dem Kondensatorwickel zugekehrten inneren Teilraum und einen dem Isolator zugewandten äußeren Teilraum unterteilt ist. Der innere Teilraum steht mit dem normal zirkulierenden Kühlmittelkreislauf des Transformators in Verbindung, wodurch der Kondensatorwickel ständig von Isolieröl umspült und so die betriebsmäßige Erwärmung in zulässige Grenzen gehalten wird. Der äußere Teilraum ist an einen separaten Heizmittelkreislauf angeschlossen, wobei als Heizmittel stark erwärmbare Isolierflüssigkeiten oder auch andere geeignete Mittel zur Anwendung kommen können. Besondes vorteilhaft ist die Verwendung von Kerosindampf, der auf 120⁰C... 140⁰C erwärmt ist. Der Kerosintlampf kondensiert zuerst an den kältesten Stellen der Isolatorschirme und garantiert so eine intensive Beheizung der vom Eisbefall besonders betroffeoen Bereiche. Da der größte Teil der luftseitigen Isolatoroberfläche aus Schirmen besteht, der Wärmedurchgang bis zum äußeren Umfang jedoch durch eine erhebliche Materialdicke erfolgen muß, ist der Isolator zweckmäßigerweise als dünnwandiger Porzellanüberwurf ausgeführt, wobei die Wandung nur so stark gehalten ist, wie dies zur Gewährleistung einer ausreichenden Umbruchfestigkeit erforderlich ist.

Ausführungsbeispiel

An Hand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt den oberen luftseitigen Teil einer Kondensator-Durchführung, bei der der Innenraum zwischen dem Isolator 1 und dem Kondensatorwickel 5 durch eine Trennwand 3 in einen innerervund einen äußeren Teilraum unterteilt wird. Somit entstehen zwei voneinander getrennte Teilräume 2 und 4, die mit verschiedenen Isoliermedien gefüllt sind. Während der äußere Teilraum 2'von einer separaten Versorgungseinrichtung über das Anschlußelement 6 mit erwärmten Isoliermedien versorgt wird, um einer Vereisung der äußeren Porzellanoberfläche entgegenzuwirken, ist der innere Teilraum 4 zur Verhinderung einer unzulässigen Erwärmung des Kondensatorwickels an dem jeweiligen Kühlmittelkreislauf des Transformators angeschlossen.

Claims (3)

Erfindungsanspruch:

1. Isoliermittelgefüllte Kondensator-Durchführung in Freiluftausführung für Transformatoren und Drosselspulen, gekennzeichnet dadurch, daß der Raum zwischen Kondensatorwickel (5) und luftseitigem Isolator (1) durch eine wärmeisolierende Trennwand (3) unterteilt ist, und daß der dem Kondensatorwickel (5) zugekehrte innere Teilraum (4) mit dem normal zirkulierenden Kühlkreislauf des Transformators in Verbindung steht und der dem Isolator (1) zugewandte äußere Teilraum (2) an einem gesonderten Heizmittelkreislauf angeschlossen ist.

2. Kondensator-Durchführung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das in den äußeren Teilraum (2) eingebrachte Heizmittel Kerosindampf ist, derauf 120... 140°C erwärmt ist.

3. Kondensator-Durchführung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Isolator (4) eine hohle Schirmform aufweist.