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Einrichtung zur Verhinderung des Glimmens an den Nutenhülsen elektrischer Hochspannung- maschinen.
Es sind bereits verschiedene Vorschläge bekannt geworden, um bei elektrischen Hochspannungmaschinen das Auftreten von Glimmfeuer, das die Überschläge an den Nutenhülsen einleitet, zu beseitigen.
So hat man z. B. die Hülse auf der ganzen Länge der Nut mit einer leitenden Umhüllung versehen, die mit dem Eisenkörper leitend verbunden ist und die Spule an ihrer Austrittsstelle aus dem Eisen auf das Potential des Ständereisens und somit auf das Erdpotential bringt. Das Auftreten von Glimmfeuer an der Austrittsstelle der Hülse aus dem Eisen kann hiedurch jedoch nur unvollkommen verhindert werden. Auch durch Verlängern der Hiilse kann dem Auftreten von Glimmfeuer nicht mit genügender Sicherheit vorgebeugt werden.
Gemäss der Erfindung wird bei Maschinenwieklungen, deren Nutenhülsen an der Austrittsstelle aus dem Eisenkörper mit mehreren konzentrischen leitenden Belägen versehen sind, wodurch zwischen dem Eisen der Maschine und dem Kupfer der Wicklung in Reihe geschaltete Kondensatoren entstehen, die Spannungsverteilung über diese Kondensatoren nur durch deren Kapazitäten bestimmt, so dass der Spannungsgradient in der Hülse von innen nach aussen schneller sinkt als es ohne diese Beläge der Fall sein würde.
Man kann hiedurch die Glimmgrenze dieses Belages gegen Luft oder gegen eine ihn bedeckende Isolierschicht heraufsetzen. Der an dieser Stelle der Hülse angeordnete Kondensator ist dabei zweckmässig in umgekehrter Weise ausgebildet wie die bekannten Kondensatordurchführungen, die den Zweck haben, die elektrische Beanspruchung des Isoliermaterials von innen möglichst weit nach aussen zu verlegen.
In der Zeichnung ist in Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die in einer Nut des Ständereisens 11 einer Hochspannungsmaschine angeordnete Spule 12 ist von der isolierenden Hülle 13 umgeben, die an ihrer Austrittsstelle aus dem Eisenkörper mit mehreren leitenden Belägen 14 versehenist, deren Länge nach innen zu abnimmt. Der der Aussenseite der Hülse zunächst liegende Belag 15, der die grösste Länge besitzt, ist mit dem Eisenkörper 11 bei 16 leitend verbunden und kann, wie in der Figur dargestellt, noch von einer isolierenden Schicht umgeben sein ; er kann aber auch frei auf der Oberfläche der Hülse angeordnet sein. Die Stärke der zwischen den Belägen liegenden Isolierschichten kann gleich sein, oder aber zweckmässigerweise nach innen zunehmen.
Bei Maschinen mit sehr hohen Spannungen ist es von grosser Bedeutung, dass die Isolierschichten zwischen den einzelnen Belägen am Nutenende möglichst stark ausgebildet werden, sowie dass eine Schwächung der durchlaufenden Nutenisolation vermieden wird.
Nach der weiteren Erfindung lässt sieh dies dadurch ermöglichen, dass die Nuten im Eisenkörper an den Enden erweitert sind. Bei lamellierten Maschinen werden beispielsweise die Nuten des letzten Blechpaketes grösser gestanzt, so dass sich auf diese Weise eine an ihren Enden abgetreppte Nutenform ergibt. Dadurch wird es ermöglicht, einen zusätzlichen Belag am Ende der Isolierhülse anzuordnen, ohne dass die eigentliche Isolierhülse irgendwie geschwächt werden muss. Dies ist im Hinblick auf die grosse Potentialdifferenz zwischen dem Leiter und Maschineneisen, die gerade an der Nutenaustrittsstelle auftritt, von erheblicher Bedeutung.
Die äusserste leitende Fläche des zusätzlichen Belages kann dann ohne weiteres an dem Eisen anliegen, wodurch sich bei der grossen Berührungsfläche eine ausreichende elek-
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trische Verbindung ergibt. Der leitende Belag kann nach der weiteren Erfindung anstatt aus Metall auch aus Metallpulver oder auch aus jedem beliebigen andern Material von verhältnismässig geringer Leitfähigkeit, wie etwa Graphit, Kohlenstoff bestehen. Um den Spannungsabfall zwischen Leiter und Ständereisen zuverlässig zu unterteilen, wird nach der weiteren Erfindung als Schutzbelag dielektrisches Material etwa in Form einer Hülse verwendet, das auf der der Nutisolation zugekehrten Fläche eine leitende Schicht aufweist.
Die Dielektrizitätskonstante des zusätzlichen Belages wird hiebei mit besonderem Vorteil zwischen der Dielektrizitätskonstante der Luft und der Dielektrizitätskonstante der durchlaufenden Isolationshülse gewählt.
Auf diese Weise wird die Spannungsverteilung gleichfalls von aussen nach innen konzentriert, so dass die Feldliniendichte an der den Belag umgebenden Luft so gering ist, dass Glimmerscheinungen nicht mehr zu befürchten sind.
In der Zeichnung ist in Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel hiefür dargestellt. 21 deutet das Blechpaket der Maschine an, 22 den Leiter, 23 die Isolationshülse, 24 den zusätzlichen Belag. In den Blechen am Rande des Blechpaketes 21 sind hiebei die Nuten grösser als in den übrigen Blechen ausgestanzt, so dass die Nut 25 eine aus der Zeichnung ersichtliche abgetrennte Form erhält. Dieser Form angepasst ist der zusätzliche Belag gleichfalls abgetreppt ausgebildet.
Auf diese Weise ist sehr einfach die Möglichkeit gegeben, den Potentialabfall zwischen dem Leiter und Maschineneisen derart zu unterteilen, dass an keiner Stelle die für Glimmerscheinungen gefährliche Spannung erreicht wird. Die Anwendung des Erfindungsgedankens beschränkt sich nicht auf zusätzliche Beläge, die als mehrlagiger Kondensator ausgebildet sind, sondern erstreckt sich sinngemäss auf jede Art von Belägen, wie sie zur Vermeidung der Glimmerscheinungen an den Nutenenden in Anwendung kommen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrische Hochspannungsmaschine, bei der die Nutenhülsen der Wicklungen an der Austrittsstelle aus dem Eisenkörper mit mehreren konzentrischen leitenden Belägen versehen sind, wodurch zwischen dem Eisen der Maschine und dem Kupfer der Wicklung in Reihe geschaltete Kondensatoren entstehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsverteilung über diese Kondensatoren nur durch deren Kapazitäten bestimmt wird und dass der Spannungsgradient in der. Hülse von innen nach aussen schneller sinkt als es ohne diese Beläge der Fall sein würde.