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Hochspannungstransformator, dessen Hochspannungswicklung von einer Isolationsschicht umgeben ist
Die Erfindung betrifft einen Hochspannungstransformator, dessen Hochspannungswicklung von einer aus Weichpapier gewickelten Isolationsschicht umgeben ist, die an einer Stelle ihres Umfanges derart ringförmig aufgeschnitten ist, dass ein trichterförmiger Ausschnitt in der Isolationsschicht entsteht, in den ein Teil einer Kondensatordurchführung hineinragt, wobei sich an den Umfang der Isolationsschicht ein ringförmiger, vorzugsweise als Potentialring wirkender Körper anschmiegt, der den trichterförmigen Ausschnitt an der Isolationsschicht begrenzt.
Für Transformatoren hoher Spannung, z. B. für Prüftransformatoren, hat sich die Lagenwicklung mit kontinuierlich abgestufter Lagenlänge bewährt, da bei dieser Wicklung gegenüber dem Kern bzw. dem Kessel in axialer Richtung ein weitestgehend gleichmässiger Spannungsgradient zu erreichen ist. Diese Bauweise führt aber zu verhältnismässig grossen Abständen zwischen der Wicklung und dem Kessel, da die äusserste Lage der Wicklung auch gleichzeitig der Wicklungsteil ist, der betriebsmässig das höchste Potential aufweist.
Um diese Abstände zwischen der Hochspannungswicklung und dem Kessel zu verringern, ist es bekannt, die Wicklung mit mehreren Hartpapierrohren zu umgeben. Da aber Transformatorenwicklungen für Transformatoren hoher Spannung und grosser Leistung bereits erhebliche Wicklungsdurchmesser aufweisen, entstehen bei der Herstellung von Hartpapierrohren, die in ihrem Durchmesser noch wesentlich über den Durchmessern der Trägerrohre für die Wicklung liegen, erhebliche technologische Schwierigkeiten. Ausserdem weisen Isolationsanordnungen, die aus einer Querschichtung von Hartpapier und Öl bestehen, zwar bessere Eigenschaften als reine ölstrecken auf, von den Eigenschaften einer ölgetränkten Weichpapierisolation sind diese Anordnungen aber noch weit entfernt.
Ferner ist eine Wicklung bekannt, bei der die Isolation zwischen den Lagen sowohl aus Weichpapier als auch aus Falten- oder Kreppapier besteht. Das Faltenpapier bzw. das Kreppapier ist dabei um die, ebenfalls mit kontinuierlich verkürzter Lagenlänge ausgeführte Wicklung herumgeschlagen und umhüllt die Wicklung vollständig. Diese Wicklungsanordnung weist hinsichtlich ihrer elektrischen Festigkeit zwar Vorteile gegenüber der Anordnung auf, die aus einer Querschichtung von Hartpapier und Öl mit relativ grossen Schichtstärken besteht, sie kommt aber an die extrem günstigen Werte, die die mit Öl getränkten Weichpapierisolationsanordnungen aufweisen, nicht heran. Ausserdem ist der entscheidende Nachteil dieser Anordnung, dass das Öl nicht durch die Wicklung hindurchströmen kann.
Diese Lösung ist also auf Wicklungen mit relativ kleiner Verlustleistung beschränkt.
Es ist aber auch bereits eine Anordnung bekannt, bei der die mit kontinuierlich verkürzter Lagenlänge ausgeführte Wicklung von einer auf ein Trägerrohr gewickelten Isolationsschicht aus Weichpapier umgeben ist. Bei dieser Anordnung sind die Weichpapierwickel, die zwischen den einzelnen Lagen liegen und die die Lagenlänge überschreiten, zu Winkelringen umgerissen. Gleichzeitig sind die
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axialen Enden der Isolationsschicht zu mehreren Winkelringen umgerissen, wobei die Lage dieser Winkelring so gewählt wurde, dass sie gegenüber den Winkelringen der Wicklung axial versetzt sind.
Um das Wicklungsende herausführen zu können, wurde die Isolationsschicht bei der vorbeschriebenen Anordnung ringförmig aufgeschnitten und die Weichpapierschichten in ringförmigen Treppen gleichfalls winkelringformig umgerissen. Die so entstandenen rohrförmigen Ansätze können mit den Rohren der Kondensatordurchführung verlappt werden. Ausserdem wurden bei dieser Ausführung auch schon leitende Folien eingewickelt, um deren Ränder Weichpapierschichten umgeschlagen sind.
Diese Anordnung hat, wird sie bei extrem hohen Spannungen, z. B. bei Spannungen grösser als 1 MV angewandt, zwei Unzulänglichkeiten. Zunächst ist zu verzeichnen, dass die Isolationsanordnung in dem besonders kritischen Gebiet des Trichters mit angemessenen Toleranzen und ohne Verwendung von Klebstoffen schwierig herstellbar ist. Ausserdem nimmt die Wicklung bei der genannten Spannung bereits derartige Ausmasse und die Wicklungsschicht derartige Stärken an, dass ihre mechanische Festigkeit insbesondere in dem durch die trichterförmigen Aussparungen im Querschnitt geschwächten Bereich nicht mehr gewährleistet ist.
Bei der Beurteilung des zuletzt genannten Nachteiles muss man berücksichtigen, dass das Gewicht der Isolationsschicht bei einem Prüftransformator der genannten Spannung etwa 2 Mp betragen kann und dass die äussersten Schichten der Isolationsschicht im Bereich der trichterförmigen Aussparung nur noch ungefähr 10 % der Gesamtlänge der Isolationsschicht ausmachen, während der Rest ausgespart werden muss, um die Durchführung aufnehmen zu können.
Diese Nachteile zu vermeiden, ist Zweck der Erfindung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wicklungsanordnung für einen Transformator höchster Spannung unter Einhaltung eines möglichst geringen Abstandes zwischen Wicklung und Gefäss durch Verwendung einer Weichpapierisolationsanordnung um die Wicklung zu schaffen und die Isolationsschicht mechanisch zu verfestigen, obwohl sie an einer Stelle derart aufzuschneiden ist, dass ein trichterförmiger Ausschnitt zur Aufnahme der Kondensatordurchführung entsteht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass eine die Isolationsschicht umschlingende, am Ring angreifende, beispielsweise aus mit Schnappverschlüssen spannbaren Spannbändern bestehende Spannvorrichtung vorgesehen ist.
An Hand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die Zeichnung zeigt den Aktivteil eines Hochspannungsprüftransformators, der zur Erzeugung einer Spannung grösser als 1 MV bestimmt ist.
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der Wicklung sowie durch Umreissen der axialen Enden der Isolationsschicht --3-- wurde erreicht, dass die Hochspannungswicklung allseitig mit Weichpapier umhüllt ist. Zur Herausführung der Spannung aus dieser Isolationsanordnung ist die Isolationsschicht im rechten Winkel zur Mantelkernebene ringförmig aufgeschnitten, so dass ein Trichter --4-- in der Isolationsschicht entsteht, in den ein Teil einer Kondensatordurchführung gesteckt wird.
In die bzw. auf die Isolationsschicht --3-- wurden leitfähige Folien --5- ein- bzw. aufgewickelt, die die Spannungsverteilung in der Isolationsschicht steuern. Diese Folien sind auch in dem Bereich der Winkelringe mitumgeschlagen und stehen mit den äquivalenten Lagen der Hochspannungswicklung in galvanischer Verbindung.
Damit wird auch die Steuerung der Isolationsanordnung in axialer Richtung bewirkt, was mit Rücksicht darauf, dass sich
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verbleibenden schmalen Weichpapierbahnen vor Zerstörung zu schützen, ist ein Ring-6vorgesehen, der den Trichter --4-- umgibt und sich an die Isolationsschicht --3-- anschmiegt. An diesem Ring--6-, der im Ausführungsbeispiel als Potentialring ausgebildet ist, und auf Erdpotential liegt, greifen Spannbänder-7--an, die die Isolationsschicht --3-- umschlingen und den Ring - auf denselben ziehen.
Der Ring --6-- trägt an den, den Spulenpressmitteln zugewandten
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schnallenartige Verschlüsse verbunden sind, werden mittels Schnappverschlüssen gespannt, die auf der der trichterförmigen Aussparung entgegengesetzten Seite der Isolationsschicht --3-- angeordnet sind.
Als Spannbänder -7-- werden aus Textilien bestehende Gurte eingesetzt, womit gewährleistet wird, dass keine Kurzschlusswindung entsteht. Da der Ring --6-- mittels der Laschen --8-- mit dem Kern verbunden ist, ist auch dessen Potential eindeutig festgelegt. Es ist aber auch möglich, diesem Ring-6-ein vom Erdpotential abweichendes Potential zuzuordnen.