DE29714249U1

DE29714249U1 - Disc-shaped insulation support with integrated voltage converter

Info

Publication number: DE29714249U1
Application number: DE29714249U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1997-07-31
Filing date: 1997-07-31
Publication date: 1997-10-16
Anticipated expiration: 2007-08-01

Description

GR 97 G 8603 DEGR 97 G 8603 EN

BeschreibungDescription

Scheibenförmiger Isolierstützer mit integriertem Spannungswandler
5Disc-shaped insulating support with integrated voltage transformer
5

Die Erfindung bezieht sich auf einen scheibenförmigen Isolierstützer mit einem integrierten Spannungswandler zur zentrischen Aufnahme eines Hochspannungsleiters in einer elektrischen Hochspannungsanlage.The invention relates to a disc-shaped insulating support with an integrated voltage transformer for the central reception of a high-voltage conductor in an electrical high-voltage system.

Ein derartiger Isolierstützer ist beispielsweise aus der DE-AS 23 25 449 bekannt. Dort ist ein Spannungswandler beschrieben, der, eingebettet in einen Stützisolator eine Elektrode als Niederspannungselektrode eines kapazitiven Spannungsteilers aufweist. Der Nachteil eines solchen Spannungswandlers besteht darin, daß Ladungen, die auf dem Hochspannungsleiter nach Schaltvorgängen zurückbleiben, nicht abgeführt werden können.Such an insulating support is known, for example, from DE-AS 23 25 449. This describes a voltage converter which, embedded in a support insulator, has an electrode as a low-voltage electrode of a capacitive voltage divider. The disadvantage of such a voltage converter is that charges which remain on the high-voltage conductor after switching operations cannot be discharged.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Isolierstützer für eine Hochspannungsanlage mit integriertem Spannungswandler zu schaffen, der diese Probleme vermeidet.The present invention is therefore based on the object of creating an insulating support for a high-voltage system with an integrated voltage transformer which avoids these problems.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Spannungswandler als ohmscher Spannungsteiler ausgeführt, hochspannungsseitig mit einem Hochspannungsleiter und erdseitig mit dem Erdpotential verbunden ist und daß ein Spannungsabgriff für eine zu der anliegenden Hochspannung proportionale Meßspannung vorgesehen ist.The object is achieved according to the invention in that the voltage converter is designed as an ohmic voltage divider, is connected on the high-voltage side to a high-voltage conductor and on the earth side to the earth potential and in that a voltage tap is provided for a measuring voltage proportional to the applied high voltage.

Durch die erfindungsgemäße Konstruktion wird ein zuverlässiger Spannungswandler geschaffen, der wenig anfällig gegen leitungsgebundene Störungen und elektromagnetische Strahlung in der Hochspannungsanlage ist.The design according to the invention creates a reliable voltage converter that is less susceptible to line-borne interference and electromagnetic radiation in the high-voltage system.

GR 97 G 8603 DEGR 97 G 8603 EN

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Spannungswandler eine, sich spiralig vom Zentrum des Isolierstützers zu dessen Umfang erstreckende Widerstandsanordnung aufweist.An advantageous embodiment of the invention provides that the voltage transformer has a resistance arrangement extending spirally from the center of the insulating support to its circumference.

Durch diese Gestaltung wird erreicht, daß Kriechwege entlang der Widerstandsanordnung zwischen dem Erdpotential und dem Hochspannungsleiter lang sind und daß die sich im wesentlichen radial, ausgehend von dem Hochspannungsleiter erstrekkenden Feldlinien eine kleine Komponente parallel zur Oberfläche der Widerstandsanordnung aufweisen, so daß Oberflächenladungen entlang der Oberfläche der Widerstandsanordnung abgebaut werden können, jedoch nicht zu elektrischen Durchschlagen führen. Die spezifische elektrische Beanspruchung der Widerstandsanordnung entlang der sich in Umfangsrichtung des Isolierstützers erstreckenden Grenzflächen ist somit minimiert .This design ensures that creepage paths along the resistor arrangement between the earth potential and the high-voltage conductor are long and that the field lines extending essentially radially from the high-voltage conductor have a small component parallel to the surface of the resistor arrangement, so that surface charges can be dissipated along the surface of the resistor arrangement, but do not lead to electrical breakdown. The specific electrical stress on the resistor arrangement along the boundary surfaces extending in the circumferential direction of the insulating support is thus minimized.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Widerstandsanordnung aus einzelnen, miteinander gelenkig elektrisch leitend verbundenen Widerstandselementen besteht.A further advantageous embodiment of the invention provides that the resistance arrangement consists of individual resistance elements which are connected to one another in an articulated electrically conductive manner.

Durch diese Ausgestaltung ist der Isolierstützer besonders einfach herstellbar. Die Widerstandsanordnung kann in der Gußform für den Isolierstützer einfach an den vorgesehenen Anschlußpunkten hochspannungsseitig und erdpotentialseitig befestigt und zwischen diesen Punkten spiralig ausgelegt werden. Dann wird die Widerstandsanordnung mit dem isolierenden Material des Isolierstützers umgössen. Typische Materialien sind hierbei die bekannten Gießharze mit entsprechender Füllung (Dolomit, o. ä.).This design makes the insulating support particularly easy to manufacture. The resistor arrangement can simply be attached to the designated connection points on the high voltage side and the earth potential side in the casting mold for the insulating support and laid out in a spiral between these points. The resistor arrangement is then cast in the insulating material of the insulating support. Typical materials here are the well-known casting resins with appropriate filling (dolomite, or similar).

GR 97 G 8603 DEGR 97 G 8603 EN

Als besonders vorteilhaft erweist es sich, daß die einzelnen Widerstandselemente Keramikkörper mit einer schwach leitfähigen Beschichtung aufweisen.It is particularly advantageous that the individual resistance elements have ceramic bodies with a weakly conductive coating.

Durch solche Widerstandselemente läßt sich eine flexible Widerstandsanordnung mit schwacher Leitfähigkeit und hoher
dielektrischer Belastung einfach und kostengünstig realisieren. Such resistance elements allow a flexible resistor arrangement with low conductivity and high
dielectric load can be implemented easily and cost-effectively.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrieben. In the following, the invention is shown using an embodiment in a drawing and then described.

Dabei zeigtThis shows

Figur 1 einen Isolierstützer in teilweise aufgebrochener Form in einer Frontansicht,Figure 1 shows an insulating support in partially broken form in a front view,

Figur 2 einen Isolierstützer im Querschnitt,
Figur 3 ein Widerstandselement.Figure 2 shows an insulating support in cross section,
Figure 3 a resistance element.

Der Isolierstützer 1 ist scheibenförmig mit kreisrunder Kontur ausgebildet und im Querschnitt am Umfang mit geringer
Wandstärke, im Bereich des Hochspannungsleiters 2 mit größerer Stärke ausgebildet. Eine zentrische Bohrung 3 nimmt den Hochspannungsleiter 2 im Einbauzustand auf.The insulating support 1 is disc-shaped with a circular contour and has a cross-section at the circumference with a small
Wall thickness, designed with greater thickness in the area of the high-voltage conductor 2. A central bore 3 accommodates the high-voltage conductor 2 in the installed state.

In den Isolierstützer ist eine Widerstandsanordnung 4 integriert, die aus einzelnen Widerstandselementen 5, 6, 7 besteht,
welche leitend miteinander verbunden sind und als
Kette eine die Bohrung 3 spiralig umgebende Anordnung bilden, die sich von der Bohrung 3 bis zum Umfang 8 des Isolierstützers
1 erstreckt.A resistance arrangement 4 is integrated into the insulating support, which consists of individual resistance elements 5, 6, 7,
which are conductively connected to each other and serve as
Chain form a spiral arrangement surrounding the bore 3, which extends from the bore 3 to the circumference 8 of the insulating support
1 extends.

Jedes einzelne Widerstandselement 7 besteht aus einem Keramikkörper 9, der mit einer schwach leitfähigen Spur 10, beispielsweise aus Kohlenstoff beschichtet ist. Das Wider-Each individual resistance element 7 consists of a ceramic body 9, which is coated with a weakly conductive track 10, for example made of carbon.

GR 97 G 8603 DEGR 97 G 8603 EN

Standselement 7 weist zwei Endanschlüsse 11, 12 zur Verbindung mit benachbarten Widerstandselementen 5, 6 auf. Diese sind in der Figur symbolisch angedeutet und können beispielsweise als flexible Litzenleiter ausgebildet sein, die beispielsweise durch Lötung an den Widerstandselementen befestigt sind.Stand element 7 has two end connections 11, 12 for connection to adjacent resistance elements 5, 6. These are indicated symbolically in the figure and can be designed, for example, as flexible stranded conductors, which are attached, for example, to the resistance elements by soldering.

Die Widerstandsanordnung 4 weist im Bereich des Umfangs 8 des Isolierstützers 1 einen Spannungsabgriff 13 zum Abgriff einer Meßspannung U_M auf, die eine Teilspannung der zwischen dem Hochspannungsleiter 3 und dem am Umfang des Isolierstützers 1 an dem Kapselungsgehäuse 14 anliegenden Erdpotential darstellt. The resistor arrangement 4 has a voltage tap 13 in the region of the circumference 8 of the insulating support 1 for tapping a measuring voltage U _M , which represents a partial voltage of the earth potential present between the high-voltage conductor 3 and the earth potential at the circumference of the insulating support 1 on the encapsulation housing 14.

Die Meßspannung U_M ist sehr viel kleiner als die Hochspannung Uh und kann deshalb in einer nicht näher dargestellten Schaltung zur Überwachung des Hochspannungspotentials leicht mit gängigen elektronischen Schaltungen weiterverarbeitet werden.The measuring voltage U _M is much smaller than the high voltage Uh and can therefore easily be further processed using conventional electronic circuits in a circuit (not shown in detail) for monitoring the high voltage potential.

Die Leitfähigkeit der einzelnen Widerstandselemente 5, 6, 7 ist so schwach ausgeprägt, daß kein zu großer Strom über die Widerstandsanordnung 4 zwischen dem Hochspannungsleiter 3 und dem Kapselungsgehäuse 14 fließt und eine entsprechende Erwärmung der Widerstandsanordnung 4 vermieden wird.The conductivity of the individual resistance elements 5, 6, 7 is so weak that no excessive current flows through the resistance arrangement 4 between the high-voltage conductor 3 and the encapsulation housing 14 and a corresponding heating of the resistance arrangement 4 is avoided.

Der Isolierstützer mit integriertem Spannungswandler kann in Hochspannungsanlagen überall dort eingebaut werden, wo die Hochspannung gemessen oder überwacht werden soll.The insulating support with integrated voltage transformer can be installed in high-voltage systems wherever the high voltage is to be measured or monitored.

Claims

GR 97 G 8603 DE • · ■ ·■ · Protection claims

1. Disc-shaped insulating support (1) with an integrated voltage transformer for the central reception of a high-voltage conductor {2) in a high-voltage electrical system, characterized in that the voltage transformer is designed as an ohmic voltage divider (4, 5, 6, 7),

is connected on the high-voltage side to a high-voltage conductor (2) and on the earth side to the earth potential and that a voltage tap (13) is provided for a measuring voltage proportional to the applied high voltage.

2. Disc-shaped insulating support according to claim 1, characterized in that the voltage converter has a resistance arrangement extending spirally from the center of the insulating support (1) to its circumference (8).

3. Disc-shaped insulating support according to claim 2, characterized in that the resistance arrangement (4) consists of individual resistance elements (5, 6, 7) which are connected to one another in an articulated electrically conductive manner.

4. Disc-shaped insulating support according to claim 3, characterized in that the individual resistance elements (5, 6, 7) have ceramic bodies (9) with a weakly conductive coating (10).