CH213459A - Voltage transformer for very high voltages, especially for measuring or testing purposes. - Google Patents

Voltage transformer for very high voltages, especially for measuring or testing purposes.

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CH213459A
CH213459A CH213459DA CH213459A CH 213459 A CH213459 A CH 213459A CH 213459D A CH213459D A CH 213459DA CH 213459 A CH213459 A CH 213459A
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CH
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voltage
winding
insulating
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insulating sleeves
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Cie Aktiengesellschaft Boveri
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Bbc Brown Boveri & Cie
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/32Insulating of coils, windings, or parts thereof
    • H01F27/322Insulating of coils, windings, or parts thereof the insulation forming channels for circulation of the fluid

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  • Power Engineering (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
  • Transformer Cooling (AREA)

Description

  

  Spannungstransformator für sehr hohe Spannungen, insbesondere für       Ness-    oder Prüfzwecke.         Spannungstransformatoren        für    sehr hohe  Spannungen, insbesondere     Spannungswandler     und Prüftransformatoren, erhalten     vorteilhaft     einen Aufbau derart, dass ihr Potential in der  Längsrichtung ihres Kernes von     einem    zweck  mässig geerdeten Ende aus nach dem andern  Ende hin oder von beiden Enden nach der  Mitte     hin    möglichst gleichmässig zunimmt.

   Im  ersten Falle sind die Enden der     Isolierhülle     weit über das Hochspannungsende der Wick  lung hinaus zu verlängern und zweckmässig  umzulegen.     Im    allgemeinen pflegt man auch  die Stärke der Isolierhülle zwischen Ober  spannungswicklung einerseits     imd    Unterspan  nungswicklung und Kern anderseits der Po  tentialzunahme anzupassen. Diese Isolierhülle       erstreckt    sich in der Längsrichtung des Ap  parates     und    bildet ein Rohr, das im wesent  lichen das     Spannungsgefälle    zwischen den  Wicklungen aufnimmt.

   Der zunehmenden  Spannung entsprechend ist es bekannt, mehrere  Isolierrohre verschiedener Länge     treppenför-          mig        übereinanderzuschieben    und auch die         Oberspannungswicklung        in    Gruppen zu unter  teilen, die auf den     Stufen    der     Isolierrohre     ebenfalls stufenförmig     angeordnet    sind.

   Zwecks  Steuerung des Potentials sind dabei Metall  einlagen in der     Isolierhülle    angeordnet, die  mit den Enden der verschiedenen     Wicklungs-          gruppen    elektrisch verbunden     sind.    Bei höch  sten     Spannungen    ist man aber gezwungen,  die Isolierschichten so stark zu bemessen,  dass die darin betriebsmässig entstehende Ver  lustwärme nicht mehr ohne besondere Mittel  abgeführt werden kann.

   Bei     zylindrischen,     gegebenenfalls mit     Endflanschen-    versehenen,  konzentrischen     Isolierrohren    ist es daher be  kannt, die Isolierrohre mit gegenseitigem     Ab-          stand-anzuordnen    und durch die so entstehen  den konzentrischen     Schlitze    auf     natürlichem     oder     künstlichem    Wege     Kühlflüssigkeit    um  laufen ..zu -lassen, wobei von diesen     -ein    we  sentlicher Teil des Potentialgefälles     zwischen     den     Wicklungen    aufgenommen wird.  



  Nach<B>,</B> der     Erfindung    werden     nun    auch bei  dem     Transformator    mit-     treppenförmig    ab     ge-_         stuften Wicklung und Isolation die Gruppen  der     Oberspamiungsspulen    auf den Enden der  durch zylindrische Kühlschlitze voneinander  getrennten Isolierhüllen satt derart aufge  bracht, dass zwischen den übereinander be  nachbarten Wicklungsgruppen ein waagrech  ter Kühlschlitz verbleibt, der die     Kühlmittel-          zufuhr    zu dem senkrechten Längsschlitz zwi  schen den     diesen        Spulengruppen    zugeordneten  Isolierhüllen bildet;

   ferner werden die Wan  dungen der Isolierzylinder mit einem Metall  belag versehen, der an der Stelle der waag  rechten Kühlschlitze mit den angrenzenden  Spulen leitend verbunden ist, damit das<B>01,</B>  das ja eine kleinere     Dielektrizitätskonstante     hat als der feste     Isolierzylinder,        dielektrisch     völlig entlastet wird.  



  In der Zeichnung sind zwei Ausführungs  beispiele für die     Erfindung    dargestellt, und  zwar zeigt     Fig.    1 den Längsschnitt durch die  Wicklung     einer    Säule eines     Transformators     mit     Hochspannungsanschluss    am obern Wick  lungsende und     Fig.    2 das gleiche mit Hoch  spannungsanschluss in der Säulenmitte.

      In beiden Figuren bedeutet     cx    den Eisen  kern und     L    die     Unterspannungswicklung.     Gemäss     Fig.    1 ist die     Oberspannungswicklung     in drei Gruppen<I>e, d, e</I>     unterteilt,    von denen  die untere geerdet und dem untern Kernjoch  benachbart ist.

   Sie sitzt satt auf dem untern  Ende des     innern    der drei Isolierzylinder t, g,       lt.    Die mittlere Wicklungsgruppe d hat grösse  ren Durchmesser und sitzt auf dem untern  Ende des mittleren Isolierzylinders y, und die  dritte, obere Wicklungsgruppe     P,    die noch  grösser im Durchmesser ist, ist auf dem un  tern Ende des obern Isolierrohres /a     aufgebracht.     Oberhalb der Gruppe e mit. der höchsten  Spannung sind die Isolierzylinder zu Flan  schen     i    umgebogen.

   Zwischen dem Isolierrohr  f und der     Unterspannungswicklung        b        bezw.     der Eisensäule a ist ein von Flüssigkeit  durchströmter Kanal     lr    freigeblieben, und  ebenso strömt die Kühlflüssigkeit     durch    die       Schlitze   <I>m</I> und<I>n</I> zwischen den drei     Isolier-          rohren   <I>j; g, h,</I> wohin sie durch die waag  rechten     Schlitze        r    und s gelangt.

      Die Wandungen der     Isolierrohre        sind    zur       dielektrischen    Entlastung der     Kühlflüssigkeit     mit Metallbelägen o versehen, die     gestrichelt     dargestellt und mit den anliegenden Enden  der     Spulengruppen    c,     i,    e elektrisch verbun  den sind.  



  Bei der Ausführungsform mit     'Mittel-          klemme    nach     Fig.    2 ist die Wicklung in zwei  symmetrischen Hälften parallelgeschaltet, so  dass die mittlere Gruppe d der     Oberspannungs-          wicklung    das höchste Potential aufweist. Die  beiden äussern Gruppen     ei,        c2    sind geerdet  und sitzen satt auf den beiden Enden des  innern Isolierzylinders f, während die mittlere  Gruppe d mit der     Oberapannungsklemme        /)     auf dem kürzeren     Isolierzylinder    g aufge  schoben oder aufgewickelt ist.

   Wie bei     Fig.    1  sind     Kühlflüssigkeitsschlitze    k und m mit po  tentialverbundenen Metallbelägen o vorhan  den, die durch waagrechte Kühlschlitze     ri,        2-2     mit denn äussern Flüssigkeitsvorrat     kommu-          nizieren.     



  Andere     Ausführungsformen    der Erfindung  sind natürlich möglich, beispielsweise eine  grössere Stufenunterteilung, ferner die weiter  gehende Unterteilung der     Spulengruppen        bezw.     ihre Zusammensetzung aus mehreren oder  vielen Einzelspulen.     In    den Spulen können  zwecks besserer Kühlung     Längsschlitze    vor  gesehen sein, die dem Umlauf der Kühlflüssig  keit dienen und die     Wärme    aus der Wicklung  abführen.

   Als satt auf den Enden der     Isolier-          hüllen        aufliegende    Teile der     Oberspannungs-          spulen    können auch vorgeschobene     Wicklungs-          lagen    dienen. Die Wicklung kann auf     mehrere     Kernsäulen verteilt sein, deren hochspannungs  seitiges     Schlussjoch    von den Isolierhüllen um  fasst wird und zum Beispiel U-förmig gebogen  sein kann. Der     Ölumlauf    kann     durch    natür  lichen Auftrieb oder     durch        künstliche    Pump  vorrichtungen bewirkt werden.



  Voltage transformer for very high voltages, especially for testing or testing purposes. Voltage transformers for very high voltages, in particular voltage converters and test transformers, are advantageously designed in such a way that their potential increases as evenly as possible in the longitudinal direction of their core from one expediently earthed end to the other end or from both ends towards the middle.

   In the first case, the ends of the insulating sleeve are to be extended far beyond the high-voltage end of the winding and appropriately folded over. In general, the thickness of the insulating sleeve between the high-voltage winding on the one hand and the low-voltage winding and the core on the other hand is adapted to the potential increase. This insulating sleeve extends in the longitudinal direction of the Ap parates and forms a tube that essentially absorbs the voltage gradient between the windings.

   Corresponding to the increasing voltage, it is known to push several insulating tubes of different lengths on top of one another in steps and also to divide the high-voltage winding into groups which are also arranged in steps on the steps of the insulating tubes.

   In order to control the potential, metal inserts are arranged in the insulating sleeve, which are electrically connected to the ends of the various winding groups. In the case of the highest voltages, however, one is forced to dimension the insulating layers so thick that the heat lost during operation can no longer be dissipated without special means.

   In the case of cylindrical concentric insulating tubes, optionally provided with end flanges, it is therefore known to arrange the insulating tubes at a mutual distance and through which the concentric slots are created in a natural or artificial way to allow coolant to circulate, whereby from this -a essential part of the potential gradient between the windings is absorbed.



  According to the invention, in the transformer with stepped winding and insulation, the groups of the spam coils are placed on the ends of the insulating sleeves separated from one another by cylindrical cooling slots in such a way that between the A horizontal cooling slot remains on top of one another be adjacent winding groups, which forms the coolant supply to the vertical longitudinal slot between the insulating sleeves assigned to these coil groups;

   Furthermore, the walls of the insulating cylinder are provided with a metal coating that is conductively connected to the adjacent coils at the location of the horizontal cooling slots, so that the <B> 01 </B> that has a lower dielectric constant than the fixed insulating cylinder , dielectrically is completely relieved.



  In the drawing, two execution examples for the invention are shown, namely Fig. 1 shows the longitudinal section through the winding of a column of a transformer with high-voltage connection at the upper winding end and Fig. 2 the same with high-voltage connection in the middle of the column.

      In both figures, cx means the iron core and L the low-voltage winding. According to FIG. 1, the high-voltage winding is divided into three groups <I> e, d, e </I>, of which the lower one is grounded and is adjacent to the lower core yoke.

   It sits full on the lower end of the inside of the three insulating cylinders t, g, lt. The middle winding group d has a larger diameter and sits on the lower end of the middle insulating cylinder y, and the third, upper winding group P, which is even larger in diameter is applied to the lower end of the upper insulating tube / a. Above group e with. At the highest voltage, the insulating cylinders are bent into flanges i.

   Between the insulating tube f and the low voltage winding b respectively. A channel Ir through which liquid flows remains free in the iron column a, and the cooling liquid likewise flows through the slots <I> m </I> and <I> n </I> between the three insulating tubes <I> j; g, h, </I> where it goes through the horizontal slots r and s.

      The walls of the insulating tubes are provided with metal coatings o for dielectric relief of the cooling liquid, which are shown in dashed lines and are electrically connected to the adjacent ends of the coil groups c, i, e.



  In the embodiment with the middle terminal according to FIG. 2, the winding is connected in parallel in two symmetrical halves, so that the middle group d of the high-voltage winding has the highest potential. The two outer groups ei, c2 are grounded and sit snugly on the two ends of the inner insulating cylinder f, while the middle group d with the upper tension clamp /) is pushed or wound up on the shorter insulating cylinder g.

   As in FIG. 1, there are cooling liquid slots k and m with potentially connected metal coatings o, which communicate with the external liquid supply through horizontal cooling slots ri, 2-2.



  Other embodiments of the invention are of course possible, for example a larger subdivision of steps, further subdivision of the coil groups respectively. their composition from several or many individual coils. In the coils longitudinal slots can be seen for better cooling, which serve to circulate the cooling liquid and dissipate the heat from the winding.

   Advance winding layers can also serve as parts of the high-voltage coils that lie snugly on the ends of the insulating sleeves. The winding can be distributed over several core columns, the high-voltage-side end yoke of which is encompassed by the insulating cover and can be bent into a U-shape, for example. The oil circulation can be brought about by natural buoyancy or by artificial pumping devices.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Spannungstransformator für sehr hohe Spannungen, insbesondere für Mess- oder Prüf zwecke, mit mehreren rohrförmigen, beider seits offenen, ungleich langen, konzentrischen und treppenförmig übereinander geschobenen Isolierhüllen zwischen der aussen angebrachten, in Gruppen unterteilten Oberspannungswick- luiig und dem mit der Unterspannungswick- lung versehenen Eisenkern, dadurch gekenn zeichnet, PATENT CLAIM: Voltage transformer for very high voltages, in particular for measuring or testing purposes, with several tubular, on both sides open, unequal length, concentric and step-shaped insulating sleeves pushed one on top of the other between the externally attached high-voltage winding, which is divided into groups, and the one with the low-voltage winding. provided iron core, characterized by dass die Gruppen der Oberspannungs- wicklung auf den Enden der durch zylindri sche Kühlschlitze voneinander getrennten Iso- lierhüllen satt derart aufgebracht sind, dass zwischen den übereinander benachbarten 'N% icklungsgruppen ein waagrechter Kühlschlitz verbleibt, that the groups of the high-voltage winding are applied to the ends of the insulating sleeves separated from one another by cylindrical cooling slots in such a way that a horizontal cooling slot remains between the adjacent winding groups, der die Kühlmittelzufuhr zu dem senkrechten Längsschlitz zwischen den diesen Spulengruppen zugeordneten Isolierhüllen bil det, und dass die Wandungen der Isolierhüllen mit einem Metallbelag versehen sind, der an der Stelle der waagrechten Kühlschlitze mit den angrenzenden Spulen leitend verbunden ist. ÜNTERANSPRÜCH9: 1. Transformator nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Isolierhüllen sämtlich zylindrisch sind. 2. which bil det the coolant supply to the vertical longitudinal slot between the insulating sleeves associated with these coil groups, and that the walls of the insulating sleeves are provided with a metal coating that is conductively connected to the adjacent coils at the location of the horizontal cooling slots. ÜNTERANSPRÜCH9: 1. Transformer according to claim, characterized in that the insulating sleeves are all cylindrical. 2. Transformator nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Oberspannungs- spulengruppen mit den ihnen zugeordneten Isolierzylindern beidseits symmetrisch zu einer Mittelebene angeordnet sind, in welcher auch die Oberspannungsklemme angeschlossen ist. 3. Transformer according to patent claim, characterized in that the high-voltage coil groups with the insulating cylinders assigned to them are arranged symmetrically on both sides with respect to a central plane in which the high-voltage terminal is also connected. 3. Transformator nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Wicklung auf mehrere Kernsäulen verteilt ist, die zusammen mit ihrem oberspannungsseitigen Schlussjoch von gemeinsamen, ungeteilten Isolierhüllen umfasst werden. Transformer according to patent claim, characterized in that the winding is distributed over several core columns which, together with their high-voltage end yoke, are surrounded by common, undivided insulating sheaths.
CH213459D 1940-04-25 1940-04-25 Voltage transformer for very high voltages, especially for measuring or testing purposes. CH213459A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2751562A (en) * 1951-12-13 1956-06-19 Gen Electric Dry-type transformer
DE1038644B (en) * 1955-11-22 1958-09-11 Bbc Brown Boveri & Cie Arrangement to prevent gliding spark discharges along the high-voltage winding of a transformer with concentric windings, which is made up of disc coils
EP0011267A1 (en) * 1978-11-13 1980-05-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Superconductive electromagnet apparatus

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