Hochspannungsbuchsen: Kondensator vs. Nicht-Kondensator

Transformatordurchführungen sind wesentliche Komponenten, die den sicheren Durchgang elektrischer Leiter durch geerdete Barrieren, wie z. B. Transformatorkessel, ermöglichen. Der Hauptunterschied zwischen den beiden Typen besteht darin, wie sie mit elektrischer Belastung umgehen.

Nicht-Kondensatorbuchsen:

Nicht-Kondensator-Durchführungen, auch Festisolationsdurchführungen genannt, verwenden zur Isolierung von Elektrizität dicke, voluminöse Isoliermaterialien anstelle eines komplizierten „Kapazitätsabstufungssystems“.

Sie haben eine einfache Struktur: einen Leiter, der von Materialien wie Porzellan, Öl oder Luft umgeben ist. Es fehlt ein kontrolliertes kapazitives System und die Bewältigung von Spannungen durch Leiterform und Isolatoreigenschaften. Ihr Hauptvorteil ist eine einfache, robuste Konstruktion, die für Nieder- und Mittelspannungsanwendungen (bis 36 kV) kostengünstig ist.

Kondensatorbuchsen

Kondensatordurchführungen (kapazitiv) sind für höhere Spannungen (72,5 kV und mehr) ausgelegt.  

Im Vergleich zu Feststoffisolationsdurchführungen weisen Kondensatordurchführungen einen relativ komplexen Aufbau auf. Sie haben in der Mitte einen speziellen Kern, der „kapazitätsabgestuft“ ist. Dies bedeutet, dass es darauf ausgelegt ist, die Spannung gleichmäßig zu verteilen. Ihre Kerninnovation ist die Einbeziehung leitfähiger Schichten (häufig Metallfolie), die in die Hauptisolierung eingebettet sind – typischerweise hochwertiges, mit Harz oder Öl imprägniertes Papier.

Diese Schichten sind konzentrisch angeordnet und bilden eine Reihe von Kondensatoren zwischen dem Leiter und dem geerdeten Flansch. Diese Struktur erzeugt einen kontrollierten, gleichmäßigen Spannungsgradienten entlang der Länge der Durchführung und minimiert so effektiv gefährliche Konzentrationen elektrischer Spannungen. Dies ermöglicht ein kompakteres, effizienteres und zuverlässigeres Design bei extrem hohen Spannungen.

Arten von Kondensatorbuchsen:

Kondensatordurchführungen werden hauptsächlich aufgrund ihres Hauptisolationssystems in verschiedene Typen unterteilt.

1.  Ölimprägniertes Papier (OIP): Dies ist eine traditionelle und äußerst zuverlässige Art der Isolierung, bei der Papier mit Isolieröl imprägniert wird. Es ist für seine hervorragenden dielektrischen Eigenschaften bekannt, es ist jedoch ein abgedichtetes System erforderlich.

2.  Harzimprägniertes Papier (RIP): Dies ist eine moderne Trockenbuchse. Unter Vakuum und Hitze werden Papierschichten mit Epoxidharz imprägniert, sodass eine feste, monolithische Einheit entsteht. RIP-Durchführungen sind wartungsfrei und leckagefrei und heute die vorherrschende Technologie für neue Geräte.

3. Gasisolierte Kondensatorbuchsen : Gefüllt mit Schwefelhexafluorid (SF₆)-Gas. Kleiner und gut für Innengeräte geeignet.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Durchführungen ohne Kondensator zwar für niedrigere Spannungen ausreichend sind, komplexe Kondensatorkonstruktionen jedoch unerlässlich sind, um die Sicherheit, Stabilität und längere Lebensdauer von Hochspannungsnetzen zu gewährleisten.