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Hochspaimungs-Stromdurchführung
Es ist bekannt, als Isoliermaterial in elektrischen Apparaten Gase oder Gasgemische zu verwenden.
Neben Druckluft eignen sich insbesondere gewisse halogenhaltige Gase und Gasgemische gut, da sie auf
Grund ihres stark elektronegativen Verhaltens schon bei mässigem Druck ausgezeichnete dielektrische
Eigenschaften aufweisen. Für die Verwendbarkeit als Isoliermittel sind ferner die chemische Stabilität das
Verhalten gegenüber den Werkstoffen sowie Unbrennbarkeit und Ungiftigkeit notwendige Bedingungen.
Von den in Frage kommenden elektronegativen Gasen wurde bis jetzt hauptsächlich Schwefelhexa- fluorid (SF6) verwendet, da es nach den gemachten Erfahrungen die günstigsten Gesamteigenschaften be- sitzt und zudem relativ leicht herzustellen ist. Es sind aber auch andere brauchbare Gase und Gasgemi- sche bekannt, wie etwa Octafluorbutan (C F) oder eine Mischung von Hexafluorbutin-2 (C F) und Octa- fluorpropan (CgFg).
Mit Schwefelhexafluorid gefüllte Transformatoren und Leistungsschalter für hohe Spannungen können als bekannt vorausgesetzt werden. Auch die Stromdurchführungen dieser Apparate sind üblicherweise gas- gefüllt, wobei das Gas allein als Dielektrikum zwischen dem spannungführenden Leiter und dem geerdeten Flansch dient und keine kapazitive Feldsteuerung verwendet wird. Zwischen dem unter Hochspannung stehenden nackten Leiter und dem geerdeten Flansch sind ausnahmsweise höchstens einige Barrieren aus Isoliermaterial angeordnet, die das dielektrische Verhalten der Durchführung nur unwesentlich verbessern oder beeinflussen. Die Verwendung gasgefüllter DurchfUhrungen ist bei diesen Apparaten naheliegend, obschon die bisher bekannte Lösung zur Durchführung mit abnormal grossem Durchmesser führt.
Im Gegensatz zu diesen als seltene Ausnahme zu betrachtenden, gasgefüllten Durchführungen verwendet die Technik Hochspannungs-Durchführungen mit festem oder flüssigem Dielektrikum zwischen Leiter und Flansch. Man unterscheidet grundsätzlich drei Arten von Dielektrika : a) Ölimprägniertes Papier, b) trockene Wickel : Bakelit (Hartpapier) oder ein mit einem andern Kunstharz imprägniertes Papier, c) Öl allein oder mit zusätzlichen Barrieren.
In den beiden ersten Fällen wird die Feldverteilung im Dielektrikum im allgemeinen mittels Kondensatoreinlagen gesteuert, was zu relativ kleinen Abmessungen führt. Durchführungen mit ölimprägniertem Papier haben aber den Nachteil, dass die Anwesenheit von Öl immer eine gewisse Brandgefahr darstellt. Ferner ist Öl als Dielektrikum feuchtigkeitsempfindlich die Durchführungen müssen deshalb luftdicht abgeschlossen werden, was zu relativ teuren Konstruktionen mit Ausdehnungskörpern führt. Die Durchführungen mit trockenem Wickel weisen dafür andere Nachteile auf. Insbesondere liegt der Ionisationseinsatz tiefer wegen dem unvermeidlichen Luftanteil in den Papierporen. Auch führt die ungleiche thermische Ausdehnung des Bolzens oder Tragrohres und des Wickels zu inneren Spannungen, die mechanische Defekte zur Folge haben können.
Die Durchführungen, deren Dielektrikum aus Öl allein besteht, können aus technischen Gründen nicht mit Kondensatorsteuerung versehen werden. Sie haben daher grosse Abmessungen, sind schwer, enthalten viel Öl und weisen deshalb die Nachteile der ölimprägnierten Durchführungen noch in erhöhtem Masse auf.
Durch die Erfindung soll eine von diesen Nachteilen befreite Hochspannungs-Durchführung geschaffen werden, die ferner den Vorteil eines geringeren Gewichtes aufweist. Diese Hochspannungs-Durchführung besitzt eine dichte Gaskammer, durch die hindurch sich der spannungfuhrendeLeiter erstreckt. Erfindunggemäss besteht nun bei dieser Durchführung das Dielektrikum zwischen Leiter und Flansch bzw. Erdbelag
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aus einem mit einem halogenhaltigen Gas oder Gasgemisch durchgetränkten Papierwickel, welches Gas oder Gasgemisch unter einem geringen Überdruck von vorzugsweise 0,5 bis 3, 0 atü steht. Zur Verminderung der Abmessungen können Kondensatoreinlagen verwendet werden.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht. Fig. 1 ist eine Seitenansicht, zum Teil im Schnitt, einer für Aussenbetrieb bestimmten Durchführung nach dem ersten Ausführungsbeispiel, und Fig. 2 zeigt in ähnlicher Weise eine Durchführung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel.
Die Durchführung nach Fig. 1 hat einen Leiterbolzen 1, auf dem sich ein aus gleichmässig geschichtetem Papier bestehender Wickel 2 befindet, der zur Steuerung des in demselben entstehenden Spannungsgefälles Kondensatoreinlagen 3 enthält. Die äusserste Kondensatoreinlage 4 ist in bekannter Weise galvanisch mit einem beispielsweise aus Stahlguss bestehenden Befestigungsflansch 5 verbunden. Der Papierwickel 2 und die Kondensatoreinlagen 3 bestehen hier aus gleichmässig gewickelten Folien. Über die Enden des Wickels 2 greifen aus Isoliermaterial bestehende Überwurfstücke 6 bzw. 7, die in zweckmässiger Weise dicht am Flansch 5 befestigt sind. An den Enden dieser Überwurfstücke sind Abdichtplatten 8 und 9 vorgesehen, die mit Abschirmungen 10 bzw. 11 versehen und vom Leiterbolzen 1 dicht durchsetzt sind.
Die Abdichtplatte 8 ist mit diesem Bolzen 1 fest verbunden, während die Abdichtplatte 9 zur Aufnahme der ungleichen Ausdehnungen infolge der Temperaturschwankungen über eine Feder 12 mit dem Bolzen 1 verbunden ist. Das im eingebauten Zustand der Durchführung auf der Freiluftseite liegende Überwurfstück 6 besteht aus keramischem, wetterbeständigem Material, während das auf der Innenraumseite liegende Überwurfstuck 7 z. B. aus Hartpapier besteht.
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kammer, für die im Flansch 5 ein Evakuier- und GaseinfU1lstutz n 13 vorgesehen ist, Mit 14 ist ein ebenfalls an diesem Flansch 5 angebrachtes Druckanzeige-Instrument bezeichnet.
Nach dem Zusammenbau der Durchführung wird dieselbe zuerst gründlich getrocknet, alle Feuchtigkeits-und Luftreste evakuiert und schliesslich mit einem halogenhaltigen Gas oder Gasgemisch, wie z. B. Schwefelhexafluorid, unter einem Druck von vorzugsweise 0,5 bis 3 atü gefüllt. Dieses Gas, das auch noch Stickstoff enthalten kann, dringt nicht nur in den Zwischenraum zwischen Wickel und innere Wandung der Gaskammer, sondern auch in den Papierwickel 2 selbst und imprägniert diesen durch und durch. Es wird dafür gesorgt, dass der Druck, unter welchem dieses Gas eingefüllt wird, durch dichtes Abschliessen des Einfüllstutzens aufrecht erhalten bleibt.
Die Vorteile dieser Durchführung gegenüber den bisher bekannten Ausführungen sind umso ausgeprägter, je grösser die Durchführung ist, sei es infolge hoher Spannung oder infolge besonders langem Erdbe-
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EinenSonderfall derDurchführungente Schiene" oder "isolierte Sammelschiene" bekannte Durchführung. Ihr Erdbelag ist länger als die beidseitigen Überwürfe und kann bis 10 m lang oder noch länger sein. Oft dient sie dann überhaupt nicht mehr als Durchführung durch eine Wand, sondern als isolierte Sammelschiene in elektrischen Anlagen, welche amErdbelag abgestützt wird.
Bei der erfindungsgemässenAusführung braucht eine solche Schiene nicht geradlinig zu sein, sondern kann den Verhältnissen entsprechend beliebig in einer oder mehreren Ebenen gekrümmt sein, ohne dass deswegen Schwierigkeiten in der Herstellung entstehen.
In Fig. 2 ist eine solche Durchführung mit verlängertem Erdbelag dargestellt. Sie hat ein geflanschtes Rohrstück 15, das bedeutend länger ist als der entsprechende Flansch 5 der Durchführung gemäss Fig. 1.
Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass das aus Hartpapier bestehende Überwurfstück 7 mittels eines Kniesttickes 16 mit dem Rohrstück 15 verbunden ist. In entsprechender Weise ist also auch der spannungführende, in diesem Falle beispielsweise rohrförmige Leiter 17 abgebogen.
Infolge der verhältnismässig grossen Länge des Wickels 18 bestehen dieser und die Kondensatoreinlagen 19 nicht mehr aus gewickelten Folien, sondern aus gewickelten Bändern. Bei dieser Durchführung ist derErdbelag länger als die Länge des Überwurfes 6 bzw. 7. Der Länge der Durchführung entsprechend sind am Rohrstück 15 zweiEvakuier- und GaseinfU1lstutzen 20 vorgesehen. In gewissen Fällen ist es vorteilhaft, diese Stutzen in den endseitigenAbdichtplatten der ÜberwurfstUcke 6 und 7 vorzusehen, um die Durchführung von beiden Enden her in der oben geschilderten Weise evakuieren und imprägnieren zu können.
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