Vorrichtung zum Aushärten von Harz Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aushärten von Harz, mit dem ein Wicklungskörper einer Hochspannungsdurchführung imprägniert wurde, mit einer zur Aufnahme des Wick ^¬ lungskörpers eingerichteten Reaktionskammer, die von einem Reaktionskammergehäuse begrenzt ist, und Wärmeaustauschmit- teln zum Kühlen oder Heizen der Reaktionskammer.

Eine solche Vorrichtung ist aus der Praxis bekannt. So werden so genannte harzimprägnierte Hochspannungsdurchführungen hergestellt, indem zunächst Lagen aus gekrepptem Papier auf ei- nem Hochspannungsleiter aus Kupfer gewickelt werden. Zur Ab- steuerung hoher elektrischer Feldstärken werden neben den Papierlagen elektrisch leitfähige Einlagen in den Wicklungskörper eingebracht. Nach dem Aufwickeln der besagten Lagen wird der so gewonnenen Wicklungskörper mit flüssigem Harz impräg- niert und das Harz anschließend in einer Reaktionskammer aus ^¬ gehärtet .

Hochspannungsdurchführungen dieser Art werden im Englischen mit dem Passus RIP (Resin Impregnated Paper) charakterisiert. Sie dienen in der Regel dazu, hohe Spannungen durch eine Ge ^¬ häusewand zu führen, die auf einem Erdpotential liegt. Um auch bei hohen Spannungsbereichen, beispielsweise bei Gleichspannungen bis zu 500 kV oder mehr, einsetzbar zu sein, ist es wichtig, Teilentladungen während des Betriebs der Hoch- spannungsdurchführung sicher zu vermeiden. Aus diesem Grunde sollte das Harz des Wicklungskörpers lunker- und spannungs ^¬ frei ausgehärtet werden. Insbesondere bei großen Wicklungs ^¬ körpern, die für extrem hohe Gleichspannungen von über 800 kV notwendig sind, werden aufgrund des exothermen Reaktionsab ^¬ laufes beim Aushärten des Harzes entsprechend große Wärmemen ^¬ gen erzeugt. Diese großen Wärmemengen können bei Verwendung von Reaktionskammern gemäß dem Stand der Technik nicht schnell genug abgeführt werden, so dass beim Aushärten großer Wicklungskörper Temperaturgradienten entstehen, welche zu Lunkern, also zu Hohlräumen, in der Harzmasse führten.

Aus der DE 10 2004 045 537 D3 ist eine Reaktionskammer bekannt, die im Innern eine Kühlvorrichtung aufweist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit der das Harz eines für hohe Spannungsbereiche ausgelegten Wicklungskörpers lunker- und spannungsfrei ausgehärtet werden kann.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass die Wärmeaus ^¬ tauschmittel sowohl zum unmittelbaren Wärmeaustausch mit der Reaktionskammer als auch mit dem Wicklungskörper eingerichtet sind .

Erfindungsgemäß sind Wärmeaustauschmittel vorgesehen, die so ^¬ wohl einen Wärmeübergang zwischen der Reaktionskammer und den Wärmeaustauschmitteln als auch einen direkten Wärmeübergang zwischen dem Wicklungskörper und den Wärmeaustauschmitteln ermöglichen. Mit anderen Worten wird erfindungsgemäß der Wicklungskörper nicht indirekt über die Reaktionskammer oder das Reaktionskammergehäuse gekühlt. Vielmehr erfolg im Rahmen der Erfindung auch ein direkter Wärmeübergang zwischen den Wärmeaustauschmitteln und dem Wicklungskörper. Somit geht die beim Aushärten des Harzes erzeugte Reaktionswärme zumindest teilweise direkt in die Wärmeaustauschmittel über und wird von diesen abgeführt, so dass der Wicklungskörper besser ge- kühlt ist. Hohe Temperaturgradienten mit mechanischen Spannungen und Lunkern im Gefolge sind auf diese Weise vermieden. Ein direkter Wärmeübergang ist dann erreicht, wenn die im Wicklungskörper erzeugte Wärme nicht an die Reaktionskammer abgegeben wird, sondern unmittelbar an die Wärmeaustauschmittel, die eine gesonderte Kühlung für den Wicklungskörper bereitstellen .

In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung weisen die Wärmeaustauschmittel mindestens ein Wickelwärmeaustausch ^¬ aggregat zum unmittelbaren Wärmeaustausch mit dem Wicklungskörper und wenigstens ein Kammerwärmeaustauschaggregat zum unmittelbaren Wärmeaustausch mit dem Reaktionskammergehäuse auf. Gemäß dieser vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung wird durch wenigstens ein Kammerwärmeaustauschaggregat das Reaktionskammergehäuse gekühlt oder erwärmt. Der Wärme ^¬ übergang findet somit direkt zwischen dem Kammerwärmeaus ^¬ tauschaggregat und dem Reaktionskammergehäuse statt. Über das so gekühlte oder aufgeheizte Wärmereaktionskammergehäuse wird anschließend der Innenraum der Reaktionskammer indirekt gekühlt. Darüber hinaus ist ein Wickelwärmeaustauschaggregat vorgesehen, das in wärmeleitendem Kontakt mit dem Wicklungskörper steht. Hierbei findet ein direkter Wärmeübergang zwischen dem Wickelwärmeaustauschaggregat und dem Wicklungskör ^¬ per statt.

In der diesbezüglich zweckmäßigen Weiterentwicklung ist das Wickelwärmeaustauschaggregat zum Wärmeaustausch mit dem Wi ^¬ ckelkern des Wicklungskörpers eingerichtet. Der in der Regel elektrisch und somit gut wärmeleitende Wickelkern steht gemäß dieser Variante der Erfindung in unmittelbarem wärmeleitenden Kontakt mit dem Wickelwärmeaustauschaggregat. Der Wärmeaus- tausch erfolgt somit direkt zwischen dem Wickelkern und dem Wickelwärmeaustauschaggregat .

Gemäß einer diesbezüglich zweckmäßigen Weiterentwicklung ist der Wickelkern hohl ausgebildet, wobei das Wickelwärmeaus ^¬ tauschaggregat Aufsatzmittel zum Integrieren des hohlen Wi ^¬ ckelkerns in das Wickelwärmeaustauschaggregat aufweist, wobei ein fluides Wärmeaustauschmittel zum Wärmetransport dient. Gemäß dieser vorteilhaften Weiterentwicklung wird ein fluides also gasförmiges oder flüssiges Kühlmittel in den hohlen

Wicklungskern, also beispielsweise einen hohen Hochspannungs ^¬ leiter, geführt. Das fluide Wärmeaustauschmittel transpor ^¬ tiert Wärme zwischen dem Hochspannungsleiter und einem Heiz- und/oder Kühlaggregat des Wickelwärmeaustauschaggregats. Dies kann beispielsweise durch Ausbilden eines geschlossenen Wärmeaustauschkreises erfolgen, in den der hohle Hochspannungs ^¬ leiter integriert ist.

Zum Umwälzen des Wärmeaustauschmittels in dem so gebildeten geschlossenen Kühl- oder Heizkreis dient eine zweckmäßige Um ^¬ wälzpumpe .

Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung sind Reglungsmit- tel zum Einstellen der Temperatur des Wicklungskörpers in Ab- hängigkeit einer vorgegebenen Sollwerttemperatur vorgesehen. Mit anderen Worten erfolgt das Abführen der exothermen Reaktionswärme geregelt in dem Sinne, dass beispielsweise bei ei ^¬ nem geschlossenen Wärmekreis die Umwälzgeschwindigkeit und/oder die Temperatur des Wärmeaustauschmittels so verän- dert wird, dass sich in dem Wicklungskörper eine vorgegebene Temperatur möglichst genau einstellt. Zum Erfassen der jewei ^¬ ligen Ist-Temperatur am Wicklungskörper sind zweckmäßig angeordnete Temperaturgeber vorgesehen. Darüber hinaus weisen die Reglungsmittel eine Logikeinheit auf, mit deren Hilfe ein Vergleich zwischen dem vorgegebenen Soll- und Ist- Temperaturwerten unter Gewinnung einer Regeldifferenz durchgeführt wird. Die Regeldifferenz wird anschließend einem zweckmäßigen Regler zugeführt.

Selbstverständlich ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich eine längliche Kühlschlange in den hohlen Wickelkern des Wicklungskörpers einzuführen. Die Kühlschlange ist beispiels ^¬ weise Teil eines Kühlkreislaufes. Die Länge dieser Kühl ^¬ schlange ist von den jeweiligen Anforderungen abhängig.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfin ^¬ dung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Figur der Zeichnung, wobei die

Figur ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen

Vorrichtung in einer schematischen Darstellung zeigt .

Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in einer schematischen Darstellung. Die gezeigte Vorrichtung 1 verfügt über eine Reaktionskammer 2, die von einem Reaktionskammergehäuse 3 umfänglich begrenzt ist.

Die Reaktionskammer 3 ist zur Aufnahme eines mit Harz ge ^¬ tränkten Wicklungskörpers 4 einer Hochspannungsdurchführung vorgesehen, die für Spannungen bis zu 800 kV ausgelegt ist. Der Wicklungskörper 4 ist entsprechend dimensioniert und weist einen rohrförmigen und somit innen hohlen Wickelkern oder einen rohrförmigen Hochspannungsleiter 5 auf, der gestrichelt dargestellt ist. Auf diesen hohlen Hochspannungs- leiter 5 wurden Isolierlagen aus gekrepptem Papier und elektrisch leitfähige Potentialsteuerungseinlagen so gewickelt, dass die Potentialsteuerungseinlagen durch die Isolierlagen voneinander getrennt sind. Der aus gekreppten Papier und Potentialsteuereinlagen bestehende Wicklungskörper 5 wurde anschließend in flüssiges Harz eingetaucht. In der Reaktions ^¬ kammer 2 soll der so geformte Wicklungskörper 4 ausgehärtet werden .

Wie bereits ausgeführt wurde, ist das Aushärten des Harzes ein exothermer Prozess, bei dem Reaktionswärme frei gesetzt wird. Zum Abführen dieser Reaktionswärme dienen Wärmeaus- tauchmittel 6, die ein Kammerwärmeaustauschaggregat 7 und ein gestrichelt dargestelltes Wickelwärmeaustauschaggregat 8 um ^¬ fassen, wobei der Hochspannungsleiter 5 Teil des Wickelwärmeaustauschaggregates 8 ist. Das Kammerwärmeaustauschaggregat 7 steht in unmittelbarem Wärmekontakt mit dem Reaktionskammergehäuse 3 und ist Teil eines Wärmekreislaufs, der in der Fi ^¬ gur nur angedeutet ist. Der Wärmekreislauf verfügt über eine Wärmeaustauschflüssigkeit, welche in dem Wärmekreislauf des Kammerwärmeaustauschaggregats 7 mittels einer nicht gezeigten Umwälzpumpe umgewälzt wird.

Die Integration des Hochspannungsleiters 5 in das Wickelwär ^¬ meaustauschaggregat 8 erfolgt mittels eines Einlassstutzens 9. Eine in der Figur ebenfalls nicht dargestellte Pumpe Wi ^¬ ckelwärmeaustauschaggregats 8 sorgt für die gewünschte Bewe ^¬ gung eines Wärmeaustauschfluids . Weiterhin sind Heizmittel zum Aufheizen des Wärmeaustauschfluids und ein Kühlaggregat zum Abkühlen in des Wärmeaustauschfluids vorgesehen.

Das Wickelwärmeaustauschaggregat 8 verfügt beispielsweise über ein figürlich nicht dargestelltes stabförmiges Tragge- rüst, an dem eine Kühlschlange festigt ist. Über diese Kühl ^¬ schlange wird das Wärmeaustauschfluid umgewälzt. Somit ist ein direkter Wärmeübergang zwischen dem Wickelwärmeaustauschaggregat 8 und Wicklungskörper 4 bereitgestellt, da ein Umweg über die Reaktionskammer 3 vermieden ist.

Ein hohler Wickelkern des Wicklungskörpers 4 kann auch als Rohrleitung genutzt und in einen Wärmeaustauschkreis des Wi ^¬ ckelwärmeaustauschaggregats 8 integriert werden, so dass der Wickelkern von einem Wärmeaustauschfluid kontinuierlich durchströmt wird. Der Wickelkern ist beispielsweise der Hoch ^¬ spannungsleiter 5. Bei einer weiteren Variante des Wickelwärmeaustauschsaggregats 8 wird nicht wie beim Kammerwärmeaus ^¬ tauschaggregat 7 eine Wärmeaustauschflüssigkeit kontinuier ^¬ lich umgewälzt. Vielmehr wird, wie durch den Doppelpfeil in der Figur angedeutet, ein Wärmeaustauschfluid eingesetzt, das innerhalb des Wickelwärmeaustauschaggregats 8 beispielsweise durch eine Pumpe hin und her bewegt wird. Hierbei kommt es ebenfalls zu einem Wärmetransport, bei dem die Wärme aus dem Hochspannungsleiter 5 abgeführt wird.

Aufgrund des erfindungsgemäßen Wärmeaustausches an mehreren Stellen kann auch bei großen Wicklungskörpern 4 die Wärme so zu- bzw. abgeführt werden, dass ein spannungsfreies und lun ^¬ kerfreies Aushärten in der Harzmasse ermöglicht ist.