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Von der Außenluft völlig abgeschlossener auf verschiedene Meßbereiche
umschaltbarer Stromwandler Stromwandler, die von der Außenluft völlig abgeschlossen
und mit einem Isoliermittel gefüllt sind, müssen bekanntlich eine Ausdehnungsmöglichkeit
besitzen, durch die das infolge von Temperaturänderungen während des Betriebs schwankende
Isoliermittelvolumen ausgeglichen werden kann. Eine solche Möglichkeit ist beispielsweise
durch einen Ausdehnungskörper, meistens in der Form eines Metallbalges oder durch
ein Gaspolster im Wandlerkopf gegeben. Der Vorzug solcher völlig geschlossener Wandler
ist insbesondere in der Wartungsfreiheit und in der geringen Störanfälligkeit infolge
Verunreinigung des Isoliermittels durch atmosphärische Einflüsse zu sehen. Will
man nun einen solchen Wandler für verschiedene Meßbereiche umschaltbar einrichten,
so stößt dies infolge des im Wandlerkopf angebrachten Ausdehnungsgefäßes für das
Isoliermittel, in den meisten Fällen Öl, auf erhebliche Schwierigkeiten. Da diese
Umschalteinrichtung Hochspannungspotential besitzt, wird sie zweckmäßigerweise ebenfalls
im Kopf des Wandlers untergebracht und durch die Abdeckhaube des Wandlers verschlossen.
Dadurch wird die Umschalteinrichtung atmosphärischen Einwirkungen, die erheblich
genauigkeitsstörend sind, entzogen. Wird bei den völlig geschlossenen Wandlern der
obere Abschluß des ölgefüllten Gefäßes durch einen Metallbalg gebildet. so ist die
Herausführung der Ausleitungen aus dem Wandlerinnern nicht einfach, weil der Balg
selbst, der im Betrieb bei schwankenden Temperaturen seine Lage stets verändert,
aus Sicherheitsgründen natürlich nicht durchbrochen werden kann. Man ist deshalb
gezwungen, die Ausleitungen seitlich am Metallbalg vorbeizuführen, was eine erhebliche
Querschnittserweiterung im Kopfteil des Wandlers mit sich bringt und eine aufwendige
und im Hinblick auf die Abschlußdichtung gegenüber der Außenluft unsichere Ausführung
bedingt. Außerdem erfordert die Vorbeiführung der Hochspannungsausleitungen am Metallbalg,
infolge der engen räumlichen Verhältnisse, einen möglichst kleinen Balgdurchmesser.
Da aber das auszugleichende Volumen feststeht, so wird dadurch der Balg länger und
durch die höhere Lamellenzahl teurer. Der sich bei dieser Balgkonstruktion einstellende
große Hub vermindert die Betriebssicherheit infolge der großen auszuführenden Bewegungen
und vergrößert die Bauhöhe des Wandlers.
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Wegen des hohen Stromes werden die Anschlußbolzen des Wandlers häufig
in doppelter Ausführung vorgesehen, so daß zwei galvanisch parallelliegende Bolzen
einen Anschlußpol bilden. Durch die um den Ausdehnungsbalg herumliegende Umschalteinrichtung,
bei der obengenannten Ausführungsart, ergeben sich aber für diesen Fall ungleich
lange Zuführungswege zu den Doppelbolzen und damit verschieden große Strombelastungen
der einzelnen Bolzen. Dadurch ist entweder eine erhöhte Erwärmung eines der beiden
Bolzen gegeben oder ein erhöhter Materialaufwand für die Zuleitungen und die Bolzen
erforderlich.
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Häufig werden auch vollständig geschlossene Wandler verwendet, die
keinen Ausdehnungskörper besitzen, sondern bei denen über dem Ölspiegel im Kopfteil
ein Gaspolster vorgesehen ist. Die auftretenden Volumenschwankungen des Isoliermittels
werden infolge der Kompressibilität des Gases von diesem Polster aufgefangen. Bei
dieser Wandlerbauart ist die Bedienung einer Umschalteinrichtung mit großen Schwierigkeiten
verbunden, ebenso wie das Einbringen des Gases in den Kopfteil, da man meistens
den Ölspiegel über die letzte Trennfuge des abnehmbaren Kopfteiles ansteigen läßt,
weil eine Flüssigkeitsdichtung wesentlich einfacher und betriebssicherer ist wie
eine Gasdichtung. Eine austretende Flüssigkeit kann wesentlich leichter an den hinterlassenen
Spuren erkannt werden, im Gegensatz zu einer ausgetretenen Gasmenge. Es wurden daher
für die Einbringung des Öles in den Wandlerkopf schon verschiedene umständliche
Maßnahmen vorgeschlagen, beispielsweise die Anbringung eines Rohres, das innerhalb
des Wandlers nach oben führt und das unterhalb der Trennfuge zwischen abnehmbarem
Kopfteil und Wandlergehäuse nach außen geführt ist. Durch dieses Rohr kann nach
erfolgter Fertigmontage die Ölfüllung oder auch die Gasfüllung für den Wandlerkopf
nachträglich eingebracht werden. Es liegt auf der Hand,
daß solche
Kunstgriffe fertigungstechnisch schwierig auszuführen sind und eine ständige Gefahr
für den Wandler selbst darstellen, zumal auch eine Bedienung der Umschalteinrichtung
nach wie vor problematisch ist.
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Diese Nachteile werden bei einem von der Außenluft völlig abgeschlossenen,
auf verschiedene Meßbereiche umschaltbaren Stromwandler nüt einer Isoliermittelfüllung
und einem im mit Deckel versehenen Wandlerkopf untergebrachten Ausdehnungsraum für
das Isoliermittel, dadurch vermieden, daß der Deckel des Wandlerkopfes als mit demWandlergehäuseinnern
über einen Schlauch verbundener Ausdehnungsraum und in an sich bekannter Weise aufklappbar
ausgebildet ist. In dem als Ausdehnungsraum ausgebildeten Deckel befindet sich entweder
ein Gaspolster oder ein Ausdehnungskörper bekannter Art, beispielsweise ein Membrankörper,
der mit einem Schlauch mit dem Wandlergehäuseinnern verbunden ist. Zwar ist es schon
bekannt, Ausdehnungskörper dieser Art am Deckel eines Wandlers zu befestigen, jedoch
ist dieser Deckel nicht aufklappbar. Die Befestigung des Ausdehnungskörpers am Deckel
verfolgt auch einen ganz anderen Zweck als derjenige der Erfindung. Nach der bekannten
Ausführung soll durch diese Befestigung ein überdruckschutz dadurch erreicht werden,
daß der Deckel mit Hilfe 'von vorgespannten Federn am Wandlergehäuse festgeschraubt
wird. Dadurch kann sich der Deckel bei auftretenden überdrücken vom Gehäuse abheben.
Im Gegensatz dazu verfolgt die Erfindung den Zweck, die Umschalteinrichtung bei
vollständig geschlossenen umschaltbaren Stromwandlern oder kombinierten Wandlern
leicht zugänglich zu machen, sowie die Leitungsführung möglichst günstig zu gestalten.
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Es ist ebenfalls schon bekannt, einen umschaltbaren Wandler mit einem
aufklappbaren Deckel zu versehen. Jedoch ist dieser Wandler nicht von der Außenluft
abgeschlossen, so daß die Schwierigkeiten bezüglich der Umschaltbarkeit gerade des
vollständig abgeschlossenen Wandlers hierbei nicht auftreten. Selbstverständlich
besitzt dieser bekannte Wandler nicht die Vorzüge des vollständig abgeschlossenen
Wandlers. Die Erfindung vereinigt aber gerade alle diese Vorteile in sich, nämlich
den vollständigen Luftabschluß des Wandlers zusammen mit der leichten Zugänglichkeit
der Umschalteinrichtung.
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Damit ist es nunmehr möglich, die Umschalteinrichtung unterhalb des
Ausdehnungskörpers bzw. Ausdehnungsraumes anzubringen, wobei die letzteren in keiner
Weise mehr hinderlich für die Anordnung und Bedienung der Umschalteinrichtung und
für die Leitungsführung zu den verschiedenen Anschlüssen sind. Konstruktiv sind
also keinerlei Schwierigkeiten mehr zu überwinden, da das Wandlergehäuse selbst
durch eine Platte abgeschlossen wird, auf die die Umschalteinrichtung angebracht
ist. Der obere Teil des Wandlerkopfes wird bei Betätigung der Umschalteinrichtung
aufgeklappt, so daß die Umschalteinrichtung völlig freiliegt und ohne Schwierigkeit
zugänglich ist. Die Montage der einzelnen Teile des Wandlerkopfes gestaltet sich
ebenfalls leicht und unkompliziert. Die Anschlußstellen der Umschalteinrichtung
selbst können nun ohne weiteres so ausgebildet werden, daß sie in jeder Schaltstellung
bei einer Verbindung mit galvanisch parallelliegenden Doppelanschlußbolzen stets
eine symmetrische Stromaufteilung auf die beiden Bolzen ergeben. In den Verbindungsschlauch
kann ähnlich wie bei Leistungstransformatoren ein Gefahrmelder eingebaut werden,
der bei aufsteigenden Gasblasen oder schneller Ölströmung ein Warnsignal oder eine
Abschalteinrichtung betätigt. Um bei plötzlich auftretenden hohen überdrücken innerhalb
des Wandlers die Gefahr eine Explodierens des Wandlers zu vermeiden, was im Hinblick
auf den engen Durchtrittsquerschnitt zum Ölausdehnungskörper unter Umständen gegeben
ist, wird zweckmäßig an der Unterseite des Wandlers eine Membrane angebracht, die
in einem solchen Fall zerspringt und dadurch den überdruck abführt.
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Zweckmäßigerweise wird bei Verwendung eines Ausdehnungskörpers dieser
als Metallbalg ausgebildet. In diesem Fall erhält er nach einem weiteren Gedanken
der Erfindung eine zentrale Führung, damit der Membrankörper beim Aufklappen stabil
in dem klappbaren Kopfteil liegt. Diese zentrale Führung kann nach oben oder unten
wirken und gleichzeitig zur Anzeige des Isoliermittelstandes dienen.
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Mit Hilfe dieser Maßnahme gelingt es, einen umschaltbaren Wandler
mit einem Ausdehnungskörper oder Ausdehnungsraum für das Isoliermittel zu schaffen,
der sowohl fertigungstechnisch, als auch betriebstechnisch einfach und sicher zu
handhaben ist.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch
dargestellt.
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In Fig. 1 ist ein Wandlerkopf nach der Erfindung im Schnitt dargestellt.
In diesem Beispiel ist durch ein Gaspolster 1 die Ausdehnungsmöglichkeit für die
Isolierflüssigkeit gegeben. Das flüssige Isoliermittel selbst füllt einen Teil des
aufklappbaren Kopfteiles 2 des Wandlers. Dieser Kopfteil ist durch eine Platte 3
flüssigkeitsdicht abgeschlossen und mit einem flexiblen Metallschlauch
4 mit dem Wandlergehäuse 5 verbunden. Dieses Wandlergehäuse 5 ist seinerseits
ebenfalls flüssigkeitsdicht abgeschlossen. Die Umschalteinrichtung 6 ist auf der
Platte 7 angeordnet. Wie in Fig. 2 dargestellt, kann der Kopfteil 2 des Wandlers
aufgeklappt werden, wodurch die Umschalteinrichtung 6 freiliegt und für den Bedienenden
leicht zugänglich ist. Die Verbindung für die Flüssigkeit ist durch den flexiblen
Schlauch 4 gewährleistet. In diesem aufgeklappten Zustand kann auch leicht das Isoliermittel
und die Gasfüllung in den aufklappbaren Kopfteil eingebracht werden. Zu diesem Zweck
sind im Boden 3 dieses Kopfteiles 2 verschließbare Löcher 8
vorgesehen,
so daß ohne jede zusätzliche Hilfsmittel die Isolierflüssigkeit und das Gaspolster
eingefüllt werden können.
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Eine Draufsicht auf die Umschalteinrichtung 6 bei geöffnetem Kopf
ist in Fig. 3 gezeigt. Die einfache Umschaltmöglichkeit, die außerdem eine einfache
Leitungsführung im Wandlerinnern ermöglicht, wird dabei besonders deutlich. Die
Stromführung selbst erfolgt durch die beiden Anschlußbolzen 9, bei denen
infolge der günstigen Ausgestaltung der Umschalteinrichtung eine symmetrische Belastung
gewährleistet ist.
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Eine weitere Ausführungsart ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Dabei
wurden entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern wie in den Fig. 1 bis 3 versehen.
In diesen Figuren ist die Ausdehnungsmöglichkeit durch einen Metallbalg 10 gegeben,
der mit dem Wandlergehäuse wieder durch einen flexiblen Metallschlauch
4 in Verbindung steht, wie dies in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist. Der
Metallbalg selbst ist vollständig mit dem flüssigen Isoliermittel gefüllt und
nimmt
die Volumenänderungen des Isoliermittels infolge von Temperaturschwankungen vollständig
auf. Zur sicheren Führung des Balges, namentlich beim öffnen des klappbaren Kopfteiles
2, dient eine Führung 11, die in einem zumindest teilweise durchsichtigen
Behälter 12 mündet und somit gleichzeitig zur Anzeige des Isoliermittelstandes
dient. Der Balg selbst kann im aufklappbaren Zustand bequem und sicher vollständig
gefüllt werden. Zu diesem Zweck sind an seiner Unterseite 2 verschließbare
Öffnungen 13 vorgesehen. Die Umschalteinrichtung 6 selbst ist in derselben
Weise wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 bis 3 angeordnet.
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Mit Hilfe der Erfindung gelingt es also, einen völlig betriebssicheren,
von der Außenluft abgeschlossenen umschaltbaren Wandler herzustellen, der sowohl
herstellungstechnisch als auch elektrisch einfach und zweckmäßig ist. Die Bedienung
der Umschalteinrichtung ist in keiner Weise mehr erschwert und auch das Einbringen
des Isoliermittels bietet keinerlei Schwierigkeiten.