DE102009051769A1

DE102009051769A1 - Electrical energy transmission device, has encapsulated housing that surrounds power current path, where surface of housing turned towards path exhibits coatings with smaller electrical conductivity than housing section that forms surface

Info

Publication number: DE102009051769A1
Application number: DE200910051769
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr. Koch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2009-10-29
Filing date: 2009-10-29
Publication date: 2011-05-05

Abstract

The device has an encapsulated housing (1) arranged at a power current path (3) in an electrically insulated manner, where the housing surrounds the path. A surface of the housing turned towards the path exhibits electrically conductive coatings (4a, 4b) that have smaller electrical conductivity than a housing section that forms the surface. The coatings are designed as an electrical semiconductor and in an electrically deformable manner. The coatings exhibit a thickness of 1 to 5 millimeters, and the housing is formed in tubular shape.

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektroenergieübertragungseinrichtung mit einem Kapselungsgehäuse, welches elektrisch isoliert zu einer Leistungsstrombahn angeordnet ist und die Leistungsstrombahn umgibt.The invention relates to an electric power transmission device with an encapsulating housing, which is arranged electrically insulated from a power flow path and surrounds the power flow path.

Eine derartige Elektroenergieübertragungseinrichtung ist beispielsweise aus der Patentanmeldung US 2006/0254791 A1 bekannt. Dort ist eine Elektroenergieübertragungseinrichtung beschrieben, welche eine Leistungsstrombahn aufweist, die innerhalb eines Kapselungsgehäuses angeordnet ist. Die Leistungsstrombahn weist verschiedene Abschnitte auf, welche in Kontaktierungsbereichen elektrisch leitend miteinander kontaktiert sind. Zur elektrischen Schirmung dieser Kontaktierungsbereiche sind Schildelektroden eingesetzt. Die Schildelektroden sind mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung versehen.Such an electric power transmission device is known for example from the patent application US 2006/0254791 A1. There, an electric power transmission device is described, which has a power flow path, which is arranged within a capsule housing. The power current path has various sections, which are contacted with one another electrically in contacting areas. For electrical shielding of these contacting areas shield electrodes are used. The shield electrodes are provided with an electrically insulating coating.

Zur elektrischen Isolation der Leistungsstrombahn bezüglich des Kapselungsgehäuses ist im Stand der Technik vorgesehen, eine Gasisolation einzusetzen. Im Zuge einer immer stärkeren Miniaturisierung von Anlagenteilen ist es wünschenswert, den Raum, welchen die Gasisolation einnimmt zu reduzieren. Bei einer Reduzierung der Abstände zwischen unterschiedliche elektrische Potentiale führenden Bauteilen, z. B. zwischen dem Kapselungsgehäuse und der Leistungsstrombahn, nimmt die dielektrische Belastung der elektrischen Isolation zu, so dass die Gefahr eines Entstehens von elektrischen Überschlägen zunimmt. Prinzipiell sind Gasisolationen zwar unempfindlich gegenüber elektrischen Entladungen, da sich Entladungskanäle nach der erfolgten Entladung wieder mit Isoliergas befüllen, jedoch sind die mit einem Durchschlag verbundenen Erosionen an Fußpunkten des Durchschlagskanals nachteilig, so dass elektrische Durchschläge möglichst vermieden werden sollten.For electrical insulation of the power flow path with respect to the encapsulating housing is provided in the prior art to use a gas insulation. In the course of increasing miniaturization of plant components, it is desirable to reduce the space occupied by the gas insulation. In a reduction of the distances between different electrical potentials leading components, eg. B. between the encapsulating and the power current path, the dielectric load of the electrical insulation increases, so that the risk of occurrence of electric flashovers increases. Although gas insulations are in principle insensitive to electrical discharges, since discharge channels fill up again with insulating gas after the discharge has taken place, the erosions associated with breakdown are disadvantageous at the base points of the breakdown channel, so that electric breakdowns should be avoided as far as possible.

Daher ist es Aufgabe der Erfindung, eine Konstruktion anzugeben, welche bei geringen äußeren Abmessungen elektrische Potentialdifferenzen risikoarm voneinander separiert.It is therefore an object of the invention to provide a construction which, with small external dimensions, separates electrical potential differences from one another with little risk.

Erfindungsgemäß wird dies bei einer Elektroenergieübertragungseinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass eine der Leistungsstrombahn zugewandte Fläche des Kapselungsgehäuses eine Beschichtung aufweist, die eine geringere elektrische Leitfähigkeit aufweist als ein die Fläche ausbildender Abschnitt des Kapselungsgehäuses.According to the invention, this is achieved in an electric power transmission device of the type mentioned above in that a surface of the encapsulation housing facing the power flow path has a coating which has a lower electrical conductivity than a portion of the encapsulation housing forming the surface.

Zur Erzielung einer hohen mechanischen Belastbarkeit weisen Kapselungsgehäuse oftmals elektrische Leiterwerkstoffe auf. Diese elektrischen Leiterwerkstoffe sind dann im Regelfall mit Erdpotential beaufschlagt, wodurch die zwischen dem Kapselungsgehäuse und der Leistungsstrombahn befindliche Isolation aufgrund des Potentialunterschieds zwischen Kapselungsgehäuse und Leistungsstrombahn dielektrisch beansprucht wird. Die Leistungsstrombahn wird im Regelfall mit einer erhöhten elektrischen Spannung beaufschlagt, um einen Strom durch die Leistungsstrombahn zu treiben. Diese Spannung kann im Hoch- und Höchstspannungsbereich mehrere 1000 bis mehrere 100.000 Volt betragen, so dass sich gegenüber einem Erdpotential führenden Kapselungsgehäuse Potentialdifferenzen von bis zu mehreren 100.000 Volt ergeben. Das Innere des Kapselungsgehäuses ist mit einem elektrisch isolierenden Gas befüllt, so dass unterschiedliche Potentiale führende Leistungsstrombahn und das Kapselungsgehäuse voneinander elektrisch isoliert sind.To achieve a high mechanical load capacity encapsulating often have electrical conductor materials. These electrical conductor materials are then normally subjected to ground potential, whereby the insulation located between the encapsulating housing and the power current path is dielectrically stressed due to the potential difference between the encapsulating housing and the power current path. As a rule, the power current path is subjected to an increased electrical voltage in order to drive a current through the power current path. This voltage can be several 1000 to several 100,000 volts in the high and very high voltage range, so that potential differences of up to several 100,000 volts result from an encapsulation housing leading to an earth potential. The interior of the encapsulating housing is filled with an electrically insulating gas, so that different potentials leading power flow path and the encapsulating housing are electrically insulated from each other.

Durch eine Beschichtung der Fläche des Kapselungsgehäuses, die der Leistungsstrombahn zugewandt ist, kann die Oberfläche des Kapselungsgehäuses in diesem Bereich homogenisiert werden. Unregelmäßigkeiten in der Fläche, welche der Leistungsstrombahn zugewandt ist, können durch die Beschichtung, die eine geringere elektrische Leitfähigkeit aufweist als das Kapselungsgehäuse, ausgeglichen werden. So ist es beispielsweise möglich, Oberflächenunebenheiten durch die Beschichtung zu glätten und an diesen Oberflächenunebenheiten entstehende Feldstärkenüberhöhungen durch die eine geringere elektrische Leitfähigkeit aufweisenden Schicht zu dämpfen. Damit ist es möglich, die Feldverteilung gegenüber einer unbeschichteten Fläche eines Kapselungsgehäuses zu homogenisieren und Feldstärkeüberbeanspruchungen der Gasisolation zu vermeiden.By coating the surface of the encapsulation housing, which faces the power flow path, the surface of the encapsulation housing can be homogenized in this area. Irregularities in the surface, which faces the power flow path, can be compensated by the coating, which has a lower electrical conductivity than the encapsulating housing. It is thus possible, for example, to smooth out surface irregularities through the coating and to attenuate field strength peaks arising at these surface irregularities by the layer having a lower electrical conductivity. This makes it possible to homogenize the field distribution with respect to an uncoated surface of a capsule housing and to avoid field strength overstressing the gas insulation.

Durch diese Beschichtung ist es möglich, Kapselungsgehäuse einzusetzen, welche eine erhöhte Rauhigkeit von Flächen aufweisen und diese durch das Aufbringen einer Beschichtung zu homogenisieren. So kann ein Durchschlagsrisiko der Gasisolation vermindert werden. Die gewonnene Reserve kann aber auch zur Reduzierung der Abmessung der Gasisolation eingesetzt werden.Through this coating, it is possible to use encapsulating, which have an increased roughness of surfaces and to homogenize them by applying a coating. Thus, a risk of breakdown of the gas insulation can be reduced. The gained reserve can also be used to reduce the dimension of the gas insulation.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Beschichtung ein elektrischer Halbleiter ist.A further advantageous embodiment can provide that the coating is an electrical semiconductor.

Eine halbleitende Beschichtung ermöglicht, den Übergang von einem elektrisch leitfähigen Kapselungsgehäuse zu einem elektrisch isolierenden Stoff wie dem Isoliergas stufenartig zu gestalten. Über die halbleitende Schicht wird eine Absteuerung bzw. eine Übergangszone von dem elektrisch leitenden Kapselungsgehäuse zu dem gasförmigen Isoliermedium ausgebildet, so dass ein sanftes Übergehen zwischen den stark unterschiedliche elektrische Potentiale aufweisenden Kapselungsgehäuse bzw. der Leistungsstrombahn gegeben ist.A semiconductive coating makes it possible to make the transition from an electrically conductive encapsulation housing to an electrically insulating substance such as the insulating gas step-like. Via the semiconductive layer, a control or a transition zone from the electrically conductive encapsulating to the gaseous insulating medium is formed, so that a smooth transition between the highly different electrical Potential encapsulating housing or the power current path is given.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Leistungsstrombahn auf einer dem Kapselungsgehäuse zugewandten Fläche eine elektrisch halbleitende Beschichtung aufweist.A further advantageous embodiment can provide that the power flow path has an electrically semiconducting coating on a surface facing the encapsulation housing.

Eine zusätzliche Beschichtung auch der Leistungsstrombahn mit einer halbleitenden Schicht ermöglicht, über die beiden unterschiedliche Potentiale führenden Baugruppen Kapselungsgehäuse und Leistungsstrombahn die die elektrische Belastung des dazwischen liegenden Isoliermediums zu vergleichmäßigen. So wird die die elektrische Belastung des Isoliermediums bei einer Optimierung sowohl auf dem spannungsseitigen Potential als auch auf dem erdseitigen Potential homogenisiert, so dass eine möglichst gleichmäßige Beanspruchung des Isoliermediums längs der Isolierstrecke gegeben ist. So sollte die Potentialdifferenz längs der Isolierstrecke möglichst linear abgebaut werden, um jeden Abschnitt des Isoliermediums möglichst gleichmäßig zu belasten und damit lokale Überlastungen zu vermeiden. Durch derartige lokale Überlastungen wäre das Auftreten von Entladungen, beispielsweise auch von Teilentladungen begünstigt.An additional coating also the power flow path with a semiconductive layer allows, over the two different potentials leading modules encapsulation housing and power flow path to equalize the electrical load of the intermediate insulating medium. Thus, the electrical load of the insulating medium is homogenized in an optimization both on the voltage-side potential and on the ground-side potential, so that the most uniform possible stress of the insulating medium along the Isolierstrecke is given. Thus, the potential difference along the insulating distance should be reduced as linear as possible in order to load each section of the insulating medium as evenly as possible and thus avoid local overloads. Such local overloads would favor the occurrence of discharges, for example, also of partial discharges.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Beschichtung elastisch verformbar ist.A further advantageous embodiment can provide that the coating is elastically deformable.

Eine elastische Beschichtung weist den Vorteil auf, dass diese gegenüber Abplatzungen oder Beschädigungen durch äußere mechanische Einwirkungen weitgehend unempfindlich ist. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine Beschichtung vor einer Montage der Elektroenergieübertragungseinrichtung erfolgt. Während der Montage einwirkende Kräfte, beispielsweise durch Werkzeuge o. ä., können bei einer entsprechenden Elastizität der Beschichtung kaum Störstellen an dieser hinterlassen. So kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass in die Beschichtung aufgrund mechanischer Einwirkung eingebrachte Störungen z. B. Dellen, Kratzer o. ä. durch eine elastische Rückformung nach einer bestimmten Zeit wieder ausgeglichen sind. Dabei kann auch eine thermische Einwirkung bei einem Stromfluss durch die Leistungsstrombahn genutzt werden, so dass bei erhöhten Temperaturen eine Rückformung der Beschichtung zusätzlich unterstützt ist.An elastic coating has the advantage that it is largely insensitive to flaking or damage due to external mechanical influences. It may be provided, for example, that a coating takes place prior to assembly of the electric power transmission device. During the assembly forces acting, for example, by tools o. Ä., With a corresponding elasticity of the coating can hardly leave any defects on this. Thus, it may be provided, for example, that in the coating due to mechanical action introduced interference z. B. dents, scratches o. Ä. Be compensated by an elastic recovery after a certain time again. In this case, a thermal effect in a current flow through the power flow path can be used, so that at elevated temperatures a recovery of the coating is additionally supported.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Beschichtung eine Stärke von ca. 1 mm bis ca. 5 mm aufweist.A further advantageous embodiment may provide that the coating has a thickness of about 1 mm to about 5 mm.

Eine Beschichtung im Bereich von 1 mm bis 5 mm Wandstärke ermöglicht es, die Oberflächenbeschaffenheit des Kapselungsgehäuses bzw. der Leistungsstrombahn durch die Beschichtung zu glätten. So ist es möglich, auch größere Vorsprünge oder Einkerbungen in Flächen von Kapselungsgehäuse oder Leistungsstrombahn mittels der Beschichtung auszugleichen und so eine homogenisierte Oberfläche zur Verfügung zu stellen. Dabei ist aufgrund einer halbleitenden Wirkung der Beschichtung zum einen eine Oberflächenhomogenisierung zu beobachten, zum anderen werden auch die Feldlinien des elektrischen Feldes innerhalb des Isoliergases homogener verteilt und feldverstärkende Wirkungen von Spitzen und Vorsprüngen, wie sie beispielsweise bei rauen Oberflächen zu verzeichnen sind, werden reduziert.A coating in the range of 1 mm to 5 mm wall thickness makes it possible to smooth the surface condition of the encapsulating housing or the power current path through the coating. Thus, it is possible to compensate for larger projections or indentations in areas of encapsulating housing or power flow path by means of the coating and thus to provide a homogenized surface available. In this case, due to a semiconducting effect of the coating on the one hand to observe surface homogenization, on the other hand, the field lines of the electric field are distributed more homogeneously within the insulating gas and field-enhancing effects of tips and projections, as they are recorded, for example, rough surfaces are reduced.

Weiterhin ist bei einer Wahl von ca. 1 mm bis ca. 5 mm Wandstärke der Beschichtung auch eine ausreichende Elastizität der Beschichtung gegeben, so dass diese zum einen ausreichende Haftung auf einander zugewandten Flächen von Kapselungsgehäuse bzw. Leistungsstrombahn aufweist und zum anderen eine ausreichende Elastizität aufweist, um gegenüber mechanischen Einwirkungen unempfindlich zu sein.Furthermore, given a choice of about 1 mm to about 5 mm wall thickness of the coating and a sufficient elasticity of the coating is given, so that it has sufficient adhesion to each other facing surfaces of encapsulating housing or power flow path and on the other hand has sufficient elasticity to be insensitive to mechanical influences.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Beschichtung eine elektrische Leitfähigkeit von ca. 10^–3 bis ca. 10^–6 S / m aufweist.A further advantageous embodiment may provide that the coating has an electrical conductivity of about 10 ^-3 to about 10 ^-6 S / m having.

Die elektrische Leitfähigkeit der Beschichtung sollte in einem Bereich zwischen der von elektrisch leitendem Material wie z. B. Aluminium mit 10⁶ S / m und einem Isolierwerkstoff wie Isolierharz von ca. 10^–12 S / m aufweisen. Insbesondere der Bereich von 10^–3 S / m bis 10^–6 S / m stellt eine geeignete elektrische Leitfähigkeit dar, um eine elektrisch steuernde Wirkung des halbleitenden Materials zu bewirken. Bei halbleitenden Materialien ist eine ausreichende Wirkung gegeben, so dass die Beschichtung hinsichtlich eines Auftretens von Einschlüssen innerhalb der Beschichtung nicht optimiert zu werden braucht.The electrical conductivity of the coating should be in a range between that of electrically conductive material such. B. aluminum with 10 ⁶ S / m and an insulating material such as insulating resin of about 10 ^-12 S / m exhibit. In particular, the range of 10 ^-3 S / m to 10 ^-6 S / m represents a suitable electrical conductivity to effect an electrically controlling effect of the semiconductive material. For semiconductive materials, a sufficient effect is provided so that the coating need not be optimized in terms of occurrence of inclusions within the coating.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das Kapselungsgehäuse rohrförmig ausgestaltet ist.A further advantageous embodiment can provide that the encapsulating housing is designed tubular.

Eine rohrförmige Ausgestaltung eines Kapselungsgehäuses ermöglicht, eine in sich geschlossene Fläche zur Verfügung zu stellen, die einer innerhalb des Kapselungsgehäuses angeordneten Leistungsstrombahn zugewandt ist. Insbesondere Kapselungsgehäuse mit annähernd kreisförmigem Querschnitt gestatten eine homogen gewölbte Fläche zur Verfügung zu stellen, welche der Leistungsstrombahn zugewandt ist und welche einfach zu beschichten ist.A tubular embodiment of an encapsulating housing makes it possible to provide a self-contained surface, which faces a power flow path arranged inside the encapsulating housing. In particular, encapsulating housings of approximately circular cross-section allow to provide a homogeneously curved surface which faces the power flow path and which is easy to coat.

Das Kapselungsgehäuse kann beispielsweise aus einem gegossenen elektrisch leitfähigen Werkstoff, wie beispielsweise Aluminium oder Stahl gefertigt sein.The encapsulating housing may for example be made of a cast electrically conductive material, such as aluminum or steel.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Leistungsstrombahn parallel, insbesondere koaxial zur Rohrachse des Kapselungsgehäuses ausgerichtet ist. A further advantageous embodiment can provide that the power flow path is aligned parallel, in particular coaxially to the tube axis of the encapsulating.

Durch eine parallele Ausgestaltung der Leistungsstrombahn zur Rohrachse ist es möglich, einen optimierten Abstand jener der Leistungsstrombahn zugewandten Fläche des Kapselungsgehäuses zu der Leistungsstrombahn einzurichten. So ist es beispielsweise möglich, mit entsprechenden Isolierkörpern eine Beabstandung der Leistungsstrombahn zu einer der Leistungsstrombahn zugewandten Fläche des Kapselungsgehäuses zu gewährleisten. So können beispielsweise Stützisolatoren oder scheibenförmige Isolatoren in das Kapselungsgehäuse eingebracht werden, um eine Positionierung der Leistungsstrombahn im Innern des Kapselungsgehäuses zu gewährleisten. Das Kapselungsgehäuse umgibt die Leistungsstrombahn, so dass eine unmittelbare Berührung der Leistungsstrombahn von außen kaum möglich ist. Insbesondere bei einer koaxialen Ausrichtung der Leistungsstrombahn zur Rohrachse des Kapselungsgehäuses ist es möglich, in Umfangsrichtung einen annähernd konstanten radialen Abstand der einander zugewandten Flächen von Leistungsstrombahn und Kapselungsgehäuse einzuhalten. Vorteilhaft ist dabei, wenn das Kapselungsgehäuse einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und die Leistungsstrombahn ebenfalls einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, wobei die Längsachsen von Kapselungsgehäuse bzw. Leistungsstrombahn vorteilhaft koaxial zueinander ausgerichtet sein sollten. Je nach Einsatzbereich kann die Leistungsstrombahn als Hohlprofil oder als Vollprofil ausgestaltet sein.By a parallel design of the power flow path to the pipe axis, it is possible to set up an optimized distance of those of the power flow path facing surface of the encapsulating to the power flow path. Thus, it is possible, for example, with corresponding insulating bodies to ensure a spacing of the power flow path to a surface of the encapsulation housing facing the power flow path. For example, support insulators or disc-shaped insulators can be introduced into the encapsulating housing in order to ensure positioning of the power flow path inside the encapsulating housing. The encapsulating housing surrounds the power flow path, so that an immediate contact of the power flow path from the outside is hardly possible. In particular, in a coaxial alignment of the power flow path to the tube axis of the encapsulating, it is possible to maintain an approximately constant radial distance of the facing surfaces of the power flow path and encapsulation in the circumferential direction. It is advantageous if the encapsulating has a circular cross-section and the power flow path also has a circular cross section, wherein the longitudinal axes of the encapsulating housing or power flow path should be advantageous coaxially aligned with each other. Depending on the application, the power flow path can be configured as a hollow profile or as a solid profile.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das Kapselungsgehäuse die Leistungsstrombahn gasdicht schottet.A further advantageous embodiment can provide that the encapsulating housing seals the power flow path in a gastight manner.

Ein gasdichtes Schotten der Leistungsstrombahn innerhalb des Kapselungsgehäuses ermöglicht, dass Innere des Kapselungsgehäuses und damit die unmittelbare Umgebung der Leistungsstrombahn mit einem gesonderten Isoliergas zu befüllen. Dieses Isoliergas verbleibt dabei innerhalb des Kapselungsgehäuses und kann aufgrund der gasdichten Schottwirkung aus diesem nicht entweichen. So können beispielsweise elektrisch isolierende Gase wie Schwefelhexafluorid, Stickstoff o. ä. elektrisch isolierende Gase in das Innere des Kapselungsgehäuses eingeleitet werden. Um die elektrische Isolationsfähigkeit zusätzlich zu verbessern, können die elektrisch isolierenden Gase mit einem gegenüber der Umgebung erhöhten Druck beaufschlagt werden. Durch eine Druckbeaufschlagung nimmt die Isolationsfestigkeit des elektrisch isolierenden Gases zusätzlich zu. Selbst bei einer Leckage in der Kapselung entweicht das elektrisch isolierende Gas aufgrund des Überdrucks in die Umgebung, so dass eine Verunreinigung des Innern des Kapselungsgehäuses durch einströmende Fremdstoffe in einem gewissen Maße verhindert ist.A gas-tight bulkhead of the power flow path within the encapsulating housing makes it possible to fill the interior of the encapsulating housing and thus the immediate surroundings of the power flow path with a separate insulating gas. This insulating gas remains within the encapsulating and can not escape due to the gas-tight Schottwirkung from this. For example, electrically insulating gases such as sulfur hexafluoride, nitrogen o. Ä. Electrically insulating gases can be introduced into the interior of the encapsulating. In order to additionally improve the electrical insulation capability, the electrically insulating gases can be subjected to an increased pressure relative to the environment. By pressurizing the insulation strength of the electrically insulating gas increases in addition. Even in the event of a leakage in the enclosure, the electrically insulating gas escapes into the environment due to the overpressure, so that contamination of the interior of the enclosure housing by inflowing foreign substances is prevented to a certain extent.

Im Folgenden wird in einer Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch gezeigt sowie nachfolgend näher beschrieben.In the following, an embodiment of the invention is shown schematically in a drawing and described in more detail below.

Dabei zeigt dieIt shows the

1 eine perspektivische Ansicht einer Elektroenergieübertragungseinrichtung mit einer geschnittenen Stirnfläche, die 1 a perspective view of an electric power transmission device with a cut end face, the

2 einen Längsschnitt durch eine Elektroenergieübertragungseinrichtung frei von einer Beschichtung und die 2 a longitudinal section through an electric power transmission device free of a coating and the

3 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Elektroenergieübertragungseinrichtung. 3 a longitudinal section through an electric power transmission device according to the invention.

Die 1 zeigt einen Abschnitt einer Elektroenergieübertragungseinrichtung, welche ein Kapselungsgehäuse 1 aufweist. Das Kapselungsgehäuse 1 ist im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet und als Aluminiumgussrohr gestaltet. Eine Vielzahl von stirnseitig gasdicht miteinander verbundenen Kapselungsgehäusen 1 ermöglicht eine Verlängerung über den in der 1 gezeigten Abschnitt einer Elektroenergieübertragungseinrichtung hinaus. Zur Verbindung mehrerer Kapselungsgehäuse 1 ist es möglich, diese stirnseitig zu koppeln. Koaxial zur Rohrachse 2 des Kapselungsgehäuses 1 ist eine Leistungsstrombahn 3 angeordnet. Die Leistungsstrombahn 3 ist vorliegend hohlzylindrisch ausgestaltet, so dass ein kreisringförmiger Querschnitt zur Führung eines elektrischen Stromes durch die Leistungsstrombahn 3 hindurch gegeben ist. Die Leistungsstrombahn 3 ist über in der 1 nicht dargestellte Isolierkörper an einer Innenwandung des Kapselungsgehäuses 1 abgestützt. Bei einem Verbinden mehrerer Kapselungsgehäuse 1 sind die im Innern der mehreren Kapselungsgehäuse 1 befindlichen Leistungsstrombahnen 3 in geeigneter Form elektrisch leitend miteinander zu verbinden. Dazu können beispielsweise Steckkontakte, Schweißkontakte, Schraubkontakte, Klemmkontakte o. ä. Kontaktanordnungen eingesetzt sein.The 1 shows a portion of an electric power transmission device, which is a Kapselungsgehäuse 1 having. The encapsulating housing 1 is substantially tubular and designed as a cast aluminum tube. A plurality of front side gastight interconnected encapsulating housings 1 allows an extension over in the 1 shown portion of an electric power transmission device addition. For connecting several encapsulating housings 1 it is possible to couple these frontally. Coaxial to the tube axis 2 of the encapsulating housing 1 is a power circuit 3 arranged. The power circuit 3 is presently designed as a hollow cylinder, so that a circular cross-section for guiding an electric current through the power flow path 3 is given through. The power circuit 3 is over in the 1 Insulator, not shown, on an inner wall of the encapsulating 1 supported. When connecting multiple encapsulating 1 are the inside of the multiple encapsulating 1 located power flow paths 3 to connect in an appropriate form electrically conductive with each other. For this example, plug contacts, welding contacts, screw, terminal contacts o. Ä. Contact arrangements can be used.

Das Kapselungsgehäuse 1 weist eine Innenmantelfläche auf. Die Leistungsstrombahn 3 weist eine Anßenmantelfläche auf. Die Innenmantelfläche des Kapselungsgehäuses 1 ist eine Fläche des Kapselungsgehäuses 1, welche der Leistungsstrombahn 3 zugewandt ist. Die Außenmantelfläche der Leistungsstrombahn 3 ist eine Fläche, welche dem Kapselungsgehäuse 1 zugewandt ist. In dem Ausführungsbeispiel gemäß der 1 sind die einander zugewandten Flächen von Leistungsstrombahn 3 und Kapselungsgehäuse 1 jeweils mit einer Beschichtung 4a, 4b versehen. Die Beschichtung ist eine halbleitende Masse, welche dauerhaft elastisch verformbar ist und eine Wandstärke von ca. 2 bis 5 mm aufweist. Je nach Bedarf kann die elektrische Leitfähigkeit der halbleitenden Beschichtungen 4a, 4b an der Leistungsstrombahn 3 bzw. an dem Kapselungsgehäuse 1 variieren. Darüber hinaus können auch die Wandstärken der Beschichtungen 4a, 4b verschiedenartig ausgestaltet sein. Durch eine Variation von elektrischer Leitfähigkeit bzw. der Wandstärke der Beschichtungen 4a, 4b ist es möglich, die Feldverteilung insbesondere in der Nähe der Oberfläche der elektrisch leitenden Flächen von Kapselungsgehäuse 1 bzw. Leistungsstrombahn 3 zu beeinflussen, so dass unzulässige Feldstärkeüberhöhungen vermieden sind.The encapsulating housing 1 has an inner circumferential surface. The power circuit 3 has an outer circumferential surface. The inner circumferential surface of the encapsulating housing 1 is a surface of the encapsulating housing 1 , which is the power flow path 3 is facing. The outer circumferential surface of the power flow path 3 is a surface which the encapsulating housing 1 is facing. In the embodiment according to the 1 they are each other facing surfaces of power flow path 3 and encapsulating housing 1 each with a coating 4a . 4b Mistake. The coating is a semi-conductive mass which is permanently elastically deformable and has a wall thickness of about 2 to 5 mm. As required, the electrical conductivity of the semiconductive coatings 4a . 4b at the power circuit 3 or on the encapsulating housing 1 vary. In addition, the wall thickness of the coatings can also 4a . 4b be variously designed. By a variation of electrical conductivity or the wall thickness of the coatings 4a . 4b it is possible, the field distribution in particular in the vicinity of the surface of the electrically conductive surfaces of encapsulating 1 or power flow path 3 to influence, so that impermissible field strength peaks are avoided.

Die 2 zeigt einen Längsschnitt durch ein Kapselungsgehäuse 1 mit einer Leistungsstrombahn 3. Die räumliche Anordnung entspricht der in der 1 gezeigten Konstruktion. Jedoch wurde bei der Ausgestaltung nach 2 auf eine Beschichtung verzichtet. Die einander zugewandten Flächen von Kapselungsgehäuse 1 bzw. Leistungsstrombahn 3, d. h. im vorliegenden Falle einander koaxial zugewandte Innenmantel- bzw. Außenmantelflächen eines Kreiszylinders bzw. Hohlkreiszylinders, sind durch mechanische Bearbeitung mit einer möglichst glatten Oberfläche versehen. Eine der Leistungsstrombahn 3 zugewandte Fläche des Kapselungsgehäuses 1 weist dabei eine Unstetigkeit 5 in Form eines Vorsprunges auf.The 2 shows a longitudinal section through an encapsulating housing 1 with a power circuit 3 , The spatial arrangement corresponds to that in the 1 shown construction. However, in the embodiment after 2 dispensed with a coating. The facing surfaces of encapsulating 1 or power flow path 3 , ie in the present case coaxially facing Innenmantel- or outer circumferential surfaces of a circular cylinder or hollow cylinder, are provided by machining with the smoothest possible surface. One of the power circuit 3 facing surface of the encapsulating 1 indicates a discontinuity 5 in the form of a projection.

Unter Betriebsbedingungen ist das Kapselungsgehäuse 1, welches elektrisch leitend ist, mit Erdpotential beaufschlagt.Under operating conditions is the encapsulating housing 1 , which is electrically conductive, applied to ground potential.

Die Leistungsstrombahn 3 ist mit Hochspannung beaufschlagt, um einen Strom durch die Leistungsstrombahn 3 zu treiben. Zwischen dem Hochspannungspotential der Leistungsstrombahn 3 und dem Erdpotential des Kapselungsgehäuses 3 bildet sich ein elektrisches Feld aus. Im Falle einer Verwendung von Gleichspannung zum Treiben eines Gleichstromes durch die Leistungsstrombahn 3 ist ein elektrisches Gleichfeld ausgebildet. Im Gegensatz zu einem Wechselfeld bleibt die Polarität des Feldes dauerhaft erhalten. Das elektrische Feld belastet das zwischen Leistungsstrombahn 3 und Kapselungsgehäuse 1 befindliche Isoliergas. Aufgrund der Unstetigkeit 5 wird die Homogenität des elektrischen Feldes gestört und es entsteht eine Feldspitze 6. Im Bereich der Feldspitze 6 erfolgt eine Erhöhung der elektrischen Feldstärke und es kann zu einer Überlastung des Isoliergases in diesem Bereich kommen. Sofern nicht ein sofortiger Durchschlag bei in Betriebnahme der Elektroenergieübertragungseinrichtung erfolgt, so ist zumindest im Bereich der Feldspitze 6 ein Schwachpunkt in der Gasisolation vorhanden. Dieser Schwachpunkt kann zum Entstehen von Teilentladung oder Durchschlägen zwischen Kapselungsgehäuse 1 und Leistungsstrombahn 3 führen.The power circuit 3 is subjected to high voltage to a current through the power flow path 3 to drive. Between the high voltage potential of the power circuit 3 and the ground potential of the encapsulating housing 3 an electric field is formed. In the case of using DC voltage for driving a direct current through the power flow path 3 is formed a DC electric field. In contrast to an alternating field, the polarity of the field is permanently maintained. The electric field loads the between power flow path 3 and encapsulating housing 1 located insulating gas. Because of the discontinuity 5 the homogeneity of the electric field is disturbed and a field peak is created 6 , In the area of the field peak 6 There is an increase in the electric field strength and it can lead to an overload of the insulating gas in this area. Unless an immediate breakdown occurs when the electrical power transmission device is in operation, then at least in the area of the field peak 6 a weak point in the gas insulation available. This weak point can lead to the occurrence of partial discharge or breakdown between encapsulating housing 1 and power circuit 3 to lead.

Die 3 zeigt nunmehr ein Kapselungsgehäuse 1 in rohrförmiger Bauweise sowie eine koaxial zur Rohrachse 2 des Kapselungsgehäuses 1 angeordnete Leistungsstrombahn 3. Die Leistungsstrombahn 3 ist an ihrer dem Kapselungsgehäuse 1 zugewandten Fläche frei von einer Beschichtung. Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 3 ist lediglich eine Beschichtung 4b auf der Innenmantelfläche des Kapselungsgehäuses 1 aufgebracht. Die Innenmantelfläche des Kapselungsgehäuses 1 ist die Fläche, welche der Leistungsstrombahn 3 zugewandt ist. Wie im Beispiel der 2 weist die Innenmantelfläche des Kapselungsgehäuses 3 eine Unstetigkeit 5 auf. Die Unstetigkeit 5 ist von der Beschichtung 4b überdeckt. Eine Feldstärkeüberhöhung 7 ist im Bereich der Unstetigkeit 5 gemäß 3 gegenüber der aus der 2 bekannten Überhöhung deutlich reduziert, d. h. das elektrische Feld ist durch die Beschichtung 4b des Kapselungsgehäuses 1 homogenisiert worden. Eine Feldstärkeüberhöhung ist reduziert. Damit ist die Neigung zur Ausbildung eines Durchschlages in der Gasisolation gegenüber einer Variante, wie in der 2 gezeigt, reduziert. Somit ist es möglich, in der Oberflächenqualität reduzierte Kapselungsgehäuse 1 bzw. Leistungsstrombahnen 3 einzusetzen und die Oberflächen durch eine halbleitende Beschichtung zu homogenisieren. Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, die Potentialdifferenz zwischen Leistungsstrombahn 3 und Kapselungsgehäuse 1 zu erhöhen und somit eine größere Leistung über die Leistungsstrombahn 3 zu übertragen oder die Wegstrecke zwischen Leistungsstrombahn 3 und Kapselungsgehäuse 1 zu reduzieren.The 3 now shows an encapsulating 1 in tubular construction and coaxial with the tube axis 2 of the encapsulating housing 1 arranged power flow path 3 , The power circuit 3 is at her the encapsulating housing 1 facing surface free of a coating. According to the embodiment according to 3 is just a coating 4b on the inner circumferential surface of the encapsulating housing 1 applied. The inner circumferential surface of the encapsulating housing 1 is the area which is the power flow path 3 is facing. As in the example of 2 has the inner circumferential surface of the encapsulating housing 3 a discontinuity 5 on. The discontinuity 5 is from the coating 4b covered. A field strength cant 7 is in the field of discontinuity 5 according to 3 opposite of the 2 known elevation significantly reduced, ie the electric field is through the coating 4b of the encapsulating housing 1 homogenized. A field strength increase is reduced. Thus, the tendency to form a punch in the gas insulation against a variant, as in the 2 shown, reduced. Thus, it is possible in the surface quality reduced encapsulating 1 or power circuits 3 and to homogenize the surfaces by a semiconducting coating. Alternatively or additionally, it is also possible to provide the potential difference between the power flow path 3 and encapsulating housing 1 increase and thus greater power over the power flow path 3 to transfer or the distance between power circuit 3 and encapsulating housing 1 to reduce.

Neben der in der 3 gezeigten Beschichtung des Kapselungsgehäuses 1 mit einer halbleitenden Schicht 4b kann auch vorgesehen sein, dass lediglich die Leistungsstrombahn 3 an einer dem Kapselungsgehäuse 1 zugewandten Fläche mit einer halbleitenden Beschichtung zu versehen. Es kann auch vorgesehen sein, dass sowohl Flächen des Kapselungsgehäuses 1, welche der Leistungsstrombahn 3 zugewandt sind, als auch Flächen der Leistungsstrombahn 3, welche dem Kapselungsgehäuse 1 zugewandt sind, mit einer Beschichtung die halbleitend ist zu versehen. Die Ausgestaltung beispielsweise hinsichtlich der Wandstärke der Beschichtungen an Leistungsstrombahn 3 und/oder Kapselungsgehäuse 1 kann dabei variieren. Ebenso kann die elektrische Leitfähigkeit der Beschichtungen an Kapselungsgehäuse 1 bzw. Leistungsstrombahn 3 unterschiedlich gewählt werden, um eine gewünschte Feldverteilung zu erzielen.In addition to in the 3 shown coating of the encapsulating 1 with a semiconducting layer 4b can also be provided that only the power flow path 3 at a the encapsulating 1 facing surface to be provided with a semiconductive coating. It can also be provided that both surfaces of the encapsulating 1 , which is the power flow path 3 facing, as well as surfaces of the power flow path 3 , which the encapsulating housing 1 facing, with a coating which is semiconducting to provide. The embodiment, for example, with regard to the wall thickness of the coatings on the power flow path 3 and / or encapsulating 1 can vary. Likewise, the electrical conductivity of the coatings on encapsulating 1 or power flow path 3 be chosen differently to achieve a desired field distribution.

Claims

Electric power transmission device with an encapsulating housing ( 1 ), which is electrically isolated to a power flow path ( 3 ) and the power flow path ( 3 ), characterized in that one of the power flow path ( 3 ) facing surface of the encapsulating ( 1 ) a coating ( 4a . 4b ), which has a lower electrical conductivity than a surface forming portion of the encapsulating ( 1 ).

Electric power transmission device according to claim 1, characterized in that the coating ( 4a . 4b ) is an electrical semiconductor.

Electrical power transmission device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the line current path ( 3 ) on an encapsulating housing ( 1 ) an electrically semiconductive coating ( 4a . 4b ) having.

Electrical power transmission device according to one of claims 1 or 3, characterized in that the coating ( 4a . 4b ) is elastically deformable.

Electric power transmission device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the coating ( 4a . 4b ) has a thickness of about 1 mm to about 5 mm.

Electric power transmission device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the coating ( 4a . 4b ) has an electrical conductivity of about 10 ^-3 to about 10 ^-6

S / m

having.

Electric power transmission device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the encapsulating housing ( 1 ) is designed tubular.

Electrical power transmission device according to claim 7, characterized in that the power flow path ( 3 ) parallel, in particular coaxial to the tube axis of the encapsulating ( 1 ) is aligned.

Electric power transmission device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the encapsulating housing ( 1 ) the power flow path ( 3 ) gastight seals.