Title:
Hochspannungsdurchführung mit Spannungsteilerabgriff und Herstellungsverfahren für eine Hochspannungsdurchführung mit Spannungsteilerabgriff
Kind Code:
A1


Abstract:

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Hochspannungsdurchführung mit einer Meßanschlussaussparung, an der ein Spannungsteilerabgriff mit einem Kontaktmittel angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Bereich zwischen dem Kontaktmittel und der Meßanschlussaussparung mit einem Isolierstoff ausgegossen ist.
Ferner ist Gegenstand der Erfindung ein Herstellungsverfahren für eine Hochspannungsdurchführung mit Spannungsteilerabgriff.




Inventors:
Engels, Engelbert (51143, Köln, DE)
Paul, Christian (53347, Alfter, DE)
Schnitzler, Tim (52372, Kreuzau, DE)
Titze, Joachim (40882, Ratingen, DE)
Application Number:
DE102015226472A
Publication Date:
06/22/2017
Filing Date:
12/22/2015
Assignee:
Siemens Aktiengesellschaft, 80333 (DE)
International Classes:



Other References:
Broschüre „SETFt24-800 kV, RIP Transformator-Freiluftdurchführung”
Broschüre „EKTG 72,5-800 kV, RIP Transformator-Gas-Durchführung”
Broschüre „Transformatordurchführungen Baureihen SETFta-SETFtc, ETFa-ETFc, Montage-Betriebs- und Wartungsvorschriften”, gekennzeichnet als Betriebsanleitung BALSETFta/04d. Seite 2
CSA Typ A gemäß tech. Spezifikation 327881 der HSP Hochspannungsgeräte GmbH
Norm IEEE STD C57.19.01-2000
Typs EKTG, Artikelnummer 313524 der HSP Hochspannungsgeräte GmbH
Claims:
1. Hochspannungsdurchführung (1) mit einer Meßanschlussaussparung (14), an der ein Spannungsteilerabgriff (3) mit einem Kontaktmittel (7) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich zwischen dem Kontaktmittel (7) und der Meßanschlussaussparung (14) mit einem Isolierstoff (5) ausgegossen ist.

2. Hochspannungsdurchführung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierstoff (5) zumindest anteilig Silikon beinhaltet.

3. Hochspannungsdurchführung (1) nach Anspruch 1 oder, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktmittel (7) mit einem Leiter (6) in der Hochspannungsdurchführung (1) verlötet ist.

4. Hochspannungsdurchführung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsteilerabgriff (3) für eine Prüfspannung von 20 kV geeignet ist.

5. Hochspannungsdurchführung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Abmessungen des Spannungsteilerabgriffs (3) den Vorgaben der Norm IEEE STD C57.19.01-2000 entsprechen.

6. Hochspannungsdurchführung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktmittel (7) als eine Litze, insbesondere als Kabel mit einer Kabelisolierung (8) aus Silikon, ausgebildet ist.

7. Hochspannungsdurchführung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Kontaktmittel (7) eine Kerze mit Messingeinsatz (12) und Isolierung aus Gießharz (9) aufgesetzt ist.

8. Hochspannungsdurchführung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Messingeinsatz (12) mit dem Kontaktmittel (7) verlötet ist.

9. Herstellungsverfahren für eine Hochspannungsdurchführung (1) mit Spannungsteilerabgriff (3), gekennzeichnet durch die Schritte:
– Anlöten eines Kontaktmittels (7) in einer Meßanschlussaussparung (14) einer Hochspannungsdurchführung (1),
– Ausgießen eines Bereichs zwischen dem Kontaktmittel (7) und der Meßanschlussaussparung (14) mit einem Isolierstoff (5).

10. Herstellungsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Isolierstoff (5) zumindest anteilig Silikon verwendet wird.

11. Herstellungsverfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktmittel (7) mit einem Leiter (6) in der Hochspannungsdurchführung (1) verlötet wird.

12. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsteilerabgriff (3) für eine Prüfspannung von 20 kV geeignet ist.

13. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Abmessungen des Spannungsteilerabgriffs (3) den Vorgaben der Norm IEEE STD C57.19.01-2000 entsprechend ausgebildet werden.

14. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktmittel (7) als eine Litze, insbesondere als Kabel mit einer Kabelisolierung (8) aus Silikon, ausgebildet wird.

15. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Kontaktmittel (7) eine Kerze mit Messingeinsatz (12) und Isolierung (9) aus Gießharz aufgesetzt wird.

16. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Messingeinsatz (12) mit dem Kontaktmittel (7) verlötet wird.

Description:

Die Erfindung betrifft eine Hochspannungsdurchführung mit einer Meßanschlussaussparung, an der ein Spannungsteilerabgriff mit einem Kontaktmittel angeordnet ist, sowie ein Herstellungsverfahren nach Anspruch 9.

Bei Hochspannungsgeräten wie beispielsweise einem Transformator kommen Hochspannungsdurchführungen von Siemens der Baureihe SETFt24 zum Einsatz, bekannt aus der Broschüre „SETFt24-800 kV, RIP Transformator-Freiluftdurchführung” oder der Baureihe EKTG, bekannt aus der Broschüre „EKTG 72,5-800 kV, RIP Transformator-Gas-Durchführung”. Diese Hochspannungsdurchführungen dienen z. B. dazu, eine Hochspannung aus einer Freileitung sicher durch das Gehäuse in einen Transformator einzuführen.

Eine Hochspannungsdurchführung für Transformatoren ist bekannt aus der Broschüre „Transformatordurchführungen Baureihen SETFta-SETFtc, ETFa-ETFc, Montage-Betriebs- und Wartungsvorschriften”, gekennzeichnet als Betriebsanleitung BALSETFta/04d. Seite 2 zeigt eine Durchführung mit einer Flanschscheibe für eine Befestigung am Transformator, in deren unmittelbarer Nähe ein Messanschluss vorgesehen sein kann. Am Messanschluss kann gemäß Seite 18 ein Spannungsteileranschluss verwendet werden, damit im Betrieb der Hochspannungsdurchführung mittels eines angeschlossenen Spannungsteilers eine niedrigere Spannung für ein Messgerät bereit gestellt werden kann. Das Messgerät kann aus der niedrigeren Spannung auf die anliegende Hochspannung in der Durchführung zurückschließen.

Bisherige Lösungen für Spannungsteilerabgriffe, wie sie z. B. für die oben genannten Siemens Transformatoren eingesetzt werden, verwenden eine mechanische Feder, die einen Kontaktstift durch die Meßanschlussaussparung auf einen Leiter in der Hochspannungsdurchführung drückt. Der Leiter ist als eine Folie im sogenannten Aktivteil der Hochspannungsdurchführung ausgeführt. Ein bekannter Spannungsteileranschluss dieser Bauart ist der CSA Typ A gemäß tech. Spezifikation 327881 der HSP Hochspannungsgeräte GmbH.

Für den Einsatz in den USA wird häufig ein den Vorgaben der Norm IEEE STD C57.19.01-2000 entsprechender Spannungsteilerabgriff in der Durchführung gefordert. Entsprechend der Norm sollte der Spannungsteilerabgriff einer Prüfspannung von 20 kV stand halten. Außerdem sind Angaben zur äußeren Form des Abgriffs einzuhalten, die in der Norm spezifiziert werden. So muss z. B. gemäß 1 „aushing voltage tap dimensions” ein Kontaktstift einen Durchmesser von 7,95 mm +/– 0,08 mm aufweisen. Die innere Ausgestaltung des Spannungsteilerabgriffs bleibt im Ermessen des Herstellers.

Um die vergleichsweise hohe Prüfspannung von 20 kV verwenden zu können, werden bei bisherigen Spannungsteilerabgriffen zusätzliche Schutzmaßnahmen ergriffen: beispielsweise wird mit einem Schutzgas oder einem Isolieröl eine Isolierung sicher gestellt. Dies ist jedoch mit zusätzlichem konstruktivem Aufwand verbunden, was die Kosten der Hochspannungsdurchführung erhöht. Außerdem kann Schutzgas entweichen, was besondere Vorkehrungen bei Montage, Wartung und Entsorgung der Vorrichtung erfordert.

Es stellt sich an die Erfindung die Aufgabe, eine Hochspannungsdurchführung mit einer Meßanschlussaussparung anzugeben, an der ein Spannungsteilerabgriff mit einem Kontaktmittel angeordnet ist, bei der mit einem vergleichsweise geringen konstruktivem Aufwand eine Prüfspannung von 20 kV abgegriffen werden kann.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass ein Bereich zwischen dem Kontaktmittel und der Meßanschlussaussparung mit einem Isolierstoff ausgegossen ist. Dies ist ein Vorteil, weil so auf einfache Weise und ohne weitere Hilfsmittel wie z. B. Schutzgas die Isolierung sichergestellt wird.

Typischerweise wird die Meßanschlussaussparung durch eine Bohrung mit ca. 30 mm Durchmesser in die Außenwand der Hochspannungsdurchführung eingebracht.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hochspannungsdurchführung beinhaltet der Isolierstoff zumindest anteilig Silikon. Dies ist ein Vorteil, weil Silikon die nötige elektrische Durchschlagsfestigkeit aufweist, kostengünstig und lange haltbar ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hochspannungsdurchführung ist das Kontaktmittel mit einem Leiter in der Hochspannungsdurchführung verlötet. Der Leiter kann beispielsweise als eine Folie im sogenannten Aktivteil ausgeführt sein. Dies ist vorteilhaft, weil so ein guter elektrischer Kontakt ermöglicht wird und die Spannungsmessung akkurat erfolgen kann.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hochspannungsdurchführung ist der Spannungsteilerabgriff für eine Prüfspannung von 20 kV geeignet. Dies ist ein Vorteil, weil so gemäß der Norm IEEE STD C57.19.01-2000 eine Prüfung der Hochspannungsdurchführung möglich ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hochspannungsdurchführung entsprechen die äußeren Abmessungen des Spannungsteilerabgriffs den Vorgaben der Norm IEEE STD C57.19.01-2000. Dies ist vorteilhaft, weil so eine Interoperabiltät mit Produkten zahlreicher Hersteller sicher gestellt ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hochspannungsdurchführung ist das Kontaktmittel als eine Litze, insbesondere als Kabel mit einer Kabelisolierung aus Silikon, ausgebildet. Dies ist ein Vorteil, weil solche Kabel weit verbreitet und kostengünstig sind.

Eine Litze i. S. d. Erfindung ist z. B. ein metallischer Leiter, der biegsam sein kann. Besonders bevorzugt wird eine Ausführung als isoliertes Kabel.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hochspannungsdurchführung ist auf das Kontaktmittel eine Kerze mit Messingeinsatz und Isolierung aus Gießharz aufgesetzt. Dies ist ein Vorteil, weil das Kontaktmittel auf diese Weise auch außerhalb des mit Silikon vergossenen Bereichs ausreichend stark elektrisch isoliert wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hochspannungsdurchführung ist der Messingeinsatz mit dem Kontaktmittel verlötet. Dies ist ein Vorteil, weil so mittels des Messingeinsatzes ein elektrischer Kontakt mit genormten Abmessungen zum Anschluss eines Spannungsteilers ausgebildet werden kann.

Ferner stellt sich an die Erfindung die Aufgabe, ein Herstellungsverfahren für eine Hochspannungsdurchführung mit Spannungsteilerabgriff anzugeben, aus der mit einem vergleichsweise geringen konstruktivem Aufwand eine Prüfspannung von 20 kV abgegriffen werden kann.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass bei dem Herstellungsverfahren die Schritte:
Anlöten eines Kontaktmittels in einer Meßanschlussaussparung einer Hochspannungsdurchführung, und
Ausgießen eines Bereichs zwischen dem Kontaktmittel und der Meßanschlussaussparung mit einem Isolierstoff,
eingesetzt werden.

Es ergeben sich für das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren und seine bevorzugten Ausführungsformen gemäß der Ansprüche 10 bis 16 sinngemäß die gleichen Vorteile wie eingangs für die erfindungsgemäße Hochspannungsdurchführung erläutert.

Zur besseren Erläuterung der Erfindung werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung in den nachfolgenden Figuren dargestellt.

Es zeigen

1 eine Hochspannungsdurchführung mit einem Spannungsteilerabgriff, und

2 in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch die Hochspannungsdurchführung mit einem Spannungsteilerabgriff gemäß 1, und

38 einzelne Schritte eines Herstellungsverfahrens für eine Hochspannungsdurchführung mit Spannungsteilerabgriff.

In der 1 ist eine Hochspannungsdurchführung des Typs EKTG, Artikelnummer 313524 der HSP Hochspannungsgeräte GmbH, mit einem Flanschbereich 2 zur Befestigung an einem Transformator und einem Spannungsteilerabgriff 3 dargestellt. Zum Anschluss eines Messgeräts ist eine Prüfverlängerung 4 auf den Spannungsteilerabgriff 3 aufgesetzt.

2 zeigt einen Querschnitt durch die Hochspannungsdurchführung 1 mit einem Spannungsteilerabgriff 3 gemäß 1. In der Hochspannungsdurchführung 1 ist eine Meßanschlussaussparung vorhanden, durch die eine Litze 7 als Kontaktmittel hindurchgeführt ist, wobei die Litze 7 in der Hochspannungsdurchführung 1 einen Leiter 6 elektrisch kontaktiert. Die Litze 7 und der Leiter 6 sind verlötet. Als Litze 7 kommt ein Kabel, das mit einem Silikonmantel 8 isoliert ist, zum Einsatz. Im Bereich der Meßanschlussaussparung ist der Zwischenraum zwischen der Litze 7 und der Hochspannungsdurchführung 1 vollständig mit Silikon 5 ausgegossen. Über die Litze 7 ist im Bereich ausserhalb der Meßanschlussaussparung eine so genannte Kerze mit einem Messingeinsatz 12 und einer Isolierung aus Gießharz 9 aufgesetzt ist. Im oberen Bereich der Kerze sind zwei kugelförmige Strukturen erkennbar, die der Feldsteuerung dienen. Die Litze 7 und der Messingeinsatz 12 sind verlötet. Der Spannungsteilerabgriff 3 ist mit einem Haltemittel 10 auf der Hochspannungsdurchführung 1 befestigt. Die Kerze ist an ihrem von der Hochspannungsdurchführung entfernteren Ende von einem Gehäuse 13 geschützt.

In den 3 bis 8 sind verschiedene Schritte eines Herstellungsverfahrens abgebildet. In 3 ist der Flanschbereich 2 einer Hochspannungsdurchführung gezeigt, in den bereits mittels einer Bohrung eine Meßanschlussaussparung 14 eingebracht wurde. Die Meßanschlussaussparung 14 reicht bis zur ersten Schicht eines elektrischen Leiters 6 in der Hochspannungsdurchführung. Eine Lötperle 15 ist am Boden der Meßanschlussaussparung 14 auf den Leiter 6 gesetzt.

4 zeigt ein abisoliertes Kabel, das in 5 an der Lötperle verlötet wurde. Es wird Silikon 5 mit einem Holzstäbchen verrührt; die Verarbeitungszeit beträgt z. B. nach Datenblatt des Herstellers ca. 30 min.

In 6 und 7 wird gezeigt, wie das Silikon mittels einer Einwegpipette 20 bis zum Rand der Meßanschlussbohrung eingefüllt wird. Die Bohrung muss dabei waagerecht liegen und es darf kein Silikon auslaufen. Während der Aushärtezeit von ca. 24 Stunden muss das Kabel senkrecht in der Mitte der Bohrung gehalten werden, was z. B. durch ein Ausrichtungswerkzeug oder durch Einsatz einer sogenannten Kerze erreicht werden kann.

8 zeigt, wie nach Aushärten des Silikons auf die Litze eine Kerze mit einem Messingeinsatz 12 und einer Isolierung aus Gießharz 9 aufgesetzt ist. Die Litze und der Messingeinsatz 12 sind verlötet, wobei die Lötstelle bevorzugt am Ende des Messingeinsatzes 12 im Bereich der abisolierten Litze angeordnet ist. Die Kerze ist an ihrem von der Hochspannungsdurchführung entfernteren Ende von einem Gehäuse 13 geschützt.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

Zitierte Nicht-Patentliteratur

  • Broschüre „SETFt24-800 kV, RIP Transformator-Freiluftdurchführung” [0002]
  • Broschüre „EKTG 72,5-800 kV, RIP Transformator-Gas-Durchführung” [0002]
  • Broschüre „Transformatordurchführungen Baureihen SETFta-SETFtc, ETFa-ETFc, Montage-Betriebs- und Wartungsvorschriften”, gekennzeichnet als Betriebsanleitung BALSETFta/04d. Seite 2 [0003]
  • CSA Typ A gemäß tech. Spezifikation 327881 der HSP Hochspannungsgeräte GmbH [0004]
  • Norm IEEE STD C57.19.01-2000 [0005]
  • Norm IEEE STD C57.19.01-2000 [0012]
  • Norm IEEE STD C57.19.01-2000 [0013]
  • Typs EKTG, Artikelnummer 313524 der HSP Hochspannungsgeräte GmbH [0026]