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| JP60041207 | OIL-IMMERSED TRANSFORMER |
| JP03289107 | ON-LOAD TAP-CHANGER |
HEINZIG, Peter (Raubersrieder Weg 90a, Wendelstein, 90530, DE)
HOPPE, Jens (Flurstrasse 29, Schwarzenbruck, 90592, DE)
JAHNEL, Dietmar (Schopenhauerstrasse 11, Troisdorf, 53842, DE)
SCHLAGER, Johann (Flachsröststrasse 58b, Nürnberg, 90475, DE)
FRITSCHE, Ronny (Deinstrasse 11, Nürnberg, 90491, DE)
HEINZIG, Peter (Raubersrieder Weg 90a, Wendelstein, 90530, DE)
HOPPE, Jens (Flurstrasse 29, Schwarzenbruck, 90592, DE)
JAHNEL, Dietmar (Schopenhauerstrasse 11, Troisdorf, 53842, DE)
SCHLAGER, Johann (Flachsröststrasse 58b, Nürnberg, 90475, DE)
| Patentansprüche 1. Barrierenanordnung (2) für Leitungsdurchführung (3) mit nebeneinander angeordneten Barrieren (7a, 7b, 7c), die in vor- gebbaren Abstanden zueinander angeordnet sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen der Barrierenanordnung (2) und der Leitungsdurchfuh- rung (3) ein Barrierenelement (4a, 4b, 4c) zur Ausbildung einer zusatzlichen radialen Olstrecke (8a, 8b, 8c) angeordnet ist. 2. Barrierenanordnung (2) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die zusatzliche Olstrecke (8a, 8b, 8c) einen gegenüber den 01- strecken der Barrieren (7a, 7b, 7c) verkleinerten Abstand auf- weist. 3. Barrierenanordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass weitere Barrierenelemente (4b, 4c) relativ zum ersten Barrie- renelement (4a) angeordnet sind und jeweils weitere zusatzliche radiale Olstrecken (8a, 8b, 8c) ausbilden. 4. Barrierenanordnung (2) nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Bar- rierenelemente (4a, 4b, 4c) zusatzliche radiale Olstrecken (8a, 8b, 8c) bilden, die axial in eine Elektrode (5) hineinreichen und damit zumindest teilweise eine axiale Überlappung der zusatzlichen radialen Olstrecken (8a, 8b, 8c) zwischen der Barrierenanordnung (2) und Elektrode (5) sowie der Leitungs- fuhrung (3) gewahrleistet ist. 5. Barrierenanordnung (2) nach einen der Ansprüche 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das die Barrierenelemente (4a, 4b, 4c) als ein Segment ausgebildet und an der Leitungsfuhrung (3) und/oder den Barrieren (7a, 7b, 7c), fixierbar sind. 6. Barrierenanordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Barrierenelement (4a, 4b, 4c) Pressspan umfasst. 7. Barrierenanordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Barrierenelemente (4a, 4b, 4c) relativ zueinander so angeordnet sind, dass im unteren Bereich der Barrierenelemente (4a, 4b, 4c) die zusätzlichen radialen Olstrecken (8a, 8b, 8c) einen kleineren Abstand als im oberen Bereich der Barrierenelemente (4a, 4b, 4c) besitzen. 8. Barrierenanordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Barrierenelemente (4a, 4b, 4c) relativ zueinander so angeordnet sind, dass die zusatzlichen radialen Olstrecken (8a, 8b, 8c) einen nahezu gleichen Abstand (A) besitzen. 9. Barrierenanordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Leitungsdurchfuhrung (3) als Trichter oder Kegel mit zylindrischem Aufsatz ausgebildet ist. 10. Barrierenanordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Barrierenelement (4a, 4b, 4c) an der außen liegenden Barrierenanordnung (2) oder an der Leitungsdurchfuhrung (3) mittels Verbindungselemente befestigt ist. 11. Barrierenanordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Leitungsdurchführung (3) als Ausleitung (1) an einem Transformator und/oder an einer Drosselspule angeordnet ist. 12. Barrierenanordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Barrierenanordnung (2) eine Prufbarrierenanordnung zur Durchfuhrungsprufung ist. 13. Barrierenanordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsdurchfuhrung (3) an einem mit Isolierflussigkeit gefüllten Kabelkasten und /oder Verbindungskanal angeordnet ist. |
Barrierenanordnung für eine Leitungsdurchführung
Die Erfindung betrifft eine Barrierenanordnung für eine Lei- tungsdurchfuhrung mit nebeneinander angeordneten Barrieren, die in vorgebbaren Abstanden zueinander angeordnet sind.
Elektrische Anlagen, insbesondere Transformatoren und Dros- seispulen, müssen beim Einsatz in Hochspannungsnetzen eine hohe elektrische Spannungsfestigkeit aufweisen. Insbesondere im Bereich der Kontaktierung der elektrischen Anlage mit einem äußeren Hochspannungsnetz ist eine ausreichende elektrische Isolierung mit hoher Spannungsfestigkeit in der so ge- nannten Ausleitung als unmittelbares Verbindungsglied zwischen der elektrischen Anlage und dem Hochspannungsnetz unumgänglich. Insbesondere für Hochspannungsgleichstrom (HGU) - Anwendungen sind aufwandige elektrische Isolationssysteme notwendig. Herkommlicherweise werden hierzu Barrierensysteme verwendet, die um die Leitung im Bereich der Ausleitung der elektrischen Anlage angeordnet sind, wobei innerhalb des Barrierensystems ein Kuhlmedium, insbesondere ein Transformator- ol, zur elektrischen Isolation und zur Kühlung zirkuliert.
Aufgrund der hohen Spannungen ist eine elektrische Abschirmung zwischen der elektrischen Leitung des Hochspannungsnetzes und den Komponenten der elektrischen Anlage nur mittels eines mehrteiligen Barrierensystems möglich. Des Weiteren ist die Leitungsdurchfuhrung als Teil der elektrischen Anlage ge- genuber einer entsprechend korrespondierend angeordneten
Schirmungselektrode, die in das Barrierensystem integriert ist, elektrisch gegeneinander abgeschirmt. So beschreibt beispielsweise die DE 10 2005 021 255 B4 ein Barrierensystem für eine Leitungsdurchfuhrung einer elektrischen Anlage, bei der die einzelnen Barrieren in Form von Steckelementen ineinander steckbar sind.
Dieses Verbindungssystem befindet sich vorzugsweise in einem geerdeten Dom, der am Deckel oder an einer Seitenwand der elektrischen Anlage, insbesondere des Transformator- oder Drosselkessels, angebracht ist. Des Weiteren weist die Schirmungselektrode eine Papierisolation auf, die eine entsprechende elektrische Abschirmung gewahrleistet. Innerhalb des Barrierensystems muss eine exakte Lage der Barrieren gewahrleistet werden, wobei zum Teil 15 bis 25 Barrieren ein entsprechendes Barrierensystem bilden. Die Lange der Barrieren kann dabei bis zu 3.000mm bei einem Durchmesser von bis zu 1.500mm betragen. Die Dicke der Barrieren liegt zwischen 3mm und 5mm.
Insbesondere aufgrund der steigenden Anforderungen hinsichtlich der Spannungsebenen von derzeit bis zu 80OkV und den daraus resultierenden hohen PrüfSpannungen werden bei wenig veränderten Anordnungen der Leitungsdurchfuhrungen und des
Barrierensystems die Olfeidstarken, insbesondere an der Oberflache der Leitungsdurchfuhrungen, immer großer. Zur Erfüllung der elektrischen Auslegungsbedingungen sind daher die Olspalte, insbesondere zwischen der Leitungsdurchfuhrung und den Barrieren sowie der Schirmelektrode, immer weiter zu reduzieren .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die elektrische Spannungsfestigkeit zwischen der Leitungsdurchfuhrung und der Barrierenanordnung zu erhohen.
Gelost wird die Aufgabe durch eine Barrierenanordnung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Erfindungsgemaß ist vorgesehen, zwischen der Barrierenanordnung und der Leitungs- durchfuhrung mindestens ein Barrierenelement zur Ausbildung einer zusatzlichen radialen Olstrecke angeordnet ist.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird unter einer zusatz- liehen radialen Olstrecke eine durch mindestens ein nahezu rotationssymmetrisches Barrierenelement gebildetes radiales Zirkulationssystem verstanden, wobei innerhalb der zusatzlichen radialen Olstrecke das Ol als Kühl- und Isolationsmedium in radialer und axialer Richtung zirkulieren kann.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Barrieren emstucki- ge Segmente, die auch miteinander verbindbar und gegebenenfalls auch ineinander schiebbar sind und damit ein Barrierensystem, wie beispielsweise in der DE 10 2005 021 255 B4 of- fenbart, bilden.
Durch die Unterteilung von radialen Olstrecken zwischen der Leitungsdurchfuhrung und der Elektrode beziehungsweise der Barrierenanordnung werden - bei gleichermaßen zuverlässigem Design - die zulassigen Feldstarken des zirkulierenden Öles erhöht. Die Leitungsdurchfuhrung kann dabei eine Wand der zusatzlichen radialen Olstrecke ausbilden. Hierdurch ist ein Einsatz insbesondere für hohe Betriebsspannungen von mehr als 50OkV möglich, ohne die bisher bekannte Bauweise der derzei- tigen Ausleitungen vollständig neu konzipieren zu müssen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass weitere Barrierenelemente zusatzliche radiale Olstrecken ausbilden. Insbesondere im Bereich der korrespondierend und ver- setzt angeordnete Elektrode zur Leitungsdurchfuhrung kann somit eine Erhöhung der zulassigen Feldstarken innerhalb des zirkulierenden Ols zwischen der Elektrode und der Leitungsdurchfuhrung gewahrleistet werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Barrierenanordnung ist vorgesehen, dass die zusatzlichen Olstrecken einen gegenüber den Olstrecken der Barrieren verkleinerten Abstand aufweisen. Vorteilhafterweise umfasst das Barrierenelement Pressspan. Des Weiteren sind vorteilhafterweise mehrere Barrierenelemente in nahezu gleich bleibenden Abstanden zur Leitungsdurchfuhrung und/oder relativ zueinander angeordnet. Alternativ können die Abstande der zusatzlichen radialen Olstrecken variieren, insbesondere ist ein kleinerer Abstand im unteren Bereich der Barrierenelemente im Vergleich zum Abstand im oberen Bereich von Vorteil, da hierdurch im unteren Bereich die zulassigen Feldstarken verstärkt werden können. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Barrierenanordnung ist die Leitungsdurchfuhrung als Trichter oder Kegel geformt, die zusatzlich am unteren Ende durch einen zylinderförmigen Abschluss ausgebildet werden kann. Die Form der Barrierenelemente kann dabei insgesamt oder bezuglich einzelner Barrierenelemente den jeweiligen elektrischen oder baulichen Gegebenheiten angepasst werden. Insbesondere ist eine axiale Verlängerung der Barrierenelemente über den oberen Teil der Elektrode hinaus bei einer an der Elektrode anliegenden Gleichspannung vorteilhaft.
Mittels Verbindungselementen ist das Barrierenelement vorteilhafterweise an der außen liegenden Barrierenanordnung oder an der Leitungsdurchfuhrung befestigbar und zur Elektro- de radial mit Abstandshalter distanziert. Die Leitungsdurchfuhrung dient insbesondere als Ausleitung an einem Transformator und/oder an einer Drosselspule. Des Weiteren ist vorteilhafterweise die Barrierenanordnung als Prufbarrierenan- ordnung ausgestaltet. Diese Prufbarrierenanordnungen unter- scheiden sich nur im unteren Bereich der Elektrodenanordnung von der in einem Transformator oder in einer Drosselspule eingesetzten Anordnung und sind für die Hochspannungsprufun- gen von Leitungsdurchfuhrungen einsetzbar. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Un- teranspruchen . Der Gegenstand der Erfindung wird mittels der nachfolgenden Figuren erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Teilausschnitt einer Ausleitung als
Schnittzeichnung mit einem Barrierenelement zur Ausbildung einer zusatzlichen radialen Olstrecke zwischen dem Barnerenelement und der Leitungsdurchfuhrung;
Fig. 2 einen Teilausschnitt einer Ausleitung als
Schnittzeichnung mit zwei Barrierenelementen zur Ausbildung von zusätzlichen radialen 01- strecken zwischen der Leitungsdurchfuhrung und der Elektrode;
Fig. 3 einen Teilausschnitt einer Ausleitung als
Schnittzeichnung mit drei Barrierenelementen zur Ausbildung von zusätzlichen radialen 01- strecken zwischen der Leitungsdurchfuhrung und der Elektrode.
Die Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt einer Ausleitung 1, wobei die Darstellung der Fig. 1 eine Schnittzeichnung durch eine rotationssymmetrisch aufgebaute Ausleitung 1 und bezuglich der axialen Rotationsachse 6 nur der rechte Teil als ein Teilbereich der Ausleitung 1 in der Fig. 1 dargestellt ist. Relativ zur Leitungsdurchfuhrung 3 des Transformators (nicht dargestellt) ist die Barrierenanordnung 2 angeordnet. Die ro- tationssymmetπsche Barrierenanordnung 2 umfasst im gezeigten Beispiel der Fig. 1 drei Barrieren 7a, 7b, 7c, die relativ zur Leitungsdurchfuhrung 3 angeordnet sind. Des Weiteren ist eine papierisolierte Elektrode 5 Teil der elektrischen Abschirmung der Ausleitung 1. Zwischen der Barrierenanordnung 2 und der Leitungsdurchführung 3 ist im gezeigten Beispiel der Fig. 1 ein Barrierenelement 4a integriert, das eine gegenüber der herkömmlichen Olstrecke verkleinerte zusatzliche radiale Olstrecke 8a innerhalb der Ausleitung 1 bildet, so dass die zulässigen Feldstarken innerhalb des zirkulierenden Öls erhöht werden können. Die zusatzliche radiale Olstrecke 8a wird durch das Barrierenelement 4a und die Leitungsdurchführung 3 gebildet .
Einen Teilausschnitt einer Ausleitung 1 (nicht dargestellt) als Schnittzeichnung mit zwei rotationssymmetrischen Barrierenelementen 4a, 4b zur Ausbildung von zwei zusatzlichen radialen Olstrecken 8a, 8b zwischen der Leitungsdurchfuhrung 3 und der Elektrode 5 ist in der Fig. 2 dargestellt. Die Darstel- lung der Fig. 2 ist eine Schnittzeichnung durch eine rotationssymmetrisch aufgebaute Ausleitung 1 bezuglich der axialen Rotationsachse 6 und zeigt nur einen Teilbereich der Ausleitung 1. Die erste zusätzliche radiale Olstrecke 8a wird durch die Anordnung des ersten Barrierenelements 4a relativ zur Leitungsdurchfuhrung 3 ausgebildet. Die zweite zusätzliche radiale Olstrecke 8b entsteht durch den nahezu gleichbleibenden Abstand A zwischen dem ersten und dem zweiten Barrierenelement 4a, 4b. Diese Barrierenanordnung 2 ermöglicht durch die Ausbildung der zusatzlichen radialen Olstrecken 8a, 8b den Betrieb bei höheren elektrischen Feldstarken. Im gezeigten
Beispiel der Fig. 2 besitzen die Barrierenelemente 4a, 4b eine gerade Form und ragen nicht über die Elektrode 5 hinaus.
In der Fig. 3 ist ein Teilausschnitt einer Ausleitung 1 (nicht dargestellt) als Schnittzeichnung mit drei rotationssymmetrischen Barrierenelementen 4a, 4b, 4c zur Ausbildung von zusätzlichen radialen Olstrecken 8a, 8b, 8c zwischen der Leitungsdurchführung 3 und der Elektrode 5 dargestellt. Die zusätzlichen radialen Olstrecken 8a, 8b, 8c weisen aufgrund der unterschiedlichen Formen der Barrierenelemente 4a, 4b, 4c und deren relative Anordnung zueinander unterschiedliche Formen und Durchmesser auf. Insbesondere weist im gezeigten Beispiel der Fig. 3 die dritte zusatzliche radiale Olstrecke 8c im un- teren Teil einen kleineren Durchmesser als im oberen Teil der Barrierenelemente 4a, 4b, 4c auf. Im gezeigten Beispiel der Fig. 3 weisen die Barrierenelemente 4a, 4b, 4c eine gewinkelte Form auf, die im oberen Bereich parallel zur Form der Lei- tungsdurchfuhrung 3 ausgestaltet ist.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass durch die Unterteilung von zusatzlichen radialen Olstrecken zwischen der Lei- tungsdurchfuhrung und der Elektrode und/oder der Barrierenanordnung die zulassigen Feldstarken erhöht werden. Dadurch ist es möglich, ahnliche oder sogar baugleiche Leitungsdurchfuh- rungen und Barrierenanordnungen für unterschiedliche Betriebsspannungen, beispielsweise für 50OkV und für 80OkV, zu verwenden. Im Falle einer nahezu baugleichen Leitungsdurch- fuhrung und Barrierenanordnung muss in Abhängigkeit der ge- wünschten Betriebsspannung lediglich das Barrierenelement bezuglich des gleich bleibenden Abstandes zur Leitungsdurchfuhrung angepasst beziehungsweise durch weitere Barrierenelemente erweitert werden.