Hochspannungstransformator mit rohrförmiger Isolierhülle und natürlicher Flüssigkeitskühlung. Hochspannungstransformatoren, insbeson dere Spannungswandler und Prüftransforma toren für höchste Spannungen werden zweck mässig so ausgebildet, dass ihr Potential in der Längsrichtung sich von der Grund- oder Aufhängeplatte aus, welche geerdet sein kann, gleichmässig aufbaut. Erfolgt dieser Aufbau dadurch, dass die Oberspannungs- wicklung teilweise enger an dem den Appa rat abschliessenden Isoliermantel anliegt und so die Steuerung des Potentials längs diesem Mantel übernimmt, so ist Gewähr für eine besonders gleichmässige Verteilung des Poten tials gegeben.
Die Isolierung der Oberspan nungswicklung gegen den Kern und die Unter spannungswicklung wird zweckmässig durch eine Isolierhülle bewirkt, die sich in der Längsrichtung des Apparates erstreckt, also rohrförmig ist und deren Stärke den Span nungsverhältnissen angepasst ist. Die Iso- lierhülle kann daher in der Nähe der ge erdeten Zone offen, muss aber am Hoch spannungspotential vollständig geschlossen sein, damit die Hochspannung auf die ge erdeten Teile nicht hinüberkriechen kann.
Die so ausgebildeten Isolierhüllen weisen den Nachteil einer schlechten Kühlung auf, der insbesondere bei Höchstspannungsappara- ten sehr schwerwiegend ist, da nicht nur die Eisen- und Wicklungsverluste, sondern auch die unvermeidlichen dielektrischen Verluste Wärmequellen bilden. Die Abführung der letzteren Verluste ist wegen der schlechten Wärmeleitfähigkeit des Isoliermaterials be sonders heikel, aber um so nötiger, als er höhte Temperatur starke Erhöhung der Ver luste zur Folge hat.
Man hat versucht, die Kühlung dadurch zu verbessern, dass ein Ölstrom zunächst durch das Innere der Hülle und dann durch Anordnung besonderer Umflutungsorgane wie Pumpen und dergleichen nach aussen an der Oberspannungswicklung entlang geführt wird. Mit besonderen Umleitungsvorrichtun- gen hat man auch den 'Ölstrom nacheinander an verschiedenen Schenkeln der Oberspan- nungswicklung entlang geführt.
Man hat fer ner durch Aufteilung der Isolierhülle in mehrere voneinander getrennte Hüllen die Kühlung der Isolierhülle weiter zu verbessern gesucht.
Alle diese Einrichtungen setzten nicht nur ein besonderes Umflutungsorgan voraus, sondern bedurften noch besonderer Führungs- und Leitungsorgane für den Olstrom.
Es ist ferner bekannt geworden, Hoch spannungswicklungen, die vollständig mit einer zusammenhängenden, fugenlosen Iso- lierhülle umgeben sind, dadurch wirksam zu kühlen, dass man die Ein- und Austritts öffnungen für die Kühlflüssigkeit in ver schiedenen Höhenlagen der Isolierhülle an ordnet.
Bei offenen Isolierhüllen ist dieses Kühl prinzip immer dann erfüllt, wenn die Isolier- hüllen gerade, senkrechtstehende, an beiden Enden offene Isolierzylinder sind, indem der Auftrieb der erwähnten Isolierflüssigkeit innerhalb dieser Isolierzylinder und ihre Ab kühlung an den Aussenwänden des Behälters einen natürlichen Olumlauf hervorruft.
Erfindungsgemäss wird ein solcher Um lauf der Isolierflüssigkeit auch bei Höchst spannungstransformatoren mit aussen' auf wenigstens eine rohrförmige Isolierhülle auf gebrachter Oberspannungswicklung erzeugt, welche Isolierhülle wie der Eisenkern um etwa 180 umgebogen ist und deren offene Enden daher auf verschiedenen Kernsäulen, aber auf der gleichen Seite des Eisenkernes liegen. Nach der Erfindung werden die Öff nungen der Isolierhülle in verschiedener Hö henlage angeordnet.
In der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel für die Erfindung dargestellt, und zwar in Fig. 1 ein 'Spannungswandler für Höchstspannung, in Fig. 2 eine Variante. Der Transformator befindet sich in einem kera mischen Isoliergefäss a mit metallischem Bo den b. Auf diesem steht der U-förmig ge bogene Eisenkern<I>d, e, f</I> mit seinem Schluss- joch c.
Der um<B>180</B> gebogene Kern ist mit entsprechend gebogenen, rohrförmigen Isolier- hüllen g, h,, <I>i</I> umgeben, die gemäss der Poten- tialverteilung der drei Oberspannungsspulen <I>k, m,</I> 7z jeder Kernsäule<I>d,</I> f abgestuft sind. Unmittelbar auf den Säulen<I>d, f</I> ist die Un- terspannungswicklung o angeordnet.
In dem Raum p zwischen dieser bezw. dem obern Jochbogen e des Kernes und der Isolierhülle g findet durch Auftrieb ein Olumlauf statt. weil das offene Ende t des Isolierrolxes g auf der rechten Kernsäule f höher liegt als das Ende s des Rohres g auf der linken Kernsäule d. Aus dem entsprechenden Grunde entsteht der Olumlauf in dem Raum q zwi schen den Isolierrohren g und h und in dem Raum<I>r</I> zwischen den Isolierrohren<I>h</I> und 2.
Zwecks dielektrischer Entlastung dieser Öl räume<I>p, q, r</I> können ihre Wandungen me tallisiert und elektrisch mit dem an ihre En den angrenzenden Wicklungspotential ver bunden werden. Das höchste Potential der Oberspannungswicklung liegt in der Mitte und ist an die Oberspannungsklemme u an geschlossen.
Andere Ausführungsformen sind selbst verständlich möglich. Beispielsweise kann man, wie Fig. 2 zeigt, die Isolierrohre auf beiden Seiten gleich lang machen, aber die Wicklungsenden in verschiedene Höhenlage verlegen und in dem einen überstehenden Ende des Isolierrohres g Öffnungen v für den ( >lumlauf anbringen.
High-voltage transformer with tubular insulation and natural liquid cooling. High-voltage transformers, especially voltage converters and test transformers for highest voltages, are expediently designed so that their potential builds up evenly in the longitudinal direction from the base or suspension plate, which can be grounded. If this build-up takes place in that the high-voltage winding is in part closer to the insulating jacket closing off the apparatus and thus takes over control of the potential along this jacket, a particularly even distribution of the potential is guaranteed.
The isolation of the high-voltage winding against the core and the low-voltage winding is expediently effected by an insulating sleeve that extends in the longitudinal direction of the apparatus, i.e. is tubular and the strength of which is adapted to the voltage conditions. The insulating sleeve can therefore be open in the vicinity of the earthed zone, but must be completely closed at the high voltage potential so that the high voltage cannot creep over to the earthed parts.
The insulating sheaths formed in this way have the disadvantage of poor cooling, which is particularly serious in the case of high-voltage apparatus, since not only the iron and winding losses but also the inevitable dielectric losses form heat sources. The removal of the latter losses is particularly tricky because of the poor thermal conductivity of the insulating material, but all the more necessary as it leads to a high increase in the losses.
Attempts have been made to improve the cooling by first passing an oil flow through the interior of the casing and then by arranging special bypass devices such as pumps and the like to the outside along the high-voltage winding. Special diversion devices have also been used to guide the oil flow one after the other along different legs of the high-voltage winding.
It has also sought to further improve the cooling of the insulating sleeve by dividing the insulating sleeve into several separate sleeves.
All of these facilities not only require a special bypass system, but also require special management and management bodies for the oil flow.
It has also become known to effectively cool high-voltage windings, which are completely surrounded by a coherent, seamless insulating sleeve, by arranging the inlet and outlet openings for the cooling liquid at different heights of the insulating sleeve.
In the case of open insulating sleeves, this cooling principle is always fulfilled when the insulating sleeves are straight, vertical, insulating cylinders open at both ends, in that the buoyancy of the insulating liquid mentioned within these insulating cylinders and their cooling on the outer walls of the container cause a natural oil circulation.
According to the invention, such a circulation of the insulating liquid is generated even in the case of high-voltage transformers with the outside 'on at least one tubular insulating sleeve placed on the high-voltage winding, which insulating sleeve, like the iron core, is bent by about 180 and its open ends are therefore on different core columns, but on the same side of the Iron core. According to the invention, the openings in the insulating sleeve are arranged in different Hö henlage.
In the drawing, an execution example for the invention is shown, in Fig. 1 a 'voltage converter for extra high voltage, in Fig. 2 a variant. The transformer is located in a ceramic insulating vessel a with a metallic bottom b. The U-shaped bent iron core <I> d, e, f </I> with its end yoke c stands on this.
The core bent by <B> 180 </B> is surrounded by appropriately bent, tubular insulating sheaths g, h ,, <I> i </I>, which according to the potential distribution of the three high-voltage coils <I> k, m, </I> 7z of each core column <I> d, </I> f are graded. The low-voltage winding o is arranged directly on the pillars <I> d, f </I>.
In the space p between these respectively. the upper zygomatic arch e of the core and the insulating cover g are circulated by buoyancy. because the open end t of the insulating roller g on the right core column f is higher than the end s of the tube g on the left core column d. For the corresponding reason, the oil circulation arises in the space q between the insulating tubes g and h and in the space <I> r </I> between the insulating tubes <I> h </I> and 2.
For the purpose of dielectric relief from these oil spaces <I> p, q, r </I>, their walls can be metallized and electrically connected to the winding potential adjacent to their ends. The highest potential of the high-voltage winding is in the middle and is connected to the high-voltage terminal u.
Other embodiments are of course possible. For example, as shown in FIG. 2, the insulating tubes can be made the same length on both sides, but the winding ends can be moved to different heights and openings for the circulation can be made in one protruding end of the insulating tube.