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Die Erfindung bezieht sich auf einen Spannungswandler oder eine-drosselspule für sehr hohe
Spannungen mit unterteiltem Eisenkern, dessen Abschnitte auf das Potential der Teile der Hoch- spannungswieklung gebracht sind. Bei derartigen, unter der Bezeichnung Drosselspannungswandler bekannten Apparaten, bei denen die Hochspannungswieklung die säulenartig aufgebauten Kerne umgibt und der magnetische Rückschluss durch die Luft erfolgt, wird die Sekundärwicklung in der Regel auf den unteren geerdeten, in das Innere der scheibenförmigen Hochspannungswicklung hinein- ragenden Kernstumpf aufgebracht.
Die Sekundärwicklung derartiger Wandler ist somit mit der Hochspannungswicklung verhältnismässig schlecht gekoppelt, so dass darunter die Messgenauigkeit des Wandlers leidet. Da ferner die Kraftlinien bei solchen Wandlern von der Kernsäule nach aussen gestreut werden, um durch die Luft ihren Rückschluss zu finden, müssen die Wandler in ein kostspieliges und gegen mechanische Beanspruchungen empfindliches, nicht metallisches Gehäuse gesetzt werden, damit die Kraftlinien nicht durch Wirbelströme abgebremst werden.
Der Erfindungsgegenstand geht diesen Schwierigkeiten bzw. Nachteilen aus dem Wege, wobei der Aufbau desselben so getroffen ist, dass sämtliche Potentiale, auch diejenigen gegen das metallische Gehäuse gesteuert sind. Hiedurch ist es möglich, die Abmessungen und die Ölfüllung des Wandlers auf ein Mindestmass herabzusetzen. Ausserdem bedingt die Erfindung ein einfaches Durchführungs- problem. Ein weiterer erheblicher Vorteil des Erfindungsgegenstandes gegenüber den bekannten Spannungswandlern besteht darin, dass wegen einer besonders guten magnetischen Verkettung zwischen der Hoch-und Niederspannungswicklung eine besondere Isolation zwischen diesen beiden Wicklungen fortfällt.
Der Erfindungsgegenstand zeichnet sieh hiebei im wesentlichen dadurch aus, dass der Kern in zwei Teile unterteilt ist, von denen der eine auf das Hochspannungspotential gebracht ist und der andere, als magnetischer Rückschluss dienende Teil Erdpotential hat und zwischen den beiden Kernteilen eine lagenweise gewickelte Hochspannungswicklung sowie die über die ganze Länge der Hochspannungswicklung gleichmässig verteilte Niederspannungswicklung vorgesehen ist. Hiebei übernimmt die Lagenwicklung die Steuerung des Potentials längs der Wicklungsstirnfläche.
Gemäss einem weiteren Vorschlag nach der Erfindung wird die Anordnung so getroffen, dass die Länge der Lagen der von der Niederspannungswicklung umgebenen Hoehspannungswicklung von innen nach aussen zunimmt und dass der Rückschlussteil in axialer Richtung länger ist als der Kernstumpf. Diese Anordnung trägt besonders dazu bei, dass an Bauhöhe des Spannungswandlers gespart wird.
Berücksichtigt man, dass es aus isolationstechnischen Gründen erforderlich ist, zwischen der unteren Kante des auf Hochspannung gebrachten Eisenkern (Kernstumpfes) und dem Gehäuseboden eine bestimmte Entfernung vorzusehen, so würde sich eine naheliegende Anordnung ergeben, indem man die den Kernstumpf umgebende Hochspannungswicklung als Lagenwicklung, die im Hinblick auf die gewünschte Potentialsteuerung eine stetig sich ändernde Lagenlänge aufzuweisen hat, mit nach aussen abnehmender Länge der Lagen ausführen würde. Dies würde jedoch zu einer beträchtlichen Höhe des Ölkastens führen, da der Punkt der Lage mit dem höchsten Potential den geringsten Abstand bis zur Kastenwandung (insbesondere Kastenboden bzw.-deckel) besitzt.
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Demgegenüber geht die Erfindung nach dem genannten weiteren Vorschlag trotz der bestandenen wickeltechnischen Bedenken, indem man vor allem das Abgleiten der Wicklung beim Wickeln zu befürchten hatte, davon aus, dass sie die Länge des Kernstumpfes verkürzt und die Länge der Lagen der von der Niederspannungswicklung umgebenen Hochspannungswicklung von innen nach aussen zunehmen lässt, so dass der Punkt des höchsten Potentials, u. zw. in diesem Falle der mit dem Kernstumpf benachbarten Lage, am weitesten von der Kastenwandung (insbesondere Kastenboden oder - deckel) zu liegen kommt. Der Rückschlussteil, der in axialer Richtung länger ausgeführt ist als der Kernstumpf, kann hiebei trotzdem bis auf den Gehäuseboden herangeführt werden, da er das Erdpotential hat.
Obwohl die Spannungsabstände des auf Hochspannungspotential gebrachten Kernstumpfes gegenüber dem Boden und der metallenen Fassung der Durchführung die erforderlichen Masse aufweisen, bekommt man also eine geringe Höhe des Kastens.
Auf der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes in einem Längsschnitt veranschaulicht.
Der Kern des Spannungswandlers wird durch zwei Teile gebildet, einem auf das Hochspannungpotential gebrachten Kernstumpf 1 und einem das Erdpotential aufweisenden, als Rückschlusskern dienenden Teil 2. Zwischen den beiden Kernteilen 1, 2, die zur besseren Aufnahme der magnetischen Kraftlinien an den Übergangsstellen zwischen Luft und den Eisenbleche abgestuft sind, ist eine lagenweise gewickelte Hochspannungswicklung 3 und, auf die ganze Länge der Hochspannungswicklung verteilt eine Niederspannungswicklung 4 vorgesehen. Auf diese Weise entsteht ein in bezug auf die Längs-und Quersymmetrieachse des Apparates symmetrischer Aufbau bzw. eine symmetrische Aufteilung der Apparateteile.
Die aus dem Kernstumpf 1 austretenden und in den Rückschlusskern 2 gelangenden, in der Luft verlaufenden Kraftlinien sowie die nach dem Durchlauf des Rückschluss- kernes 2 aus diesem austretenden und in den Kernstumpf 1 gelangenden Kraftlinien sind mit 5 bezeichnet.
Die Kernteile 1 und 2 können aus Blechen hoher Anfangspermeabilität bestehen bzw. als Misehkerne ausgeführt sein. Die von der Durchführung kommende Hochspannungswicklung 3 ist derart in Lagen von innen nach aussen gewickelt, dass die Lagenlänge von innen nach aussen allmählich zunimmt, wobei die äusserste Lage geerdet ist.
Auf die abgestuften Endteile des Kernstumpfes 1 sind zweckmässigerweise Schirmkappen 6 aufgesetzt, die beispielsweise aus Holz mit Graphitbelag ausgeführt sind.
Der Wandler kann in ein mit mineralischem bzw. unbrennbarem Öl gefülltes geerdetes Metallgehäuse (Kasten) 7 gesetzt werden. Auf dem Metallgehäuse ist in an sich bekannter Weise eine Durchführung 8 vorgesehen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Topfspannungswandler oder-drosselspule für sehr hohe Spannungen mit aus mindestens zwei Teilen bestehendem Eisenkern, dadurch gekennzeichnet, dass der als Kernstumpf ausgebildete Teil (1) Hochspannungspotential besitzt und von dem geerdeten Rückschlussteil (2) konzentrisch umgeben ist und dass zwischen den beiden Kernteilen (1, 2) in an sich bekannter Weise eine Hochspannungswicklung (3) als Lagenwicklung mit von innen nach aussen abnehmendem Potential und über dieser eine über die ganze Länge verteilte Niederspannungswieklung (4) angeordnet ist.