BRPI0313483B1 - winding arrangement - Google Patents
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Abstract
"disposição de enrolamento". a presente invenção refere-se a uma disposição de enrolamento que apresenta uma alta resistência elétrica. a disposição de enrolamento apresenta pelo menos dois enrolamentos (34, 37) dispostos um ao lado do outro em uma fileira, os quais estão respectivamente envolvidos por uma disposição de barreira (38, 40) formada por material isolante. além disso, é previsto respectivamente um escudo elétrico tubular (62, 63; 64, 65) na região de cada um dos dois lados frontais de enrolamento (5, 6; 7, 8; 58, 59; 60, 61) de pelo menos um dos enrolamentos (1, 3, 4), que envolve o respectivo enrolamento (1, 2, 3, 4; 37) coaxialmente deixando uma lacuna intermediária (23a, 63a) e que se estende axialmente para fora para além do respectivo lado frontal de enrolamento (5, 6, 7, 8; 58, 59; 60, 61) de um modo tal que a sua altura axial (b), tomada em relação ao respectivo lado frontal de enrolamento (58, 59) seja igual ou maior do que a metade da largura radial (a) da lacuna intermediária (23a, 63a)."winding arrangement". The present invention relates to a winding arrangement having a high electrical resistance. The winding arrangement has at least two windings (34, 37) disposed next to each other in a row, which are respectively surrounded by a barrier arrangement (38, 40) formed by insulating material. furthermore, a tubular electric shield (62, 63; 64, 65) is provided respectively in the region of each of the two winding front sides (5, 6; 7, 8; 58, 59; 60, 61) of at least one of the windings (1, 3, 4), which surrounds the respective winding (1, 2, 3, 4; 37) coaxially leaving an intermediate gap (23a, 63a) and extending axially outwards beyond its front side (5, 6, 7, 8; 58, 59; 60, 61) such that its axial height (b), taken relative to the respective front winding side (58, 59) is equal to or greater than than half the radial width (a) of the intermediate gap (23a, 63a).
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSIÇÃO DE ENROLAMENTO".Report of the Invention Patent for "WINDING ARRANGEMENT".
[001] A presente invenção refere-se a uma disposição de enro-lamento com, no mínimo, dois enrolamentos dispostos um ao lado do outro em uma fileira. Através da Patente norte-americana 4.318.066 conhece-se um enrolamento de transformador, que é envolvido coaxi-almente por um escudo eletrostático tubular. O escudo estende-se por todo o comprimento axial do enrolamento e termina com os dois lados frontais do enrolamento. Entre o enrolamento e o escudo eletrostático são ainda previstos outros três escudos tubulares que envolvem o enrolamento, os quais diminuem gradualmente de fora para dentro em seu comprimento axial e terminam com o lado frontal superior do enrolamento. Lá, também é prevista a conexão do enrolamento. Os escudos eletrostáticos que variam em seus comprimentos são previstos para obter uma distribuição uniforme de voltagem ao longo do enrolamento no caso de uma solicitação de tensão de pulsos do enrolamento; nesse caso, os escudos eletrostáticos atuam como condensadores para a derivação de voltagem.The present invention relates to a winding arrangement with at least two windings arranged side by side in a row. US Patent 4,318,066 discloses a transformer winding, which is coaxially enclosed by a tubular electrostatic shield. The shield extends over the entire axial length of the winding and ends with both front sides of the winding. Between the winding and the electrostatic shield are further provided three other tubular shields that surround the winding, which gradually decrease inward from the outside in their axial length and end with the upper front side of the winding. There, the winding connection is also provided. Electrostatic shields varying in their lengths are intended to obtain a uniform distribution of voltage throughout the winding in the event of a winding pulse voltage request; In this case, the electrostatic shields act as capacitors for the voltage shunt.
[002] Disposições de enrolamento com pelo menos dois enrolamentos dispostos um ao lado do outro em fileira, tal como são previstos, por exemplo, para bobinas de impedância, podem apresentar, por exemplo, um núcleo correspondente, sendo que cada um dos enrolamentos envolve uma perna do núcleo, a qual, fora dos enrolamentos, está ligada com uma ponte de núcleo magneticamente para formar um circuito fechado. Além disso, é usual alojar essa disposição de enrolamento em uma carcaça, formada por paredes condutíveis, e encher a carcaça com um agente isolante, como, por exemplo, óleo de refrigeração.Winding arrangements with at least two windings arranged next to each other in a row, as provided, for example, for impedance coils, may have, for example, a corresponding core, each winding involving a core leg which, outside the windings, is magnetically connected with a core bridge to form a closed loop. In addition, it is usual to house this winding arrangement in a housing formed by conductive walls and to fill the housing with an insulating agent such as cooling oil.
[003] Esse tipo de disposição de enrolamento também pode ser previsto para transformadores, sendo que cada um dos dois enrola- mentos forma um enrolamento de transformador de uma combinação de enrolamento de transformador. Nesse caso, os enrolamentos de transformador formados com os enrolamentos estão combinados a uma fase e a um lado elétrico, como, por exemplo, o lado primário do transformador, sendo que cada uma das combinações de enrolamento de transformador apresenta um segundo enrolamento de transformador, que forma o outro lado elétrico da fase correspondente.[003] This type of winding arrangement may also be provided for transformers, each of which two windings forms a transformer winding of a transformer winding combination. In this case, the transformer windings formed with the windings are combined with one phase and one electrical side, such as the primary side of the transformer, each transformer winding combination having a second transformer winding, forming the other electrical side of the corresponding phase.
[004] Especialmente no caso de uma aplicação da disposição de enrolamento em uma bobina de indutância ou em um transformador para aplicações de transmissão de corrente contínua e alta tensão, além dos enrolamentos serem submetidos a uma tensão alternada elétrica com ondas harmônicas, ocorre também uma solicitação por tensão contínua. Correspondentemente, os enrolamentos têm que ser dimensionados para a solicitação por essas ondas harmônicas, tensões contínuas. De modo correspondente, os enrolamentos são submetidos a um teste correspondente de tensão alternada e de tensão contínua, antes da entrada em operação. No caso desse teste de tensão contínua, os enrolamentos são submetidos individualmente e sucessivamente ou todos juntos a uma tensão contínua de teste.Especially in the case of applying the winding arrangement to an inductance coil or a transformer for direct current and high voltage transmission applications, in addition to the windings being subjected to an electrical alternating voltage with harmonic waves, there is also a request by direct voltage. Correspondingly, the windings have to be sized to the demand by these harmonic waves, continuous voltages. Correspondingly, the windings are subjected to a corresponding alternating voltage and direct voltage test prior to commissioning. In the case of this continuous voltage test, the windings are individually and successively submitted or all together to a continuous test voltage.
[005] A invenção tem como objetivo apresentar uma disposição de enrolamento que apresente uma alta resistência elétrica.[005] The object of the invention is to provide a winding arrangement that has a high electrical resistance.
[006] Esse objetivo é alcançado com uma disposição de enrolamento com pelo menos dois enrolamentos dispostos um ao lado do outro em fileira, os quais estão envolvidos por uma disposição de barreira formada por um material isolante e com um escudo eletrostático tubular na região de cada um dos dois lados frontais de enrolamento de pelo menos um dos enrolamentos, sendo que cada escudo envolve o - no mínimo um - enrolamento coaxialmente, deixando uma lacuna intermediária e estende-se axialmente para fora do lado frontal de enrolamento, de um modo tal que a sua altura axial, em relação ao lado frontal de enrolamento, é igual ou maior do que a metade da largura radial da lacuna intermediária.This objective is achieved with a winding arrangement with at least two windings arranged next to each other in a row, which are surrounded by a barrier arrangement formed of an insulating material and a tubular electrostatic shield in the region of each other. one of the two winding front sides of at least one of the windings, each shield enveloping the at least one winding coaxially, leaving an intermediate gap and extending axially out of the winding front side such that its axial height in relation to the winding front side is equal to or greater than half the radial width of the intermediate gap.
[007] Devido ao fato de que os enrolamentos estão envolvidos por uma disposição de barreira formada com material isolante, obtém-se um alto isolamento elétrico em relação a uma perna de núcleo eventualmente existente e, também, em relação a uma carcaça eventualmente existente, a qual pode apresentar, pelo lado de dentro, blindagens magnéticas de parede de carcaça e na qual fica disposta a disposição de enrolamento, ou seja, em relação a peças elétricas localizadas por fora do enrolamento. Adicionalmente, com os escudos ele-trostáticos tubulares na região de cada lado frontal de enrolamento consegue-se que lá o campo elétrico seja conduzido de tal forma que lá ocorra uma menor sobrecarga elétrica possível da disposição de barreira. Partindo-se do fato de que a disposição de barreira apresenta pelo menos uma parede de material isolante, que envolva o enrolamento e, nesse caso, particularmente nos lados frontais de enrolamento de um dos enrolamentos, envolva a aresta de enrolamento localizada radialmente por fora e formada pela superfície de cobertura de enrolamento e pelo lado frontal de enrolamento, então com os escudos consegue-se especialmente que a intensidade de campo elétrico que se forma entre o escudo e o correspondente enrolamento - especialmente as suas arestas de enrolamento - e que surge, por exemplo, no caso de uma solicitação por tensão contínua ou no caso de um teste de tensão contínua dos enrolamentos, desemboque na disposição de barreira de modo essencialmente vertical sobre a superfície da parede da disposição de barreira, saia novamente da disposição de barreira. Nesse caso, portanto, ocorrem componentes muito reduzidos de intensidade de campo elétrico dirigidos tangencialmente, isto é, ao longo da superfície da parede da disposição de barreira. No caso de uma forma de execução sem escudos, ao ocorrer uma solicitação por ten- são contínua especialmente nas regiões da disposição de barreira, nas quais as arestas de enrolamento dos dois enrolamentos adjacentes ficam localizadas uma perto da outra, estabelece-se um campo elétrico dirigido essencialmente em direção axial. Isso faz com que exatamente na região da disposição de barreira adjacente à aresta externa de enrolamento ocorram intensidades de campo elétrico dirigidas bastante tangencialmente, ao longo da superfície da parede da disposição de barreira, intensidades estas que podem levar a uma falha elétrica. No caso do dimensionamento dos escudos no que refere-se à altura em relação ao lado frontal de enrolamento, pela qual cada escudo ultrapassa o lado frontal de enrolamento, constatou-se que para uma boa condução do campo basta que essa altura comporte no mínimo a metade da largura radial da lacuna intermediária. Nesse sentido, a altura também tem que aumentar correspondentemente no caso de uma largura radial crescente da lacuna intermediária. A configuração de acordo com a invenção da disposição de enrolamento revelou-se como sendo particularmente vantajosa especialmente no caso de uma aplicação da disposição de enrolamento de acordo com a invenção para uma bobina de indutância, na qual os dois enrolamentos elétricos estão conectados em paralelo. Além disso, devido à previsão da disposição de barreira e dos escudos eletrostáticos torna-se possível uma estrutura particularmente compacta da disposição de enrolamento com a carcaça, pois os campos elétricos que se formam especialmente no caso de uma solicitação por tensão contínua são conduzidos - como já descrito - e também uniformizados para fora, reduzindo assim a probabilidade de uma virada para um outro potencial entre um dos enrolamentos e peças eletricamente condutoras dispostas fora dos enrolamentos. Uma disposição de enrolamento eletricamente particularmente segura é obtida quando todos os enrolamentos, na região de seus lados frontais de enrolamento, apresentarem esses escudos, tal como são previstos no pelo menos um enrolamento.Due to the fact that the windings are surrounded by a barrier arrangement formed of insulating material, high electrical insulation is obtained in relation to an existing core leg as well as in relation to an existing housing, which may have, inside, carcass wall magnetic shields and in which the winding arrangement is arranged, that is, with respect to electrical parts located outside the winding. Additionally, with the tubular electrostatic shields in the region of each front winding side it is possible to conduct the electric field there in such a way that the lowest possible electrical overload of the barrier arrangement occurs there. Assuming that the barrier arrangement has at least one wall of insulating material which surrounds the winding and in this case, particularly on the winding front sides of one of the windings, surrounds the winding edge located radially outside and formed by the winding cover surface and the winding front side, then with the shields it is especially achieved that the electric field strength that forms between the shield and the corresponding winding - especially its winding edges - and which arises, For example, in the case of a DC stress request or in the case of a winding DC stress test, run into the barrier arrangement substantially vertically on the wall surface of the barrier arrangement, exit the barrier arrangement again. In this case, therefore, very small components of tangentially directed electric field intensity occur, that is, along the wall surface of the barrier arrangement. In the case of a shieldless embodiment, when a continuous voltage demand occurs especially in the regions of the barrier arrangement, where the winding edges of the two adjacent windings are located close together, an electric field is established. directed essentially in axial direction. This causes exactly in the region of the barrier arrangement adjacent to the outer winding edge to occur very tangentially directed electric field intensities along the wall surface of the barrier arrangement which intensities may lead to an electrical failure. In the case of shield dimensioning with respect to the height in relation to the winding front side, whereby each shield surpasses the winding front side, it was found that for a good conduction of the field it is sufficient that this height should be at least half the radial width of the intermediate gap. In this sense, the height also has to increase correspondingly in case of an increasing radial width of the intermediate gap. The arrangement according to the invention of the winding arrangement has been found to be particularly advantageous especially in the case of an application of the winding arrangement according to the invention to an inductance coil in which the two electrical windings are connected in parallel. In addition, due to the provision of the barrier arrangement and the electrostatic shields, a particularly compact structure of the winding arrangement with the housing becomes possible, as the electric fields that are formed especially in the case of a DC voltage request are conducted - as already described - and also outwardly uniformed, thereby reducing the likelihood of a turning to another potential between one of the windings and electrically conductive parts arranged outside the windings. A particularly safe electrically winding arrangement is obtained when all windings in the region of their winding front sides have such shields as provided for in at least one winding.
[008] Em uma configuração preferida, os dois escudos eletrostá-ticos são formados conjuntamente com um escudo geral tubular que se estende axialmente por todo o enrolamento. Desse modo, obtém-se uma blindagem correspondente para fora, ao longo de todo o enrolamento. Isso é particularmente vantajoso no caso de uma disposição da disposição de enrolamento de acordo com a invenção em uma carcaça, na qual, para uma melhor condução do campo magnético, fora do enrolamento, são previstos pacotes de núcleos magnéticos dispostos no interior da carcaça na parede de carcaça e alinhados paralelamente às pontes de núcleo. No caso de disposições de enrolamento sem escudos eletrostáticos, os aumentos de intensidade de campo que se formam nas arestas e quinas usualmente existentes nos pacotes de chapas magnéticas podem levar a descargas elétricas entre o enrolamento e os pacotes de chapas magnéticas. Devido aos escudos eletrostáticos, a evolução do campo elétrico entre o enrolamento e a parede de carcaça, os pacotes de chapas magnéticas, fica uniformizado, reduzindo bastante o risco de uma descarga elétrica entre o enrolamento e a parede de carcaça.In a preferred embodiment, the two electrostatic shields are formed together with a tubular general shield extending axially throughout the winding. In this way a corresponding outward shield is obtained throughout the winding. This is particularly advantageous in the case of an arrangement of the winding arrangement according to the invention in a housing in which, for better conduction of the magnetic field outside the winding, magnetic core packages disposed within the housing in the wall are provided. casing and aligned parallel to the core bridges. In the case of winding arrangements without electrostatic shields, increases in field strength that form at the edges and edges usually present in the magnetic plate packages can lead to electrical discharges between the winding and the magnetic plate packages. Due to the electrostatic shields, the evolution of the electric field between the winding and the carcass wall, the magnetic plate packages is uniform, greatly reducing the risk of an electric discharge between the winding and the carcass wall.
[009] De preferência, a disposição de enrolamento forma uma bobina de indutância para sistemas de transmissão de corrente contínua e alta tensão. A disposição de enrolamento de acordo com a invenção é particularmente adequada para uma bobina de indutância desse tipo.Preferably, the winding arrangement forms an inductance coil for direct current and high voltage transmission systems. The winding arrangement according to the invention is particularly suitable for such an inductance coil.
[0010] Segundo uma outra configuração preferida, cada um dos dois enrolamentos forma um enrolamento externo de transformador de uma combinação de enrolamento de transformador, sendo que cada combinação de enrolamento de transformador apresenta o enrolamento externo de transformador, o qual envolve coaxialmente um enrolamento interno de transformador. Nesse caso, os dois enrolamentos de transformador estão acoplados magneticamente e servem para transformação de uma fase elétrica, como, por exemplo, de uma rede elétrica de várias fases.In another preferred embodiment, each of the two windings forms an external transformer winding of a transformer winding combination, each transformer winding combination having the external transformer winding, which coaxially surrounds an internal winding. of transformer. In this case, the two transformer windings are magnetically coupled and serve to transform an electrical phase, such as a multi-phase electrical network.
[0011] De preferência, a disposição de enrolamento é componente de um transformador para sistemas de transmissão de corrente contínua e alta tensão. Nesses sistemas de transmissão de corrente contínua e alta tensão pode ocorrer uma solicitação do transformador por uma alta tensão contínua; portanto, devido à configuração de acordo com a invenção, a disposição de enrolamento é particularmente bem apropriada para um transformador desse tipo.Preferably, the winding arrangement is part of a transformer for direct current and high voltage transmission systems. In such high voltage direct current transmission systems a transformer request may occur for a high continuous voltage; therefore, due to the configuration according to the invention, the winding arrangement is particularly well suited for such a transformer.
[0012] Para o envolvimento da aresta externa de enrolamento, a disposição de barreira pode ser configurada, por exemplo, de tal modo que a parede seja formada por um tubo de material isolante que envolve radialmente o enrolamento e que se projeta para além do lado frontal do enrolamento, e por um disco de material isolante que fecha o tubo de material isolante em forma de tampa em cada lado frontal. Em uma configuração preferida, cada disposição de barreira, na região dos lados frontais de enrolamento, apresenta pelo menos um anel angular externo arredondado, o qual envolve a aresta externa de enrolamento.For wrapping the outer winding edge, the barrier arrangement can be configured, for example, such that the wall is formed by a pipe of insulating material that surrounds the winding radially and extends beyond the side. front of the winding, and by an insulating material disc that closes the cap-shaped insulating material tube on each front side. In a preferred embodiment, each barrier arrangement in the region of the winding front sides has at least one rounded outer angular ring which surrounds the winding outer edge.
[0013] Em uma configuração preferida, os escudos, na região de suas extremidades, apresentam uma blindagem para a condução do campo. Por meio da blindagem para a condução de campo evitam-se altas concentrações de intensidades de campo elétrico na região das extremidades dos escudos.In a preferred embodiment, the shields in the region of their ends have a shield for conducting the field. Through shielding for field conduction, high concentrations of electric field intensities in the region of the shield ends are avoided.
[0014] De preferência, a disposição de enrolamento fica disposta em uma carcaça condutível.Preferably, the winding arrangement is arranged in a conductive housing.
[0015] A seguir, a disposição de enrolamento de acordo com a invenção será explicada em detalhes com base no desenho correspondente.In the following, the winding arrangement according to the invention will be explained in detail based on the corresponding drawing.
[0016] O desenho mostra: Figura 1: uma representação em corte de uma bobina de indutância com a disposição de enrolamento de acordo com a invenção;[0016] The drawing shows: Figure 1: a sectional representation of an inductance coil with the winding arrangement according to the invention;
Figura 2: um transformador com a disposição de enrolamento de acordo com a invenção;Figure 2: a transformer with the winding arrangement according to the invention;
Figura 3: um recorte de uma disposição de enrolamento com uma blindagem para a condução de campo em uma primeira modificação;Figure 3: A cutout of a winding arrangement with a field conducting shield in a first modification;
Figura 4: um recorte de uma disposição de enrolamento com uma blindagem para a condução de campo em uma segunda modificação.Figure 4: A cutout of a winding arrangement with a field conducting shield in a second modification.
[0017] Na figura 1 acha-se representada uma disposição de enrolamento com dois enrolamentos 1 e 2 dispostos um ao lado do outro em uma fileira, os quais se estendem ao longo de um eixo 85 e 86. As conexões elétricas dos enrolamentos 1 e 2 foram deixadas de fora da figura 1, para facilitar a observação. Cada um dos enrolamentos 1 e 2 está envolvido por uma disposição de barreira 3, 4, formada por material isolante. Cada uma das disposições de barreira 3 e 4 apresenta, em cada um dos lados frontais de enrolamento 5, 6, 7 e 8, um anel angular externo 9, 10, 11, 12. Do mesmo modo, nos lados frontais de enrolamento 5, 6, 7, 8 é previsto um anel angular interno 13, 14, 15, 16. Os anéis angulares externos 9, 10, 11, 12, envolvem as arestas de enrolamento 19, 20, bem como 21, 22, localizadas radialmente por fora e formadas com a superfície de cobertura de enrolamento 17, 18 e com o lado frontal adjacente de enrolamento 5, 6, bem como 7, 8. Os anéis angulares internos 13, 14, 15, 16 envolvem uma aresta de enrolamento 19A, 20A, 21 A, 22A, localizada radialmente por dentro.Figure 1 shows a winding arrangement with two windings 1 and 2 arranged next to each other in a row, which extend along an axis 85 and 86. The electrical connections of windings 1 and 2 were left out of figure 1 for ease of observation. Each of the windings 1 and 2 is surrounded by a barrier arrangement 3, 4 formed by insulating material. Each of the barrier arrangements 3 and 4 has on each of the winding front sides 5, 6, 7 and 8 an outer angular ring 9, 10, 11, 12. Likewise on the winding front sides 5, 6, 7, 8 an inner angular ring 13, 14, 15, 16 is provided. The outer angular rings 9, 10, 11, 12 surround the winding edges 19, 20 as well as 21, 22, located radially outside. and formed with the winding cover surface 17, 18 and the adjacent winding front side 5, 6 as well as 7, 8. The inner angular rings 13, 14, 15, 16 surround a winding edge 19A, 20A, 21A, 22A, located radially within.
[0018] Para a blindagem, nos dois enrolamentos 1 e 2, nas regiões de seus lados frontais de enrolamento 5, 6, 7, 8, são previstos os es- cudos gerais tubulares 23, 24. Os escudos gerais 23 e 24 envolvem os enrolamentos 1, 2, deixando uma lacuna intermediária 23A e 24A e estão conectados a potencial terra, isto é, estão ligados com potencial terra através de uma conexão. Nesse caso, os escudos gerais 23 e 24 estendem-se por todo o comprimento axial dos enrolamentos correspondentes 1, 2, e nos lados frontais de enrolamento 5, 6, 7, 8, estendem-se para além dos lados frontais de enrolamento, de um modo tal que - como já foi explicado como exemplo em relação ao escudo geral 23 - a altura axial B, em relação ao lado frontal de enrolamento 5, é maior do que a metade da largura radial A da lacuna intermediária 23A.For shielding, in the two windings 1 and 2, in the regions of their winding front sides 5, 6, 7, 8, the tubular general shields 23, 24 are provided. The general shields 23 and 24 surround the windings 1, 2, leaving an intermediate gap 23A and 24A and are connected to potential ground, that is, they are connected to potential ground through a connection. In this case, the general shields 23 and 24 extend over the entire axial length of the corresponding windings 1, 2, and on the winding front sides 5, 6, 7, 8 extend beyond the winding front sides of such a way that - as already explained as an example with respect to the general shield 23 - the axial height B with respect to the winding front side 5 is greater than half of the radial width A of the intermediate gap 23A.
[0019] Observando-se, por exemplo, a aresta de enrolamento 19, então esta, juntamente com o anel angular externo 9, encontra-se particularmente bem isolada eletricamente em relação a peças condutí-veis dispostas externamente ao enrolamento 1 - como, por exemplo, o núcleo 25, a carcaça 26 ou o pacote de chapas magnéticas 28 disposto na carcaça 26 junto à parede 27 desta. Nessa região, com o escudo geral 23 consegue-se adicionalmente que o campo elétrico que se estabelece durante o funcionamento ou em um teste de tensão contínua e que sai do lado frontal de enrolamento 5 e da superfície de cobertura de enrolamento 17 na região da aresta de enrolamento 19, seja conduzido de tal modo que ele fique quase vertical sobre as superfícies 29 e 30 do anel angular externo 9 e termine sobre o escudo 23. Desse modo a sobrecarga elétrica da disposição de barreira 3 é pequena na região da aresta de enrolamento 19 no caso de uma solicitação por uma tensão contínua durante a operação ou no caso de um teste de tensão contínua.Considering, for example, the winding edge 19, then this, together with the outer angular ring 9, is particularly well electrically insulated with respect to conductive parts arranged externally to winding 1 - such as For example, the core 25, the housing 26 or the magnetic plate package 28 disposed in the housing 26 adjacent the wall 27 thereof. In this region, with the general shield 23 it is further obtained that the electric field that is established during operation or in a continuous voltage test and which leaves the winding front side 5 and the winding cover surface 17 in the edge region 19, is conducted such that it is almost vertically on the surfaces 29 and 30 of the outer angular ring 9 and terminates on the shield 23. Thus the electrical overload of the barrier arrangement 3 is small in the region of the winding edge 19 in case of a request for a DC voltage during operation or in the case of a DC voltage test.
[0020] Se não estivessem presentes os escudos gerais 23 e 24, então, especialmente no caso de uma solicitação por tensão contínua - particularmente simultânea - dos enrolamentos 1 e 2 na região das arestas de enrolamento 19 e 21 localizadas muito próximas uma da outra, ou seja, na janela de núcleo 31 do núcleo 25, resultaria um campo elétrico que correria essencialmente em direção axial, isto é, não mais perpendicularmente sobre as superfícies 29 e 39 do anel angular externo 9 e sobre as superfícies correspondentes do anel angular externo 11. Devido a isso ocorrería uma forte solicitação elétrica ao longo da superfície 29, 30, especialmente na região próxima à aresta de enrolamento 19, que poderia causar uma falha elétrica.If general shields 23 and 24 were not present, then, especially in the case of a stress request - particularly simultaneous - of windings 1 and 2 in the region of winding edges 19 and 21 located very close together, that is, in the core window 31 of the core 25, an electric field would result which would run essentially axially, i.e. no more perpendicularly to the surfaces 29 and 39 of the outer angular ring 9 and to the corresponding surfaces of the outer angular ring 11 Because of this a strong electrical stress would occur along the surface 29, 30, especially in the region near the winding edge 19, which could cause an electrical failure.
[0021] As disposições de barreira 3 e 4, com seus anéis angulares externos 9, 10, 11 e 12, bem como com os anéis angulares internos 13,14,15 e 16 são especialmente formadas de cartão acetinado.Barrier arrangements 3 and 4, with their outer angular rings 9, 10, 11 and 12, as well as their inner angular rings 13,14,15 and 16 are specially formed of satin cardboard.
[0022] A carcaça de transformador 26 pode ser enchida com um agente de isolamento, como, por exemplo, óleo de refrigeração.Transformer housing 26 may be filled with an insulating agent such as cooling oil.
[0023] Além disso, também é possível suprimir o escudo geral 24. Também se pode suprimir o núcleo 25, de tal modo que se obtenha uma bobina de indutância sem núcleo.In addition, it is also possible to suppress the general shield 24. The core 25 can also be suppressed, such that an inductance-free coil is obtained.
[0024] Na figura 2 mostra-se uma representação em corte através de uma disposição de enrolamento prevista para um transformador de duas fases.Figure 2 shows a cross-sectional representation through a winding arrangement provided for a two-phase transformer.
[0025] São previstas duas combinações de enrolamentos de transformador 32 e 33, que se estendem ao longo de um eixo 87, 88, sendo que a combinação de enrolamento de transformador 32 apresenta um enrolamento externo de transformador 34 e um enrolamento interno de transformador 35 e a segunda combinação de enrolamento de transformador 33 apresenta um enrolamento externo de transformador 37 e um enrolamento interno de transformador 36. Os enrolamentos externos de transformador 34 e 37 envolvem coaxialmente os enrolamentos internos de transformador 35, 36. Aqui também não são mostradas as conexões elétricas dos enrolamentos de transformador 34, 35, 36 e 37, para facilitar a observação. Cada um dos enrolamentos de transformador 34, 35, 36, 37 acha-se envolvido por uma disposição de barreira a ele combinada 38, 39, 40, 41. Cada uma das disposições de barreira 38, 39, 40, 41 apresenta um anel angular externo 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48 e 49, comparáveis aos anéis angulares externos 9, 10, 11 e 12 da figura 1, bem como um anel angular interno 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57 comparável aos anéis angulares internos 13, 14, 15e16 da figura 1.Two combinations of transformer windings 32 and 33 extending along an axis 87, 88 are provided, the transformer winding combination 32 having an external transformer winding 34 and an internal transformer winding 35. and the second transformer winding combination 33 has an external transformer winding 37 and a transformer internal winding 36. The external transformer windings 34 and 37 coaxially surround the transformer internal windings 35, 36. Here also the connections are not shown. transformer windings 34, 35, 36 and 37 for ease of observation. Each of the transformer windings 34, 35, 36, 37 is surrounded by a combined barrier arrangement 38, 39, 40, 41. Each of the barrier arrangements 38, 39, 40, 41 has an angled ring. 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48 and 49, comparable to the outer angular rings 9, 10, 11 and 12 of Figure 1, as well as an inner angular ring 50, 51, 52, 53, 54, 55 , 56, 57 comparable to the inner angular rings 13, 14, 15e16 of Figure 1.
[0026] Na região dos lados frontais de enrolamento 58, 59, 60 e 61 dos enrolamentos externos de transformador 34 e 37 são previstos escudos eletrostáticos tubulares 62, 63, 64 e 65 que envolvem os enrolamentos de transformador 34, 37. Os escudos eletrostáticos 62, 63, 64 e 65 envolvem seus enrolamentos, formando uma lacuna intermediária 62A, 63A, 64A, 65A. Em comparação com a disposição de enrolamento da figura 1, aqui, no lugar do escudo geral 23, por exemplo, são previstos os dois escudos individuais 62 e 63, os quais se estendem apenas por uma parte do comprimento axial do enrolamento de transformador 34. Em outras palavras: os escudos gerais 23 e 24 unificam a função dos dois escudos 62 e 63, 64 e 65. Também os escudos 62, 63, 64 e 65 estendem-se em direção axial para além do lado frontal de enrolamento 58, 59, 60 e 61, de um modo tal que - como foi explicado no exemplo do escudo 62 - a sua altura D, tomada em relação ao lado frontal de enrolamento 58, 59, 60, 61, seja ao menos igual à metade da largura radial C da lacuna intermediária 62A.In the region of the winding front sides 58, 59, 60 and 61 of the external transformer windings 34 and 37 are provided tubular electrostatic shields 62, 63, 64 and 65 which surround the transformer windings 34, 37. Electrostatic shields 62, 63, 64 and 65 surround their windings, forming an intermediate gap 62A, 63A, 64A, 65A. Compared to the winding arrangement of FIG. 1, here, in place of the general shield 23, for example, the two individual shields 62 and 63 are provided, which extend only a part of the axial length of the transformer winding 34. In other words: the general shields 23 and 24 unify the function of the two shields 62 and 63, 64 and 65. Also the shields 62, 63, 64 and 65 extend axially beyond the winding front side 58, 59 60 and 61 such that - as explained in the example of shield 62 - its height D, taken relative to the winding front side 58, 59, 60, 61, is at least equal to half the radial width C of intermediate gap 62A.
[0027] A disposição de enrolamento segundo a figura 2 está disposta dentro de uma carcaça de transformador 66. Cada uma das combinações de enrolamento de transformador 32 e 33 envolve uma perna de núcleo 67, 68 de um núcleo de transformador 69; as pernas de núcleo 67 e 68 estão ligadas magneticamente através de pontes de núcleos 70 e 71 formando um circuito magnético fechado. Nos lados internos 72 e 73 da carcaça de transformador 66 são previstos pacotes de chapas magnéticas 74 e 75 para uma melhor condução do campo magnético.The winding arrangement according to Figure 2 is disposed within a transformer housing 66. Each of the transformer winding combinations 32 and 33 surrounds a core leg 67, 68 of a transformer core 69; core legs 67 and 68 are magnetically connected via core bridges 70 and 71 forming a closed magnetic circuit. On the inner sides 72 and 73 of the transformer housing 66 are provided magnetic plate packs 74 and 75 for better magnetic field conduction.
[0028] Também nessa disposição, as disposições de barreira 3841 podem ser formadas de cartão acetinado e a carcaça de transformador 66 também pode ser enchida com um agente isolante, como, por exemplo, óleo de refrigeração.Also in that arrangement, the barrier arrangements 3841 may be formed of satin board and the transformer housing 66 may also be filled with an insulating agent such as cooling oil.
[0029] Os escudos eletrostáticos 62, 63, 64 e 65 têm o mesmo objetivo que os escudos gerais 23 e 24 da figura 1, ou seja, conduzir o campo elétrico particularmente na janela de núcleo 76 do núcleo de transformador 69, de tal modo que ele passe tangencialmente através dos anéis angulares externos 46 e 42, 43 e 47 e ocorra uma pequena sobrecarga elétrica da disposição de barreira 38 e 40.The electrostatic shields 62, 63, 64 and 65 have the same purpose as the general shields 23 and 24 of Figure 1, namely to conduct the electric field particularly in the core window 76 of the transformer core 69, such that it passes tangentially through the outer angular rings 46 and 42, 43 and 47 and a small electrical overload of the barrier arrangement 38 and 40 occurs.
[0030] Em vez dos escudos gerais 23 e 24 da figura 1, lá também podem ser previstos os escudos 62-64 mostrados na figura 2.Instead of the general shields 23 and 24 of figure 1, there may also be provided the shields 62-64 shown in figure 2.
[0031] Ao contrário, os escudos 62 e 63 e/ou 64 e 65 da figura 2 na disposição de enrolamento da figura 2 podem ser substituídos por correspondentes escudos gerais axialmente contínuos, tal como mostrado na figura 1. Os escudos 62 e 63 são, então, formados conjuntamente, isto é, em uma só peça, com um escudo geral contínuo, que se estende axialmente por todo o enrolamento; o mesmo vale então para os escudos 64 e 65. Além disso, também aqui o núcleo de transformador 69 pode ser suprimido. Também nessa forma de execução, podem ser suprimidos os escudos 64 e 65, pois os escudos 62 e 63 bastam para a blindagem; no entanto, para se obter uma blindagem particularmente boa, são previstos escudos 62, 63, 64 e 65 na região de todos os lados frontais de enrolamento 58-60.In contrast, shields 62 and 63 and / or 64 and 65 of figure 2 in the winding arrangement of figure 2 may be replaced by corresponding axially continuous general shields as shown in figure 1. Shields 62 and 63 are then formed together, that is, in one piece, with a continuous general shield extending axially throughout the winding; The same goes for shields 64 and 65. In addition, here too the transformer core 69 can be deleted. Also in this embodiment, shields 64 and 65 may be suppressed, as shields 62 and 63 are sufficient for shielding; however, to obtain particularly good shielding, shields 62, 63, 64 and 65 are provided in the region of all winding front sides 58-60.
[0032] As disposições de barreira 3, 4 da figura 1 e as 38-41 da figura 2 também podem ser projetadas como várias camadas, isto é, com vários anéis angulares externos e anéis angulares internos.The barrier arrangements 3, 4 of FIG. 1 and 38-41 of FIG. 2 may also be designed as multi-layered, i.e. with several outer angular rings and inner angular rings.
[0033] Os escudos 62-65, bem como 84, e os escudos gerais 23 e 24 podem apresentar blindagens na região de suas extremidades, para a condução do campo, tal como mostrado nas figuras 3 e 4.Shields 62-65, as well as 84, and general shields 23 and 24 may have shields in the region of their ends for conducting the field, as shown in figures 3 and 4.
[0034] Na figura 3 é mostrado um recorte na região de um lado frontal de enrolamento 79 de um enrolamento 77. O enrolamento 77 estende-se ao longo de um eixo 78 e é envolvido por um escudo 81 deixando uma lacuna intermediária 80, escudo este que pode ser considerado como substituto dos escudos 62-65 ou dos escudos gerais 23 e 24. Na região de sua extremidade 82, o escudo 81 apresenta uma blindagem 83 para a condução de campo. Esta envolve o eixo 78 e evolui na direção periférica do escudo 81 ao longo da extremidade 82. A blindagem apresenta dois arames condutores 84 e 84A, que estão eletricamente isolados por um correspondente isolamento 89 e 89A e juntamente com um isolamento geral 90. Os dois arames condutores 84 e 84A estão ligados a um potencial terra. Os dois arames 84 e 85 estão ao menos uma vez interrompidos ao longo de seus comprimentos ao longo da circunferência do escudo 81, para que não resulte nenhuma volta fechada. A blindagem 83 serve para evitar sobrelevações de campo ou altas concentrações de campo na região da extremidade 82 do escudo 81.Figure 3 shows a cutout in the region of a winding front side 79 of a winding 77. Winding 77 extends along an axis 78 and is surrounded by a shield 81 leaving an intermediate gap 80, shield which can be considered as a substitute for shields 62-65 or general shields 23 and 24. In the region of its end 82, shield 81 has a shield 83 for field conduction. It surrounds shaft 78 and evolves in the peripheral direction of shield 81 along end 82. The shield has two conductor wires 84 and 84A which are electrically insulated by corresponding insulation 89 and 89A and together with general insulation 90. The two Conductive wires 84 and 84A are connected to a potential ground. The two wires 84 and 85 are at least once interrupted along their lengths along the circumference of shield 81 so that no closed loop results. The shield 83 serves to prevent field overlaps or high field concentrations in the end region 82 of shield 81.
[0035] Na figura 4 mostra-se uma blindagem 91 modificada para a condução de campo; em comparação com a blindagem 93 da figura 3, ela apresenta um único arame condutor 92, que se acha envolvido por um isolamento elétrico 93. O arame 92 também está ligado a um potencial de terra e se acha interrompido ao menos uma vez ao longo de seu comprimento ao longo da circunferência do escudo 81, para que não resulte nenhuma volta fechada.[0035] Figure 4 shows a shield 91 modified for field conduction; Compared to the shield 93 of FIG. 3, it has a single conductor wire 92 which is surrounded by an electrical insulation 93. The wire 92 is also connected to a ground potential and is interrupted at least once over its length along the circumference of shield 81, so that no closed loop results.
[0036] As blindagens 83 e 91 devem assegurar que nenhuma so-brelevação de campo ocorra na extremidade 82 do escudo 81. Elas também podem ser projetadas como tubo eletricamente condutor ao longo da extremidade do escudo 81 que circula em torno do eixo 78, como, por exemplo, com seção transversal circular ou elíptica. Do mesmo modo, em vez de um tubo, também é possível prever uma folha condutora sobre um corpo de suporte moldado correspondentemente. As blindagens 83 e 91 também podem ser formadas com o escudo 81, na medida em que o escudo 81 seja arqueado de tal modo que se forme um rebordo arredondado, ou ele também pode ser tão arqueado que a parte arqueada gere um tipo de tubo periférico.Shields 83 and 91 should ensure that no field overlaps occur at end 82 of shield 81. They can also be designed as an electrically conductive tube along the end of shield 81 that circulates around axis 78, as for example with circular or elliptical cross section. Similarly, instead of a tube, it is also possible to provide a conductive sheet over a correspondingly shaped support body. Shields 83 and 91 may also be formed with shield 81, as shield 81 is arched such that a rounded edge is formed, or it may also be so arched that the arcuate part generates a type of peripheral tube. .
[0037] Os escudos 62-65 e os escudos gerais 23 e 24 podem apresentar uma blindagem 83 ou 91 em suas extremidades para a condução de campo.Shields 62-65 and general shields 23 and 24 may have a shield 83 or 91 at their ends for field conduction.
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