Einrichtung mit Spulen und unterteiltem Eisenkern. Es sind Drosselspulen bekannt, .welche unter höherer Spannung einen vorgeschrie benen Strom aufnehmen sollen und die mit durch Luftspalte unterteiltem Eisenkern aus geführt sind. Sie sind für Ladestromkompen- sation, insbesondere für Erdschlusskompen- sation, in ausgedehnter praktischer Verwen dung. Die einzelnen Pakete des Eisenkernes sind untereinander und mit Erde leitend ver bunden.
Bei hohen Betriebsspannungen ent steht dabei die im Transformatorenbau übliche Isolationsaufgabe, da Spulen mit hoher Span nung Eisenteile des Kernes oder der Joche nahe benachbart sind.
Die Erfindung betrifft demgegenüber eine Einrichtung mit Spulen und unterteiltem Eisenkern, dessen Abschnitte mit den sie umgebenden Wicklungsteilen leitend ver bunden sind und besteht darin, dass zwischen den einzelnen Spulen samt den zugehörigen Abschnitten des Eisenkernes quer zur Säulen- achse durchgehende Isolationsschichten an geordnet sind.
lm folgenden werden anband der Zeich nung Ausführungsbeispiele der Erfindung er läutert.
In der Fig. 1a sind zwei Elemente einer Drosselspule dargestellt. 1 sind als Doppel spulen ausgeführte Scheibenspulen, deren durch eine Isolationsscheibe voneinander ge trennte Hälften in bekannter Weise von innen nach aussen gewickelt sind, so dass die Leiter enden beide aussen liegen. 2 sind sebeiben- förmige Abschnitte des Eisenkernes.
Die Schraffur deutet die Schichtung derselben parallel zur Spulenaehse ar.. Sie sind an die Spulenmitten angeschlossen und haben daher das Potential derselben. 3 sind Isolations scheiben, welche sich zwischen zwei benach barten Elementen über die Wicklungen und Eisenteile erstrecken. Zweckmässigerweise werden die Spulen und Kernteile beiderseitig so gegen die Isolierscheiben gesetzt, dass Luft zwischenräume beseitigt sind.
Die Fig. 1 b stellt die Spannungsverteilung einer Scheibenspule dar. Entlang der Wick lungssäule kommt eine genau lineare Span nungsverteilung zustande, während an den Isolationsscheiben die Spannung vom Rande nach innen zu steigt und unterhalb des Kernes konstant bleibt. Es entsteht dadurch auch senkrecht zur Säulenachse eine ausserordentlich gleichmässige Beanspruchung ohne jede Kan tenwirkung. Die Ränder der Zwischenisolation sind überhaupt nicht beansprucht. Von den Rändern nach innen zu folgt ein Stück mit durch die Wicklung gesteuertem Potential, an welchem somit keinerlei Randentladungen zu befürchten sind. Die Durchschlagsbean- apruchung steigt hierbei nach der Mitte zu allmählich an, um im Bereich der Eisenpakete konstant zu bleiben.
In dieser Zone gibt es nur eine Durchacblagsbeansprucbung, also keine Oberflächenbeanspruchung. Diese sehr günstige Ausnutzung der Zwischenisolation ermöglicht es, auch eine verhältnismässig grobe Abstufung der Kernspannungen vor zunehmen. Es ist ferner möglich, lauter gleichartige Elemente für sich allein aufzu bauen und aus ihnen die Einrichtung zu sammenzusetzen, so dass ein in der Herstellung billiger Apparat entsteht. Jede einzelne Stufe kann für sich geprüft werden, da sie inner halb der Einrichtung keine höhere innere Beanspruchung erfährt als bei der Prüfung für sich allein.
Führt man die Zwischenlagen in der an gegebenen Weise durch, so weisen die ent stehenden Säulenabschnitte auch noch den Vorteil auf, dass eine Wicklung von ange nähert linearer Stossapannungsverteilung ent steht. Die sonst vorhandene Kapazität gegen die geerdete Kernsäule entfällt hier. An die Stelle der geerdeten Kernsäule tritt ein Körper vom Potential des benachbarten Wicklungsabschnittes. Die Erdkapazität ist also weitgehend unterdrückt. In gleichem Masse nimmt die gegenseitige Kapazität der einzelnen Wicklungsabschnitte, unterstützt durch die einander nahe gegenüberstehende Begrenzungsfläche der Kernabschnitte, zu.
Sie kann noch weiter dadurch verbessert werden, dass Platten aus einem Isoliermaterial mit hoher Dielektrizitätskonstante verwendet werden. Die Folge ist eine günstige kapazi- tive Verteilung auftreffender Spannungsstösse und eine weitgehende Unempfindlichkeit der Einrichtung gegen Überspannungen. Es ist deshalb auch nicht erforderlich, eine Wick lungssäule dieser Art in einem flüssigen Dielektrikum unterzubringen. Man kann vielmehr einen Aufbau als Trockengerät auch für höchste Spannungen vorsehen, wo bei zu hohe Verlustwärmen durch strömende Luft (Anblasen) abzuführen sind.
Sieht man zwischen den durchgehenden Isolationsplatten und den Kernabschnitten bezw. Wicklungs teilen Leisten vor, so ist eine Abfuhr der Verlustwärme nicht nur am Aussenumfang, sondern auch quer durch die Säule möglich. Damit sich in diesem Falle die kapazitive Wirkung zwischen den einzelnen Spulen nicht wesentlich verringert, empfiehlt es sich, bei derseits in oder auf die Isolationsscheiben unterteilte Metallfolien zu legen, deren Teile mit den benachbarten Kern- und Wicklungs teilen leitend verbunden sind. Natürlich kommen Folien auch bei Fortfall der Leisten in Frage, weil dadurch der Aufbau erleich tert wird.
Man kann den magnetischen Kreis ent weder in bekannter Weise so anordnen, dass der Kraftlinienrückachluss von den elektrisch unter Spannung befindlichen Jochen durch die Luft erfolgt; man kann aber auch einen durch Luftspalte unterbrochenen im wesent lichen jedoch eisengeschlossenen Kraftlinien weg schaffen, indem man gemäss Fig. 2 mehr als eine Kernsäule vorsieht und die Spannung der Kernabschnitte in der Richtung vom einen zum andern Joch zunehmen lässt.
Beispielsweise sind in der Fig. 2 zwei Kernsäulen 4 und 5 vorgesehen, die aus Ele menten gemäss Fig. la zusammengesetzt sind. Die beiden Kernsäulen sind durch Joche 6 und 7 überbrückt. Die Spulen 1 sind so geschaltet bezw. gewickelt, dass ein über die beiden Säulen sich schliessender Kraftfloss entsteht. Die Wicklungen der Kernsäulen können bei einphasiger Anordnung entweder parallel oder abwechselnd in Reihe geschaltet sein.
Soweit eine Änderung der Induktivität der Drosselspule durch Veränderung der Windungszahl erwünscht ist, wird man zweck mässig die Umschaltung am spannungsseitigen Ende der Wicklung vorsehen. Es wird da durch die Potentialverteilung auf den Kern abschnitten nicht verändert, da die unbe lastete Wicklungsverlängerung als Spartrans formator arbeitet.
Eine Einrichtung dieser Art kann auch als Messwandler Verwendung finden, wenn auf dem an Erde liegenden oder dem geer deten Joch zunächst liegenden Kernabschnitt eine Sekundärwicklung aufgebracht ist. Mess- wandler dieser Bauart weisen, im Gegensatz zu der zunächst zu hegenden Befürchtung einer hohen Eigenstreuung der Primärwick lung, sogar eine besonders geringe Streuung der letzteren auf, da der gern weitgehend die Eigenschaften einer sehr lang gestreckten Säule mit gleichmässig verteilter Erreger wicklung und gleichmässig verteiltem magne tischem Widerstand besitzt.
ES tritt also keine unzulässig hohe Eigenstreuung der Primärwicklung auf, was sich sowohl auf den Leerlauf-Übersetzungsfehler, als auch auf die Verluste des Wandlers günstig auswirkt.