AT133439B - Höchstspannungstransformator oder Drosselspule. - Google Patents

Description

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  Höchstspannungstransformator oder Drosselspule. 



   Die Erfindung bezieht sich auf Höchstspannungstransformatoren oder Drosselspule und zeigt einen Weg, wie man mit Hilfe eines einzigen   Eisenkerns   bei verhältnismässig kleinen Abmessungen sehr hohe Spannungen beherrschen kann. 



   Gemäss der Erfindung besteht beispielsweise ein Höchstspannungstransformator mit den oben angegebenen Eigenschaften aus einem Eisenkern, der mit der auf ihn aufgebrachten Unterspannungswicklung von einer Isolierhülle umschlossen ist, deren offene Enden der gleichen Seite bzw. einander zugekehrt sind und auf deren Aussenseite die Oberspannungswicklung derart verteilt ist, dass das Potential mit wachsendem Abstand der Wicklungsteile von dem mittleren Teil der Isolierhülle nach dem oder den offenen Enden zu abnimmt. 



    EinigeAusführungsbeispieledesErfindungsgegenstandes sind schematischindenFig. 1-3dargestellt.   



   In der Fig. 1 ist mit   1   der Eisenkern des Wandlers bezeichnet, auf dessen   Längsschenkeln   unmittelbar die Unterspannungswicklung 2 aufgebracht ist. Der Kern wird von einer U-förmigen Isolierhülle 3 umschlossen, auf deren Schenkeln die Oberspannungswicklung 4 als   Selheibenwicklung   aufgeschoben ist. 



  Bei 5 ist der   Oberspannungsanschluss.   Bei 6 ist die Wicklung geerdet. Dabei sind die Scheibenspulen der beiden Schenkel abwechselnd miteinander verbunden. Infolgedessen weisen die den offenen Enden der Isolierhülle   zunächstliegenden   Wiekelscheiben das geringste Potential gegen Erde auf, während die das höchste Potential gegen Erde führenden Wickelscheiben am weitesten von den offenen Enden der Isolierhülle 3 entfernt sind. Anstatt die auf den beiden Schenkel aufgebrachten Wicklungen hintereinander zu schalten, kann man auch die Wicklungen der einzelnen Schenkel parallel zueinander schalten, muss aber dann natürlich mit entsprechend schwächerem Draht und der doppelten Windungszahl wickeln.

   Es ist weiterhin nicht erforderlich, dass beide Schenkel Wicklungen tragen, man kann auch einen Schenkel unbewiekelt lassen und sowohl die Unter-als auch die Oberspannungswicklung nur auf einen Schenkel aufbringen. An der Ausbildung der Isolierhülle ändert sich dabei nichts. 



   In der Fig. 2 ist der Erfindungsgegenstand schematisch an einem Manteltransformator dargestellt. 



  Dabei ist die   Ober-und Unterspannungswicklung   auf dem mittleren Schenkel angeordnet. Die Isolierhülle 3 umfasst dann alle drei parallellaufenden Schenkel, hat also etwa   M-Form.   



   In der Fig. 3 ist der Erfindungsgegenstand an einem kreisringförmigen Kern 1 gezeichnet. Die Isolierhülle 3 umfasst nahezu den gesamten Kreisring. Sie ist von ihren offenen Enden nach der Mitte mit stetig zunehmender Stärke ausgeführt, eine Massnahme, die auch für die Ausführungsbeispiele gemäss Fig. 1 und 2 zweckentsprechend sein kann. Die Unterspannungswieklung 2 erstreckt sich ebenso wie die Oberspannungswicklung 4 nur auf die eine Hälfte der Isolierhülle. Das auf der Mitte der Hülle liegende Ende der Oberspannungswicklung ist an die Hochspannung angeschlossen, während das der offenen Seite der Isolierhülle zunächst sitzende Ende das niedrigste Potential führt. Selbstverständlich kann analog dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 die Wicklung sich auch auf beide Hälften der Isolierhülle erstrecken.

   Die Ausführungsbeispiele zeigen, dass sich der Erfindungsgedanke unabhängig von der Kernform verwirklichen lässt.. 



   Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Fig. 4 dargestellt. Der   Transformatorkern j !   ist im Innern eines Isolierbehälters 7 angeordnet. Er wird unmittelbar von zwei Rippen 8 des metallischen Sockels 9 getragen und kann auf diesem z. B. mit Hilfe von geeigneten Winkeln 

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 befestigt sein. Der Sockel 9 dient gleichzeitig zum öldichten Abschluss des rohrförmigen Behälters 7. 



  'Zur Abdichtung dienen zwei ringförmige Flächen beider Teile, zwischen die ein geeignetes Dichtung- mittel 10 eingelegt ist und die mit Hilfe von Klammern 11 und Schrauben 12 gegeneinander verspannt werden. Nach oben dient zum Abschluss des Behälters 7 ein metallischer Deckel 13 von abgerundeter
Form. Die Abdichtung ist in ähnlicher Weise wie gegen den Sockel 9 mit Hilfe eines Dichtungsringes 10 durchgeführt, jedoch dient zum Verspannen des   Deckels 13   an Stelle der einzelnen Klammern 11 ein aus zwei Halbringen bestehender   Metallring-M.   Der Deekel 13 dient gleichzeitig als Ölausdehnungs- gefäss. Durch eine Bohrung steht dieses Ölausdehnungsgefäss mit dem Behälterinnern in Verbindung. 



   Auf den Transformatorkern 1 ist auf beide Schenkel die Unterspannungswicklung 2 in der Form auf- gebracht, dass sie auf ein Isolierrohr aufgewickelt und dieses Isolierrohr dann über den Kern geschoben ist. Danach ist über den Kern   einschliesslich   Unterspannungswicklung zunächst eine feste Hülse 18 aufgebracht, die zweckmässig aus einer Mehrzahl von Teilen zusammengesetzt ist. Diese Hülse kann entweder aus Metall bestehen ; dann muss sie zur Vermeidung der Bildung einer   Kurzschlusswicklung   geschlitzt sein. Der Schlitz kann mit einem geeigneten Isolierstoff ausgefüllt werden. Die Hülse kann aber auch aus Isolierstoff, z. B. Hartpapier, bestehen. Dann wird sie zweckmässig mit einem metallischen
Belag versehen, der aber ebenfalls zur Vermeidung von Kurzschlussströmen eine Unterbrechung auf- weisen muss.

   Die Hülse 18 bzw. der auf ihr aufgebrachte metallische Belag wird zweckmässig geerdet oder mit dem das niedrigste Potential führenden Teil der Oberspannungswieklung oder auch mit der
Unterspannungswicklung leitend verbunden. Es kann zweckmässig sein, die Hülse mit zahlreichen Durchbrechungen zu versehen, unter   Umständen   gitterartig auszubilden, damit eine ständige Öl-   durehtränkung   der darüberliegenden Isolierschicht gesichert ist. Die feste Hülse 18 dient als Grundlage für die Isolierhülle   3,   die z. B. aus Papierbändern aufgewickelt wird. Die Hülse 18 dient ausserdem zur Führung des Ölstromes längs Kern und Unterspannungswicklung. Zu diesem Zweck ist sie zum mindesten an dem einen Ende durch einen Deckel 19 abgeschlossen, von dem ein Ölzuflussrohr 20 zu einer Ölpumpe 21 geführt ist.

   Der Motor 22 der   Ölpumpe wird zweckmässig   unmittelbar von dem Transformator gespeist ; dadurch wird die grösste Betriebssicherheit erreicht, besonders wenn der Motor selbsttätig anläuft, sobald der Transformator in Betrieb genommen wird. Zur Speisung des Motors kann entweder eine besondere Unterspannungswicklung vorhanden sein, der Motor kann auch von der vorhandenen Unterspannungwicklung aus gespeist werden. Die Anordnung des Motors im Innern des Ölbehälters hat den Vorteil, dass die sonst schwer zu vermeidende Aufnahme von Luft in den Olstromkreis mit Sicherheit vermieden wird. Die Oberspannungswicklung 4 ist als Scheibenwicklung auf die die Unterspannungswicklung umfassenden Schenkel der Isolierhülle 3 aufgebracht.

   Um die Streuung   möglichst   niedrig zu halten, ist die Isolierhülle 3 nach ihrem offenen Ende zu mehrfach abgesetzt, so dass die Isolationsstärke dem jeweiligen Hochspannungspotential entspricht. Dadurch kann der innere Durchmesser der Oberspannungswicklung nach dem Ende zu dem Wicklungsdurchmesser der Unterspannungswieklung angenähert werden. Man könnte die   Isolierhülle   3 auch stetig in ihrem Durchmesser verkleinern. Die absatzweise Verringerung hat jedoch den Vorteil, dass nur wenige Sorten von Scheibenspulen zur   Ausführung   der Wicklung erforderlich sind, während im andern Falle der Durchmesser jeder Spule um einen geringen Betrag sich von den Nachbarspulen unterscheiden würde.

   Man kann allerdings auch bei stetig abnehmender Stärke der   Isolierhülle3   die in der Zeichnung dargestellte sprungweise Abnahme der   Seheibenspulendurehmesser   verwenden und zum Festsetzen der Spulen auf der Isolierhülle z. B. keilförmig geschnittene Streifen benutzen. Die Hochspannungsseite der Oberspannungsspule ist mit einem z. B. aus Messing bestehenden, an den Kanten stark abgerundeten geschlitzten Ring 23 verbunden, der die Mitte der Isolierhülle 3   umschliesst   und gleichzeitig als Tragorgan, insbesondere bei der Montage, dienen kann. Zu diesem Zweck trägt der Ring einen Ansatz   16,   der ausserdem noch zum Abstützen der Isolierhülle 3 gegen den Deckel   if. 3   benutzt werden kann.

   Dieser Ring 23 steht über den Deckel 13 mit der   Oberspannungsanschlussleitung   in Verbindung. Durch eine Trennwand 24, die aus Isoliermaterial besteht, wird der Behälter in zwei je einen Transformatorsehenkel enthaltende Räume aufgeteilt. Öffnungen 25 stellen die Verbindung zwischen beiden Räumen her. Die Trennwand dient zur Führung des   Ölstromes,   der von der Ölpumpe 21 zunächst durch das Rohr 20 in das Innere der Isolierhülse 3 geführt wird und dort die Wärme des Kernes und der Unterspannungswicklung aufnimmt.

   An dem den Öleintritt entgegengesetzten Ende der Isolierhülle 2 tritt das Öl in die linke Aussenkammer aus, wird mit Hilfe der Trennwand 24 an der den linken Schenkel umfassenden   Obe :'spannungs\\1cklung   entlang nach oben geführt, nimmt deren Wärme auf und tritt dann durch die Öffnungen 25 in die rechte Kammer ein, die es unter Aufnahme der von der rechtsseitig angeordneten Oberspannungswicklung erzeugten Wärme abwärts   durchströmt.   Zur   Rückkühlung   kann der Sockel 9 selbst benutzt werden ; zu diesem Zweck können an ihm Kühlrippen vorgesehen sein, es kann aber auch mit Hilfe besonderer, z. B. wasserdurchströmter Kühlrohre dem 01 die Wärme entzogen werden. Man kann schliesslich auch den Ölstrom ausserhalb des Transformatorgehäuses kühlen.

   Die Ausführung der Unterspannungswicklung erfolgt zweckmässig in der   üblichen   Weise unter entsprechender Isolation durch den Sockel 9. 



   Eine noch bessere Kühlung und gleichzeitige Durchtränkung der Isolierhülle mit dem flüssigen   Isoliermittel lässt sich dadurch   erreichen, dass die Isolierhülle in mehrere durch Zwisehenräume voneinander 

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 getrennte Hüllen unterteilt bzw. mit Kühlkanälen versehen wird. Ein Ausführungsbeispiel dafür ist in der Fig. 5 dargestellt. Diese Figur zeigt einen Querschnitt durch einen Transformatorschenke mit in zwei rohrförmige Hüllen 27 und 28 aufgeteilter Isolierhülle. Der Transformatorkern 1 mit der Unter- spannungswicklung 2 wird zunächst von einer geschlitzten Metallhülse 18 umschlossen, um die in entsprechendem Abstand die beiden Isolierhüllen 27 und 28 herumgelegt sind. Zur Aufrechterhaltung des Abstandes zwischen den Hüllen dienen Streifen 29 aus Isoliermaterial, z. B. Papier oder Holz. 



   Solche Streifen sind auch noch auf die Aussenseite der äusseren Isolierhülle 28 geklebt, um die einzelnen
Scheibenspulen fest gegen die Isolierhülle zu distanzieren. Diese Scheibenspulen haben nämlich ebenfalls wieder einen um so viel grösseren Innendurchmesser, als der Aussendurchmesser der Isolierhülle 29 beträgt,   dass zwischen   beiden Teilen ein für den Durchfluss des Kühlmittels hinreichender Ringraum verbleibt. 



   Bei dieser zuletzt beschriebenen Ausführungsform wird der abnehmenden Spannung die Isolier- hülle zweckmässig in der Weise angepasst, dass zunächst die äusserste und daraufhin die weiter nach innen liegende Isolierhülle abgeschnitten sind. Dabei muss zwischen den an das Ende der einzelnen Isolier- hüllen angrenzenden Scheibenspulen und den Isolierhüllen hinreichend Raum für den Durchtritt der   Kühlflüssigkeit   belassen werden. Zur zwangsläufigen Führung des Ölstromes durch die verhältnismässig schmalen und langen Kanäle innerhalb der Isolierhülle werden zweckmässig die Öffnungen 25 in der
Trennwand 24 klein gehalten, so dass dadurch der ausserhalb der Isolierhülle verlaufende Ölstrom abgedrosselt wird. 



   In den Fig. 6-8 ist an einem weiteren Ausführungsbeispiel eine besonders zweckmässige Art der Ölkühlung erläutert, u. zw. stellt Fig. 6 einen Transformator in Seitenansicht, Fig. 7 einen Schnitt durch den Kern des Transformators mitsamt den diesen umfassenden Isolierhüllen und Fig. 8 einen Schnitt durch die Anschlussstelle der Kühlrohre dar. Der Transformator, dessen Inneres dem in der Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel entsprechen möge, wird von einem Isolierrohr 7 umschlossen, das nach unten in einen Bodenbehälter 9 und nach oben in eine Kappe 13 endet. Die Behälter 9 und 13 bestehen aus Metall und sind erfindungsgemäss mit seitlichen Ansätzen 30 versehen, in welche Porzellanrohre 31 öldicht eingesetzt werden können.

   Es ist zweckmässig, die Ansätze 30 so auszubilden. dass gestreckte
Porzellanrohre 31 verwendet werden können, da diese in der Herstellung wesentlich billiger als gekrümmte
Rohre sind. Man kann unter Umständen aber auch zur Vergrösserung der Kühlfläche gekrümmte Rohre verwenden. Um die spröden Isolierrohre möglichst von mechanischen Beanspruchungen zu entlasten, sind zwischen ihren Enden und den Ansätzen 30 federnde   Rohrzwischenstücke   32 angeordnet, etwa entsprechend der Fig. 8. Im Innern des Wandlergehäuses kann die Führung des Ölstromes je nach den gerade vorliegenden konstruktiven Möglichkeiten und der erforderlichen Wärmeabfuhr sehr verschieden ausgestaltet werden. Eine zweckmässige Ausbildung besteht z.

   B. darin, dass man das Öl in das eine offene Ende des Isolierrohres mit Hilfe einer Pumpe hineindrückt, aus dem andern in gleicher Höhe liegenden offenen Ende des Isolierrohres austreten lässt, darauf an den Hochspannungsspulen des Transformators entlang durch das Gehäuse nach oben führt und schliesslich in den Rohren 31 der Einwirkung der kühlen Aussenluft aussetzt. 



   Handelt es sich um die Abfuhr verhältnismässig geringer Wärmemengen, wie z. B. bei Messwandlern, dann kann man die Ölpumpe unter Umständen auch fortlassen, insbesondere wenn man dafür Sorge trägt, dass der Weg des Ölstromes innerhalb des Gehäuses 7 nur nach oben gerichtet ist. Zu diesem Zweck kann man erfindungsgemäss die isolierende, etwa U-förmige Hülle in ihrem oberen Teil mit einer oder mehreren Austrittsöffnungen für das 01 versehen, so dass dieses in die beiden offenen unteren Enden der Isolierhülle eintreten und diese durch die oberen Öffnungen verlassen kann. Wenn die Isolierhülle aus mehreren in einem gewissen Abstand sich   umschliessenden   Isolierhüllen besteht, dann müssen alle Isolierhüllen mit Durchbrechungen in ihrem oberen Teil versehen sein. Diese Durchbrechungen werden zweckmässig gegeneinander versetzt angeordnet.

   Ein Ausführungsbeispiel dafür ist in den Fig. 7 und   7 a   dargestellt, von denen die Fig. 7 einen Längsschnitt durch den oberen Teil der Isolierhülle des Transformators zeigt, während in Fig.   7 a   ein Querschnitt dargestellt ist. Mit 1 ist der Wandlerkern bezeichnet, der zunächst von einer geschlitzten metallischen Hülle 18 umgeben ist. 33,34 und 35 sind drei Isolierhüllen, die konzentrisch zueinander mit solchen Zwischenräumen angeordnet sind, dass zwischen ihnen ein ausreichender Ölstrom hindurchfliessen kann. In allen Isolierhüllen sind Durchlassöffnungen 36 angebracht, durch welche das Öl aus dem Innern der Rohre austreten kann. Durch Abstimmung der Öffnungsquerschnitte gegeneinander kann erreicht werden, dass der Ölstrom in gewünschtem Verhältnis auf die zur Verfügung stehenden parallelgeschalteten Wege verteilt wird.

   Bei einer derartigen Anordnung wird man im allgemeinen eine Ölpumpe entbehren können, da der Temperaturunterschied der im Innern des Wandlers befindlichen und in den Rohren 31 absinkenden Ölmenge bereits eine ausreichende   Strömungsgeschwindigkeit sichert.   In besonderen Fällen kann auch bei einer solchen Anordnung eine Ölpumpe vorgesehen werden. 



   Unter Umständen kann es zweckmässig sein, den Isolierbehälter aufzuteilen, um so mit Behältern von kleinerer Innenweite auszukommen und auch den Olinhalt zu verringern. Ein Ausführungsbeispiel dafür ist in der Fig. 9 dargestellt, die einen Wandler zeigt, dessen Schenkel von je einer besonderen Isolierhülle umschlossen sind. Dabei ist die rechte Wandlerhälfte im Schnitt und die linke, mit der 

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 rechten übereinstimmende Wandlerhälfte in Ansicht   dargestellt.

   Mit   ist der Eisenkern des Wandlers bezeichnet, 2 ist die den Kern unmittelbar umgebende Unterspannungswicklung, 18 ist eine metallische geschlitzte Hülse, auf welche die Hoehspannungsisolation 3 mit nach den Enden zu abnehmender Stärke aufgebracht ist. 4 ist die Oberspannungswieklung. 37 sind die beiden Isolierbehälter, in denen die mit den Wicklungen versehenen einander parallelen senkrechten Schenkel des Wandlers gelagert sind. Der obere Teil des Wandlers wird von einer mit den Isolierrohren fest verbundenen Kappe gebildet, die ihrerseits aus zwei   Mantelteilen 3   und einem Deckel 39 besteht. Die beiden   i\Iantelhä1ften     38   stossen in der Kernebene aneinander und sind durch Zwischenfügen von Isoliermaterial elektrisch gegeneinander isoliert.

   Ebenfalls ist der Deckel 39 durch Einfügung einer geeigneten Isolierschicht gegen die beiden   Mantelteile   38 isoliert. In ähnlicher Weise ist der Sockel des Wandlers ausgebildet. Auch dieser enthält zwei   mantelteils 40,   die entsprechend   den Mantelteilen 3   der Kappe ausgebildet und aneinander befestigt sind, und eine Grundplatte   41,   die ebenfalls unter Zwischenfügen einer Isolierschicht mit den beiden Mantelteilen 40 verbunden ist. 



   Der Anschluss des Transformators an die Oberspannung kann zweckmässig in der Weise vorgenommen sein, dass die Oberspannungswicklung z. B. mit der Kappe 39 leitend verbunden ist und auf dieser ein geeignetes   Ansehlusselement   angeordnet wird. Dabei kann man die   Mantelteile 38   mit der Kappe 39 über Widerstände leitend verbinden, die so bemessen sind, dass wesentliche Wirbelströme nicht auftreten können. In der gleichen Weise kann man auch die   Mantelteile   des Sockels über Widerstände mit dem Sockelboden 41 verbinden. Die Ausführung der Unterspannungswicklung erfolgt in der üblichen Weise durch isolierende Durchführungen im Boden 41 des Transformators. 
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Behälter wird   zweckmässig   mit Öl gefüllt.

   Dabei ergibt sieh neben dem wesentlichen Vorteil der Durch- messerverringerung der Isolierbehälter 37 gegenüber einem beide Transformatorschenkel gemeinsam   umschliessenden   Isolierbehälter noch der weitere Vorteil, dass die zur Füllung benötigte Ölmenge wesentlich kleiner ist als bei Verwendung eines gemeinsamen Behälters für beide Transformatorschenkel. 



   Es ist schliesslich nicht notwendig, dass der ganze Wandler in einem Ölbehälter untergebracht wird. Man kann vielmehr für nicht allzu hohe Spannungen die auf der Isolierhülle befindlichen Ober- spannungswicklung in Luft belassen und zweckmässig nur das Innere des U-förmigen Rohres mit Öl füllen, um die im Eisenkern bzw. der Unterspannungswicklung erzeugte Wärme abzuführen. 



   In den Fig. 10 und 11 ist ein Ausführungsbeispiel eines solchen Transformators gezeichnet. 



     Mit-M   ist ein U-förmig gebogenes, der Länge nach geschlitztes Metallrohr bezeichnet, in dessen Innern   Anschläge   zum Festsetzen der mit 2 bezeichneten Unterspannungswicklung vorgesehen sind. Die Isolier- hülle 3 ist durch Aufwickeln von Papierband in entsprechender Stärke auf das Metallrohr 1 hergestellt. 



   Auf die Isolierhülle ist als Scheibenwicklung die Oberspannungswicklung 4 aufgebracht. Danach ist die Isolierhülle gemeinsam mit der Oberspannungswicklung   zweckmässig   im Vakuum mit einem geeigneten   Lack getränkt,   so dass die Hülle nicht nur   öldieht,   sondern auch ölfest wird. Auf die äusseren
Enden der Isolierhülle sind zwei geschlitzte Metallflansche 42 dicht aufgesetzt. Die Abdichtung lässt sieh in einfachster Weise dadurch erreichen, dass auch diese Flansche in ihrer endgültigen Lage dem   Tränkungsprozess   unterworfen werden.

   Man kann an Stelle einer Isolierhülle 3 auch mehrere mit   Zwischenräumen   übereinander angeordnete verwenden ; dann braucht nur die äusserste, auf der dann auch die Flansche 42 zu befestigen sind, dem Tränkungsprozess unterworfen zu werden. 



   Nach Einschieben der Unterspannungswicklung 2 und zweckmässig mehrfach   geloeliter Stütz-   ringe 43, z. B. aus Holz, wird eine seitlich geschlitzte, jedoch wieder öldicht gemachte Bodenplatte 44 unter Zwischenlegen von Dichtungsmaterial gegen die Flansche 42 geschraubt. Hierauf wird ein durch seitlich sitzende Bolzen 45 in der Höhe verstellbares   Sattelstück   46 an die Bodenplatte 44 angeschraubt. 



  Erst jetzt kann der aus Blechstreifen bestehende Eisenkern 1 in das Isolierrohr eingezogen werden, indem die Blechstreifen, der Krümmung des Rohres   18,   3 folgend, auf der der Einführungsseite entgegengesetzten offenen Rohrseite wieder austreten. Die Länge der Blechstreifen kann entweder so bemessen sein, dass die Enden desselben Streifens stumpf aneinanderstossen. In diesem Fall muss dafür Sorge getragen werden, dass die Stossstellen gegeneinander versetzt sind. Zweckmässiger ist es, wenn man die Enden desselben Streifens sich etwas überlappen lässt. Dadurch wird ein besserer magnetischer Schluss erzielt. 



  Auch die Überlappungsstellen können vorteilhaft gegeneinander versetzt werden. Man erreicht dadurch, dass man bei den   aussenliegenden Blechstreifen   mit etwas kürzeren Streifenlängen auskommt, als ob alle   Überlappungsstellen   aufeinander liegen. Die Überlappungsstellen werden so angeordnet, dass sie unterhalb des Sattelstückes 46 liegen und von einer Lasche 47 hinreichender Breite mit Hilfe von Bolzen gegen das   Sattelstück   gepresst werden können. Die richtige Lage des Eisenkernes kann durch Verstellen des   Sattelstückes   46 eingestellt werden. Den Sockel des Wandlers bildet ein Ölbehälter   48,   der zur Sicherung des Ölumlaufes innen eine zwischen den Einmündungen des U-förmigen Isolierrohres liegende Querwand aufweist.

   Der Ölumlauf wird durch eine Pumpe 49 aufrechterhalten, an die zur Verbesserung der Kühlung eine Kühlschlange 50 angeschlossen sein kann. Mit Hilfe dieser Ölpumpe wird das 01 aus dem Raum 51 durch das U-förmige Isolierrohr an der Unterspannungswicklung und dem Eisenkern entlang in den Raum 52 gefördert. Auf dem oberen Teil der   Hochspannungswieklung   4 ist zweckmässig 

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 noch eine Strahlungskappe 53 angeordnet, die mit dem das höchste Potential führenden Teil der Oberspannungswicklung leitend verbunden ist. 



   Um die Füllung mit 01 und insbesondere während des Betriebes etwa erforderliche Nachfüllungen bei stehendem Transformator vornehmen zu können, ist es zweckmässig, innerhalb des metallischen Rohres 18 ein auf der Aussenseite des Sockels mündendes verschliessbares Rohr bis zu dem höchsten Punkt des Rohres 18 emporzuführen. 



   Bei dem Tränken des Isolierrohres 3 und der darauf angebrachten Oberspannungswicklung ist sorgfältig darauf zu achten, dass zwischen der   Oberspannungswieklung   und dem Isolierrohr Luftblasen nicht zurückbleiben können, damit nicht durch in diesen einsetzende Glimmentladungen die Isolation allmählich zerstört wird. 



   Der Querschnitt des Eisenkernes kann beliebig gewählt werden. Man kann z. B. einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt benutzen und hat dann den Vorteil, dass alle verwendeten Blechstreifen gleiche Breite haben. Dabei wählt man die Streifenbreite zweckmässig gleich einer normalen Fabrikationsbreite, so dass der Kern ohne jeden Abfall hergestellt werden kann. Bei Verwendung eines rechteckigen Kernes wird man auch der Unterspannungsspule und dem metallischen Rohr 1 rechteckigen Querschnitt geben, jedoch ist bei dem Rohr   1   darauf zu. achten, dass die Ecken mit einem hinreichend grossen Radius abgerundet sind.

   Man kann auch einen runden Eisenquerschnitt verwenden und diesen entweder dadurch erzielen, dass man verschieden breite Blechbänder verwendet oder aber indem man, wie in der Fig. 11 dargestellt, einen den Kreis nahezu vollständig ausfüllenden Kreuzkern aus schmalen, aber gleichmässig breiten Bändern zusammenstellt. 



   Es ist nicht notwendig, dass die Isolierhülle 3 aus Faserstoff hergestellt wird, man kann z. B. auch eine Isolierhülle aus keramischem Stoff verwenden. Bei dieser wird man dann die Innenseite mit einem metallisch leitenden Überzug, z. B. mit Hilfe des Spritzverfahrens, versehen. 



   In solchen Fällen, wo die in dem Transformator erzeugten Wärmemengen verhältnismässig gering sind, z. B. bei Messwandlern, kann man unter Umständen auch auf die innere   Ölkühlung   des Wandlers 
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 wicklungen dient zweckmässig eine   Metallhülle   53, die beide Schenkel gemeinsam umgeben kann. Der   Krümmungshalbmesser   dieser Hülle richtet sich nach der Höhe der jeweils in Frage kommenden Spannung. 



   In der Fig. 14 ist ein Ausführungsbeispiel eines vollständigen Wandlers im Schnitt dargestellt. 



  Der Kern 1 des Wandlers ist mit seinem unteren Querjoch auf einer zweckmässig aus Metall, z. B. Eisenblech, bestehenden Bodenplatte 77 befestigt, die durch einen U-förmigen Ring   18   versteift ist. Über den Wandler ist ein   stützisolatorähnliches Isoliergehäuse 79 gestülpt,   das unter Zwischenlegen eines Dichtungringes 80 von Schrauben 81 gegen den Boden 77 abgedichtet ist. Durch den Boden sind   öldicht   die Zuführungsleitungen der Unterspannungswicklung und die Erdungsleitung der Hochspannungswicklung geführt. Nach oben ist der Isolierbehälter 77 von einer Kappe 82 abgeschlossen, die die Hochspannungklemme 83 trägt und gleichzeitig als   Olausdehnungsgefäss   für die   Ö1füllung   des Wandlers dient.

   Bei geeigneter Isolation der leitenden Wandlerteile ist es   möglich,   den Wandler in einem Behälter unterzubringen, der nur eine für die Betriebsspannung ausreichende Höhe hat. Infolgedessen wird der Wandler nicht nur sehr billig, er lässt sich auch bequem in fertig montiertem Zustand transportieren und vor allem auch in bereits vorhandene Anlagen ohne Änderung der Leitungsführung einbauen, weil durch ihn ein normaler bisher vorhandener Stützer ersetzt werden kann. Ebenso kann auch bei seiner Entfernung an seine Stelle ohne weiteres ein normaler Stützer treten. 



   Die bisher beschriebene Ausführungsform geht von einem auf Erdpotential befindlichen Eisenkern aus. d. h. einem Eisenkern, dessen Potential demjenigen der einen Ausführung aus der Hochspannungwicklung entspricht. Man kann den Erfindungsgegenstand aber auch in solchen Fällen mit Vorteil 
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 Weise vereinigt werden, wobei die Verbindungsleitung der beiden   Hoehspannungswicklungen   auch mit dem Eisenkern in leitende Verbindung gebracht wird. Der Aufbau des Eisenkernes kann dabei, was auch bei andern Ausführungsformen zweckmässig sein kann, aus magnetisch leitenden Bändern vorgenommen werden, deren Fläche in Richtung der Kernfensterachse liegt.

   Die zur Sicherung guter   magnetischer   Leitfähigkeit notwendige Verschachtelung der Bänder beider Kernteile kann, wie die Zeichnung zeigt, in bequemer Weise nach Aufbringen der Wicklungen vorgenommen werden, indem einfach die Eisenkerne, deren Bandlängen vorher entsprechend abgestimmt sind, gegeneinander geschoben werden. Natur-   lieh   müssen alle   Leitungsausführungen   aus den Spulen ebenfalls entsprechend isoliert werden. Es sind demnach eine für die Zuführung der Oberspannung dienende Spuleneinführung und drei Ausführungen vorhanden, von denen eine für die Erdung der Oberspannungswicklung dient, während zwei zu der   Unterspannungswicklung   gehören.

   Von diesen zuletzt genannten drei Ausführungen kann man auch mehrere derart miteinander vereinigen, dass sie von derselben Ausführungsisolation umschlossen werden.   Zweckmässig   wird man dabei die Leitungen ineinander führen, d. h. die äussere oder die äusseren Leitungen rohrförmig ausbilden und ihrem Innern eine oder zwei drahtförmige Leitungen anordnen. Dabei bereitet die Isolation der Leitungen gegeneinander keine Schwierigkeiten. Man gewinnt aber dadurch den Vorteil, dass die Herstellung der Isolierhülle erleichtert wird und vor allem der ohnedies zur Vermeidung zu grosser
Felddichte erforderlich grosse Durchmesser der Ausführungsleitungen voll ausgenutzt wird. 



   Der Aufbau des Wandlers geht aus der Fig. 15 ohne weiteres hervor. Die aktiven Teile werden von einer zweckmässig metallischen Platte 84 getragen, die so ausgebildet sein muss, dass sie keine Kurz-   schlusswindung   für den Wandlerkern bildet. Dazu genügt es, wenn zwischen den beiden Wandlersehenkeln eine Aussparung in der Platte vorhanden ist. Diese Platte wird getragen von einem rohrförmigen Isolierkörper 85, der z. B. in der in der Fig. 14 dargestellten Art auf einer Grundplatte befestigt ist. Über die obere Hälfte des Wandlers ist wieder ein   stützisolatorähnlicher   Isolierbehälter 79 gestülpt, der nach oben wieder durch eine Kappe 82 mit der Oberspannungseinführung 83 abgeschlossen ist. Zur Verspannung der beiden Isolierkörper gegen die Platte 84 können beliebige bekannte Mittel dienen.

   Auch dieser Wandler wird   zweckmässig   mit Öl gefüllt. 



   Ein Vorteil des in der Fig. 15 dargestellten Ausführungsbeispiels besteht darin, dass durch die auf mittlerem Potential gehaltene Platte 84, die zweckmässig leitend mit den vorteilhaft ringförmigen, die Isolierkörper gegeneinander verspannenden Teilen verbunden ist, das Potential längs des Isolierkörpers gesteuert wird. Vor allem kann man aber auch den Wandler ohne weiteres für zwei Spannungsbereiche verwenden, indem man niedrigere Spannungen unmittelbar über die Platte 84 nur der einen Hälfte der Oberspannungswicklung zuführt. 

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Claims (1)

1. PATENT-ANSPRÜCHE : l. Höehstspannungstransfoimator oder Drossel, dadurch gekennzeichnet, dass der Eisenkern von einer Isolierhülle umschlossen ist, deren offene Enden der gleichen Seite bzw. einander zugekehrt sind, und auf der die Oberspannungswieklung derart angeordnet ist, dass das Potential mit wachsendem Abstand der Wicklungsteile von dem oder den offenen Enden der Isolierhülle zunimmt. <Desc/Clms Page number 7>

   2. Transformator oder Drossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke der Isolierhülle nach den offenen Enden zu stetig oder sprungweise abnimmt.

   3. Transformator oder Drossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierhülle auf eine den Transformatorkern mit Abstand umschliessende, zweckmässig mit Durchbrechungen versehene mechanisch feste Hülle lagenweise aufgebracht ist, die mindestens eine elektrisch leitende Oberfläche hat.

   4. Transformator oder Drossel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die leitende Ober- fläche der zweckmässig mechanisch festen Hülle mit dem das niedrigste Potential führenden Teil der Oberspanmmgswiddung oder mit der Unterspannungswicklung leitend verbunden ist.

   5. Transformator oder Drossel nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung der festen Hülle mit leitender Oberfläche, dass sie zur Führung eines den Transformatorkern kühlenden Ölstromes verwendet werden kann.

   6. Transformator oder Drossel nach Anspruch 1, wobei die aktiven Teile im Inneren eines mit Öl gefüllten, zweckmässig aus Isoliermaterial bestehenden Gehäuses untergebracht sind, das durch metallische Ober-und Unterteile abgeschlossen sein kann, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung der Ö1führung, dass der Ölstrom zunächst durch das Innere der isolierenden Hülle und danach aussen an der Oberspannungswicklung entlang geführt wird.

   7. Transformator oder Drossel nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch die Anordnung von Zwischenwänden zwischen den Schenkeln des Transformators und von Durchbrechungen in den Zwischenwänden derart, dass der Ölstrom nacheinander an auf verschiedenen Schenkeln angebrachten Teilen der Hoehspannungswieklung entlang geführt wird.

   8. Transformator oder Drossel nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch die Anordnung einer den Ölstrom erzeugenden Ölpumpe einschliesslich der zugehörigen Antriebsmaschine im Innern des Trans- formatorbehälters.

   9. Transformator oder Drossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierhülle in mehrere einander umfassende, durch Zwischenräume voneinander getrennte Isolierhüllen geteilt ist.

   10. Transformator oder Drossel nach den Ansprüchen 7 und 9, gekennzeichnet durch eine solche Bemessung der Öldurchtrittsöffnungen in den Zwischenwänden, dass der ausserhalb der Isolierhülle verlaufende Ölstrom hinreichend gedrosselt wird, um einen Teil des Öles durch die Zwischenräume innerhalb der Isolierhülle zu treiben.

   11. Transformator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Ober-und Unterteile des Gehäuses durch eine Mehrzahl von aus Isoliermaterial bestehenden Rohren verbunden sind, in denen der Ölstrom auf seinem Kreislauf der Temperatur der Umgebungsluft ausgesetzt ist.

   12. Transformator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Ober-und Unterteil des Gehäuses mit metallischen Rohransätzen versehen sind, die zur Aufnahme von Röhren aus Isoliermaterial, z. B. Porzellan, geeignet sind.

   13. Transformator nach Anspruch 12. dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Enden der Isolierrohre und den Ansätzen an dem Ober-und Unterteil des Gehäuses federnde Rohrzwischenstüeke angeordnet sind.

   14. Transformator nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch die Verwendung gestreckter Isolierrohre. 15. Transformator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die den Wandlerkern und die Unterspannungswicklung umfassende Isolierhülle in ihrem oberen Teil mit Durchbrechungen versehen ist, welche dem Öl den Austritt aus dem Innern der Isolierhülle gestatten.

   16. Transformator nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass in mehreren einander mit Abstand umfassenden Isolierhüllen die Durchbrechungen der einzelnen Hüllen gegeneinander versetzt angeordnet sind.

   17. Transformator nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte der Durchbrechungen gegeneinander so bemessen sind, dass die Stärke der parallel zueinander verlaufenden Ölströme den in den zu kühlenden Teilen entwickelten Wärmemengen angepasst ist.

   18. Transformator oder Drossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei einander parallele Schenkel des Wandlers, die symmetrisch in der U-förmigen Isolierhülle liegen und die Hochspannungswicklungen tragen, je in einem besonderen Isolierbehälter angeordnet sind.

   19. Transformator nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die beiderseits offenen Isolierbehälter in gemeinsame zweckmässig aus Metall bestehende Behälter enden.

   20. Transformator nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Behälter mindestens in Richtung des magnetischen Kraftflusses im Eisenkern durch eine isolierende Zwischenschicht unterteilt sind.

   21. Transformator nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Behälter aus je zwei in Richtung des magnetischen Kraftflusses geteilten und voneinander isolierten Mantelteilen und einem ebenfalls durch eine Isolierschicht von den Mantelteilen getrennten Deckel bestehen.

   22. Transformator nach den Ansprüchen 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der metallischen Behälter mit der Oberspannungswicklung bzw. der Erde elektrisch leitend <Desc/Clms Page number 8> verbunden ist und die andern von dem zuerst genannten Teil isolierten Teile mit diesem über Widerstände elektrisch leitend verbunden sind.

   23. Transformator oder Drossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierhülle mindestens einen Teil der Aussenwandungen eines mit Öl gefüllten Behälters bildet.

   24. Transformator oder Drossel nach den Ansprüchen 1 und 23, gekennzeichnet durch einen aus dem Kernfenster mit der flachen Seite zugekehrten Bändern gebildeten Eisenkern.

   25. Transformator oder Drossel nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Stossfugen benachbarter Bänder gegeneinander versetzt und Spannvorrichtungen zum Zusammenpressen des Blechpaketes an den Stossfugen vorgesehen sind.

   26. Transformator oder Drossel nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch die Zusammensetzung eines Eisenkernes von kreisförmigem Querschnitt aus Blechbändern verschiedener Breite derart, dass wenigstens nahezu der gesamte Kreisquerschnitt ausgefüllt ist.

   27. Transformator oder Drossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierhülle durch Aufwickeln von Faserstoffstreifen, zweckmässig Papierbändern, auf eine mit einem Längssehlitz versehene, zur Aufnahme des Transformatorkernes dienende metallische Hülle gebildet ist.

   28. Transformator oder Drossel nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch eine Bodenplatte, die zwei den Öffnungen des Isolierrohres entsprechende Öffnungen trägt und öldieht so mit dem Isolierrohr verbunden ist, dass die Öffnungen in der Platte und in dem Isolierrohr sich decken.

   29. Transformator oder Drossel nach Anspruch 28, gekennzeichnet durch einen metallischen Sockel, dessen Innenraum durch die Bodenplatte dicht abgeschlossen ist.

   30. Transformator oder Drossel nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch ein in das Freie mündendes verschliessbares Rohr, das in der Isolierhülle an oder in der Nähe von deren höchstgelegenem Punkt endet.

   31. Transformator oder Drossel nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch eine quer zum Eisenkern verlaufende, den Raum zwischen dem Sockel und der Bodenplatte teilende Trennwand und die Anordnung einer Ölpumpe zur Aufrechterhaltung eines Ölkreislaufes.

   32. Transformator oder Drossel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Isolierhülle aus keramischem Stoff, bei der zweckmässig der Übergang von dem zur Aufnahme der Unterspannungswicklung hinreichend bemessenen Innenquerschnitt der Schenkel zu dem Innenquerschnitt des lediglieh für die Aufnahme des Eisenkernes hinreichend bemessenen quer zu den Schenkeln verlaufenden Jochteiles bei im wesentlichen unveränderter Wandstärke mittels einer Kröpfung erfolgt, die sowohl für die innen angeordnete Unterspannungswick1ung als auch für die aussen liegende Oberspannungswieklung eine Anlage bildet.

   33. Transformator oder Drossel nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch ein für die Stossstellen der Bänder als Auflage dienendes Sattelstück, das gegenüber einem auf den Enden der Isolierhülle aufliegenden Boden verstellbar ist.

   34. Transformator oder Drossel nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass zur Geradrichtung des sonst stark gekrümmten und auf den Porzellanisolator seitliche Kräfte ausübenden Bandpaketes passend geformte, innerhalb der Isolierhülle und der darin angeordneten Unterspannungswicklung gelegene, an der Bodenplatte befestigte Führungsleisten vorgesehen sind.

   35. Transformator oder Drossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Eisenkern aus zwei U-förmigen Teilen besteht, von denen jeder eine ihn umgebende Isolierhülle und eine isolierte Oberspannungswick1ung trägt. und dass die Verbindungsleitung beider Oberspannungswicklungen mit dem Eisenkern elektrisch leitend verbunden ist.

   36. Transformator oder Drossel nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernhälften aus mit ihrer Fläche dem Kernfenster zugekehrten Bändern hergestellt sind, von denen jeweils das zweite so weit aus den Isolierhülen herausragt, dass die überragenden Enden beider Kernhälften nachträglich ineinandergeschachtelt werden können.

   37. Transformator oder Drossel nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern an von den einander gegenüberstehenden U-förmigen Isolierhüllen freigelassenen Teilen gehalten wird.

   38. Transformator oder Drossel nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern von einer Platte getragen wird, die zwischen zwei Isolierbehältern angeordnet ist, deren unterer die untere und deren oberer die obere Kernhälfte umschliesst.

   39. Transformator nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass an der Platte bzw. an mit ihr elektrisch leitend verbundenen, ausserhalb der Isolierbehälter befindliehen Teilen eine Anschlussklemme vorgesehen ist, zum Zweck, bei Verwendung des Transformators für niedrige Spannungen lediglich die eine Hälfte der Oberspannungswieklung benutzen zu können.