Stromwandler. Das Verfahren zur Isolierung der Wick lungen von Stromwandlern ist mehr oder weniger von den Spannungswandlern über nommen worden. Bei den Spannungswand lern besteht zwischen dem Wicklungsanfang und dem Wicklungsende und zwischen den einzelnen Windungslagen der Oberspan rrungswicklung ein grosser Potentialunter schied, der eine Anhäufung von Isoliermas sen um diese Wicklung notwendig macht. Beim Stromwandlerbau hat man in analoger Weise die Oberspannungswieklung mit Iso liermassen umpresst oder in hohle Iso- lierkörper eingekapselt.
Auch trat man die Oberspannungswicklung mit Flaserstoffbän- dern umwickelt und die entstandenen Wickel mit Isoliermasse getränkt oder sie unter 0l oder Masse in einem Behälter untergebracht. In der Regel werden bei den Stromwandlern die Zuführungsleiter von einem gemeinsamen Isolierrohr umschlossen, das entweder mit der Isolierkapsel der Hochspannungswicklung aus einem Stück besteht oder wenigstens dielektrisch dicht mit der Isolierung dieser Wicklung verbunden ist.
Die Erfindung weist einen neuen Weg für den Bau von Stromwandlern. Irn Gegen satz zu den Spannungswandlern besteht bei den Stromwandlern zwischen dem Wick lungsanfang und dem Wicklungsende der Oberspannungswicllung kein nennenswerter Potentialunterschied; es ist deshalb auch keine Anhäufung von Isoliermassen zur Be wältigung dieseA Potentialunterschiedes erfor derlich.
Ein erheblicher Potentialunterschied besteht nur zwischen der Oberspannungs- wicklung und Ader Unterspannungswick- lung. Eis ist @deshalb nur erforderlich, dass die Isoliermassen zwischen diesen beiden Wicklungen angebracht werden.
Erfindungsgemäss werden nun ,die zwi schen .den beiden Wicklungen erforderlichen Isoliermassen vorwiegend um die Unterspan- nungswioklung und ihre Anschlussleiter Einige Ausführungsbeispiele des Erfin- clungsgegenstandes sind in der Zeichnung teilweise im Schnitt dargestellt.
In Abb. 1 ist der Eisenkern 1 mit der Unterspannungswicklung 2 mit Isoliermasse 3 umpresst, die einen zusammenhängenden Isoliermantel bildet. Dieser Mantel hat einen isolatorartigen Fortsatz 4, in dem die An schlussleiter 5, 6 für die Unterspannungs wicklung 2 eingebettet sind. Die Anschluss leiter sind an den Enden des Fortsatzes zu den Klemmen 7 geführt. Ausserdem enthält der Fortsatz 4 noch den stabförmigen Tragteil 8, an dem mittelst der Schelle 9 der Eisen kern 1 befestigt ist. Das freie Ende 10 des Stabes ist mit einer Schelle 11 an dem Trä ger 12 befestigt. Der Isoliermantel weist zwi schen dem Fortsatz 4 und seinem ringförmi gen Teil 3 den Isolierschirm 13 auf; es kön nen auch mehrere solche Schirme vorgesehen werden.
Der ringförmige Teil l3des Isolierman- tels und noch ein Teil des Schirmes 13 ist mit einem elektrisch leitfähigen, in der Zeichnung nicht besonders dargestellten Überzug ver sehen, der mit der Schelle 14 leitend verbun den ist. An diese Schelle ist das eine Ende 15 'der Oberspa.nnungswicklun g 16 .an'ges chlo'ssen, das andere Ende 17 ist an die Schelle 18 an geschlossen die ..durch 'die @so'lierzwischenl@age 19 von dem leitfähigen Überzug des Isolier- körpers getrennt ist.
Zwecks Erzielung einer günstigen Poten tialverteilung im Innern und längs der äusse ren Oberfläche des Isolierkörpers können in die Isoliermassen nach Art der Kondensator klemmen elektrisch leitfähige Beläge 29 ein gebettet werden. Diese Beläge sind jedoch an ,den Stellen, an denen sieden Eisenkern 1 un- schlingen, zu schlitzen.
Bei der Ausführungsform nach Abb. 1 ist der Wandler aufgehängt. Abb. 2 zeigt eine andere Ausführungsform, beider der Wand- ler auf einer Unterlage 220 steht. Zu diesem Zweck ist an dem rohrartigen Fortsatz 4 eine Zwinge 20 angebracht, die sein Ende um schliesst; in der Zwinge ist bei 21 der Trag stab 8 eingespannt. Mit den flanschenartigen Füssen 22 wird der Wandler auf der Unterlage 220 befestigt. Die Anschlussleiter 5, 6 der Unterspannungswicklung sind durch die Off- nung 30 der Zwinge 20 herau geführt.
Bei der Ausführungsart der Stromwand- lers nach Abb. 3 ist der ganze Isoliermantel 3 der Unterspannunbswicklung 2 und des Eisenkernes 1 noch in einer vierteiligen Me tallkapsel 23 eingeschlossen, deren Teile mit Hilfe von Flanschen 4 zusammengehalten werden. Die Trennfugen der Teile liegen in der durch die Ringebene gehenden Mittel ebene und in der senkrecht dazu liegenden Ebene A-B. Die Flansche 25 sind breiter ge halten als die übrigen Flansche, sie tragen die Klemmenschrauben 26, an die die Enden 15 der Oberspannungswicklung 16 angeschlossen sind.
Die Anschlussleiter 5, 6 der Unterspan nungswicklung 2 sind an einem Durchfüh rungsisolator mit metallischen Zwisehenbe- lägen 29 angebracht.
Um die Herstellung des Wandlers zu ver einfachen, ist der von der Unterspannungs- wickdung 2 umschlossene Teil des Eisen kernes getreckt ausgeführt. Die Unterspan nungswicklung kann gleichmässig auf den Eisenkern verteilt sein.
Die einzelnen Teile der Metallkapsel 23 sind durch isolierende Zwischenlagen 27 von einander getrennt.
Wie ersichtlich, sind bei den beschriebe nen Ausführungsbeispielen nicht wie bisher die Stromzuführungen der 0berspannungs- wicklung, sondern die Stromzuführungen der Unterspannungswicklung in einem rohrför- migen Isolator verlegt, der dielektrisch dicht mit dem Isoliermantel der Unterspanuungs- wicklun'g verbunden ist oder aus. einem Stiick mit diesem :Mantel bestehen kann.
Die Ober- spannun'gswicaklung liegt frei auf der einge kapselten Unterspannungswicklung oder auf d'em e'ingekaps'elten Eisenkern.
Diese neue Bauart des .Stromwandlers bietet folgende Vorteile: Da die Oberspannungswicklung vorteil- haftenveise frei auf der Isolierkapsel liegt, kann sie sich unter elektrodynamischen und thermischen Einflüssen ungehindert ausdeh- nen, verschieben oder verbiegen, ohne dass dabei das Isoliermaterial des Wandlers zer sprengt wind.
Bei den Stromwandlern bis heriger Bauart liegen die Anschlussleiter der Oberspannungswicklung in der Regel nahe nebeneinander im Durchführungsisolator; bei Kurzschlüssen, bei denen die Anschlussleiter mit sehr grossen Kräften auseinander ge drückt werden, wird in der Regel dieser Iso lator zertrümmert unter gleichzeitigem Ver biegen oder Abreissen der Stromzuführungen. Bei dem Wandler, der den Gegenstand der Erfindung bildet, kann dieser Nachteil ver mieden werden, da die Anschlussleiter der Oberspannungswicklung frei von dem Iso- lierkörper weggeführt werden können.
Nur die Anschlussleiter der Unterspannungswick lung müssen gegebenenfalls nahe nebeneinan der in einem gemeinsamen Isolierkörper ange bracht werden. Die Gefahr, dass sie bei Kurz schlüssen diesen Isolierkörper zersprengen, ist aber sehr gering, da bei normalen Über setzungsverhältnissen der Wandler die Se kundärströme an sich verhältnismässig klein sind (5, höchstens 10 Ampere) und auch bei Kurzschlüssen keine gefährliche Grösse an nehmen.
Auch die Gefahr einer Überhitzung der Unterspannungswicklung ist aus diesem Gründen geringer. Die bei Kurzschlüssen in der Oberspannungswicklung erzeugte Strom wärme kann leicht an die Umgebung abge geben werden, wenn, wie oben erwähnt, die Oberspannungswicklung frei liegt und eine, verhältnismässig grosse Oberfläche hat. Sollte bei dieser Anordnungsweise bei Kurzschlüs sen die Oberspannungswicklung zerstört wer den, so kann sie bequem ausgebessert oder ausgewechselt werden, da sie ohne weiteres zugänglich ist.
Die Erfindung erleichtert auch die Mas senherstellung und die Lagerhaltung der Stromwandler. Vergleicht man betbekannten Ausführungen die Wandler einer Serie für verschiedene Übersetzungsverhältnisse oder verschiedene Spannungen, so bemerkt man, dass die Abmessungen des Eisenkernes und die Abmessungen und Windungszahlen der Unterspannungswicklung viel geringere Un terschiede aufweisen als die Abmessungen und Windungszahlen der Oberspannungs wicklung. Natürlich fallen auch bei den be kannten Wandlern die Isolatoren und Isolier- mäntel, die sich mehr oder weniger eng der Oberspannungswicklung anschmiegen, ver schiedenartig aus.
Nach der Erfindung dagegen ist es mög lich, für eine Waudlerserie,denselben Eisen kern mit derselben lUnterspannungswicklung, die bei allen Typen mit demselben Isolier- mantel umgeben ist, zu verwenden. Auf die sen für alle Typen einheitlichen Teil können dann je nach Bedarf die verschiedenen Arten von Oberspannungswicklungen aufgebracht werden.
Power converter. The process for isolating the windings of current transformers has been more or less adopted by the voltage transformers. In the case of voltage converters, there is a large potential difference between the start and end of the winding and between the individual winding layers of the high-voltage winding, which makes an accumulation of insulating masses necessary around this winding. In the case of current transformer construction, the high voltage balance is pressed around with insulating compounds in an analogous manner or encapsulated in hollow insulating bodies.
The high-voltage winding was also wrapped with fiberglass tapes and the resulting windings were soaked with insulating compound or they were placed under oil or compound in a container. As a rule, the supply conductors of the current transformers are enclosed by a common insulating tube that either consists of one piece with the insulating capsule of the high-voltage winding or is at least dielectrically tightly connected to the insulation of this winding.
The invention shows a new way for the construction of current transformers. In contrast to the voltage transformers, with the current transformers there is no significant potential difference between the start of the winding and the end of the high-voltage winding; there is therefore no need for an accumulation of insulating mass to cope with this potential difference.
There is only a significant potential difference between the high-voltage winding and the low-voltage winding core. Ice is therefore only required that the insulating mass is attached between these two windings.
According to the invention, the insulating masses required between the two windings are mainly around the undervoltage winding and its connecting conductors. Some exemplary embodiments of the subject matter of the invention are partially shown in section in the drawing.
In Fig. 1, the iron core 1 with the low voltage winding 2 is pressed with insulating compound 3, which forms a coherent insulating jacket. This jacket has an insulator-like extension 4, in which the connecting conductors 5, 6 for the low voltage winding 2 are embedded. The connection conductors are led to the terminals 7 at the ends of the extension. In addition, the extension 4 still contains the rod-shaped support part 8, to which the iron core 1 is attached by means of the clamp 9. The free end 10 of the rod is attached to the Trä ger 12 with a clamp 11. The insulating jacket has between tween the extension 4 and its ringförmi gene part 3 on the insulating screen 13; several such screens can also be provided.
The ring-shaped part 13 of the insulating jacket and another part of the screen 13 are provided with an electrically conductive coating, not specifically shown in the drawing, which is conductively connected to the clamp 14. One end 15 'of the upper coil winding 16 is connected to this clamp, the other end 17 is connected to the clamp 18 through the intermediate layer 19 of the conductive Coating of the insulating body is separated.
In order to achieve a favorable potential distribution inside and along the outer surface of the insulating body, electrically conductive coatings 29 can be embedded in the insulating masses in the manner of the capacitor. However, these coverings are to be slit at the points where the iron core 1 is not looped.
In the embodiment of Fig. 1, the transducer is suspended. FIG. 2 shows another embodiment in which the transducer stands on a base 220. For this purpose, a clamp 20 is attached to the tubular extension 4, which closes its end to; in the clamp of the support rod 8 is clamped at 21. The converter is fastened to the base 220 with the flange-like feet 22. The connection conductors 5, 6 of the low-voltage winding are led out through the opening 30 of the clamp 20.
In the embodiment of the current transformer according to FIG. 3, the entire insulating jacket 3 of the low voltage winding 2 and the iron core 1 is still enclosed in a four-part metal capsule 23, the parts of which are held together with the aid of flanges 4. The parting lines of the parts are in the middle plane going through the ring plane and in plane A-B lying perpendicular to it. The flanges 25 are wider ge than the other flanges, they carry the terminal screws 26 to which the ends 15 of the high-voltage winding 16 are connected.
The connecting conductors 5, 6 of the low-voltage winding 2 are attached to a bushing insulator with metallic intermediate linings 29.
In order to simplify the manufacture of the converter, the part of the iron core enclosed by the low voltage winding 2 is designed to be stretched. The low voltage winding can be evenly distributed over the iron core.
The individual parts of the metal capsule 23 are separated from one another by insulating intermediate layers 27.
As can be seen, in the exemplary embodiments described, it is not the current leads of the overvoltage winding, but the current leads of the low voltage winding, that are laid in a tubular insulator that is dielectrically tightly connected to the insulating jacket of the lower voltage winding or off. one thing with this: coat can exist.
The high voltage winding is exposed on the encapsulated low voltage winding or on an encapsulated iron core.
This new type of current transformer offers the following advantages: Since the high-voltage winding is advantageously free on the insulating capsule, it can expand, shift or bend unhindered under electrodynamic and thermal influences, without the transformer's insulating material breaking apart.
In the current transformers of the previous design, the connection conductors of the high-voltage winding are usually close to one another in the bushing insulator; In the event of short circuits, in which the connecting conductors are pressed apart with very great forces, this isolator is usually shattered and the power supply lines are bent or torn off at the same time. In the converter which forms the subject of the invention, this disadvantage can be avoided, since the connection conductors of the high-voltage winding can be led away from the insulating body freely.
Only the connection conductors of the low-voltage winding may have to be placed close to one another in a common insulating body. However, the risk that you will burst this insulating body in the event of a short circuit is very low, since with normal transformer ratios the secondary currents per se are relatively small (5, at most 10 amperes) and are not dangerous in the event of a short circuit.
The risk of the low-voltage winding overheating is also lower for this reason. The heat generated in short circuits in the high-voltage winding can easily be passed to the environment if, as mentioned above, the high-voltage winding is exposed and has a relatively large surface. If, in this arrangement, the high-voltage winding is destroyed in the event of short circuits, it can easily be repaired or replaced, since it is readily accessible.
The invention also facilitates the mass production and storage of the current transformers. If one compares known versions of the converter of a series for different gear ratios or different voltages, one notices that the dimensions of the iron core and the dimensions and number of turns of the low-voltage winding differ much less than the dimensions and number of turns of the high-voltage winding. Of course, even with the known converters, the insulators and insulating jackets, which cling more or less closely to the high-voltage winding, are different.
According to the invention, however, it is possible for a Waudler series to use the same iron core with the same undervoltage winding, which is surrounded by the same insulating jacket for all types. The different types of high-voltage windings can then be applied to this part, which is standard for all types.