Leistungstransformator für hohe Spannung. Es sind in den letzten Jahren Wicklungs anordnungen von Leistungstransformatoren für hohe Spannung bekannt geworden, bei welchen das zwischen Ober- und Unterspan- nungswicklung allgemein verwendete <B>öl</B> durch einen Zylinder aus festem Werkstoff ersetzt wurde.
Man .erzielte auf diese Weise eine .ganz erhebliche Schrumpfung und damit eine wesentliche Einsparung an Gewicht und Kosten, des Transformators, sowie eine an sehnliche Steigerung der Grenzleistung für den Bahntransport.
Der feste Isolierzylinder zwischen Ober- und Unterspannungswicklung ermöglichte wohl eine Verkürzung des bis herigen Abstandes der Wicklungen um über die Hälfte, aber er hatte naturgemäss auch eine entsprechende Verdichtung ihrer elek trischen Felder zur Folge, und die Beherr schung tierselben bereitete vor allem an den Stirnseiten der Wicklungen Schwierigkeiten. Die an der Wicklungsstirn vorhandene Ge fahr der Bildung von Gleitentladungen mit nachfolgenden Überschlägen oder Durch brüchen konnte durch verschiedene Massnah men beseitigt oder mindestens stark einge- dämmt werden.
So hat man beispielsweise zur Abschirmung der Sprühkanten dieser Wicklungsstirnen den Isolierzylinder an sei nen Austrittsstellen aus -dem Wicklungs raum um beide Wicklungen so umgelegt, dass an diese anliegende Flanschen entstanden, oder man hat ihn nur über die Stirnseiten der Oberspannungswicklung mit starker Spreizung umgelegt und .die Sprühkanten der Niederapannungswicklungsstirnen vermittelst vorgeschobener Elektroden abgeschirmt.
Man hat auch sowohl die Ober- als die Unter- spannungswicklung vollständig mit Papier eingehüllt bei gleichzeitig starker Spreizung der Papierschichten über den Wicklungs- stirnen. Mit allen diesen Massnahmen ver mochte man aber nur,den Abstand zwischen Ober- und Unterspannungswicklung zu ver kleinern, während & r Abstand der Ober spannungswicklung gegen das Joch des Eisenkernes nicht oder nur unwesentlich ver ringert worden ist.
Dieser Abstand gegen das Joch ist aber vor allem bei Höchstspannungs- transformatoren grosser Leistung für die Profilgängigkeit von ausschlaggebender Be- deutung wegen der starken Verjüngung des Bahnprofils an seiner Kuppe.
Vorliegender Erfindung liegt die Auf gabe zugrunde, bei Leistungstransformato ren hoher Spannung den Vorteil der festen Isolation nicht nur zwischen Ober- und Un- terspannungswicklung, sondern auch zwi schen der Oberspannungswicklung und dem Joch des Eisenkernes voll auszunützen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Lei stungstransformator für hohe Spannung mit fester Isolation zwischen Ober- und Unter spannungswicklung, welche um die Stirnen der Oberspannungswicklung umgelegt ist, bei welchem erfindungsgemäss die Raumteile stärksten Spannungsgefälles des Feldes durch feste Isolation .mit aneinanderliegenden, zu den Feldlinien querverlaufenden Schichten ausgefüllt sind,
dass auf dieser Isolation das Feld steuernde Elektroden aufliegen und dass die feste Isolation zwischen 0berspannungs- wicklung und .roch aus den sie flankierenden Steuerelektroden in fächerförmiger Aufspal tung austritt.
In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch im Längsschnitt dargestellt.<I>a</I> bezeichnet die Säule und h das Joch des Eisenkernes. Mit c, ist die Ober spannunswicklung und mit e.= die Unter <B>en</B> spannungswicklung bezeichnet. d ist die feste Isolation zwischen den Wicldungen, welche an der Austrittsstelle aus dem Wickelraum um die Stirne der Oberspannungswicklung c, umgelegt ist.
Die feste Isolation d besitzt an einanderliegende, zu den Feldlinien querver laufende Schiehten, welche die Raumteile stärksten Spannungsgefälles ausfüllen. f" f-, und f 3 sind feldsteuernde Elektroden.
Die Elektroden f,, f2 und f3 sind so ge formt und angeordnet, dass das elektrische Feld zwischen den Wicklungsstirnen und dem Joch an keiner Stelle unzulässige Werte annimmt, wobei die Isolation so ausgeführt ist, dass an den Orten stärksten Spannungs gefälles auch das isolierende Dielektrikum seine grösste Festigkeit aufweist, das heisst zwischen<I>f,</I> und f" bezw. zwischen<I>f,</I> und<I>f".</I> Der Raum zwischen f, und<I>f 3</I> ist durch diese Elektroden infolge ihres annähernd gleichen Potentials so stark entlastet,
dass dort prak tisch kein Gefälle mehr auftritt, die Isola tion kann also hier aufgelockert sein. Das Hineinwachsen der festen Isolation in den Raum zwischen den Elektroden f2, Joch und f 3 ergibt sich durch den Fabrikationsvorgang beim Umlegen des Isolierwickels um die Stir- nen der Hochspannungswicklung. Die Elek troden f, und f3 erzeugen ferner eine starke Feldabnahme an ihrem äussern Umfang, wel che am Austritt der festen Isolation in den Aussenraum die Gefahr eines Überschlages vermindert.
Die Isolation zwischen Ober- spannungswicklung und Joch ist. so ausge führt, dass sie fächerförmig von den Steuer elektroden f 1, f 3 in den Aussenraum sich aus breitet, wobei die äussern Fächerstrahlen der austretenden Isolation sich eng an die flan kierenden Elektroden anschmiegen und im besondern die Elektrodenwände überdecken, so dass ein Überschlag von f, auf das Joch wesentlich zurückgehalten wird.
Power transformer for high voltage. In recent years, winding arrangements of power transformers for high voltage have become known in which the oil generally used between the high and low voltage windings has been replaced by a cylinder made of solid material.
In this way, quite considerable shrinkage was achieved, and with it a substantial saving in weight and costs, the transformer, as well as a considerable increase in the limit performance for rail transport.
The solid insulating cylinder between the high-voltage and low-voltage windings made it possible to shorten the previous distance between the windings by more than half, but of course it also resulted in a corresponding compression of their electrical fields, and control of the same was primarily achieved on the front sides of the Windings difficulty. The danger of the formation of sliding discharges with subsequent flashovers or breakthroughs at the end of the winding could be eliminated or at least strongly contained by various measures.
For example, to shield the spray edges of these winding ends, the insulating cylinder was folded over at its exit points from the winding space around both windings in such a way that flanges were created against them, or it was only folded over the end faces of the high-voltage winding with a strong spread and. the spray edges of the low-voltage winding fronts are shielded by means of advanced electrodes.
Both the upper and lower voltage windings have also been completely wrapped in paper, with the paper layers spreading strongly over the winding strands at the same time. With all these measures, however, it was only possible to reduce the distance between the high-voltage and low-voltage windings, while the distance between the high-voltage winding and the yoke of the iron core was not or only slightly reduced.
However, this distance from the yoke is of decisive importance for the smooth running of the profile, especially in the case of high-voltage transformers with a high output, because of the sharp tapering of the track profile at its crest.
The present invention is based on the task of fully exploiting the advantage of solid insulation not only between the high and low voltage windings, but also between the high voltage winding and the yoke of the iron core, in the case of high voltage power transformers.
The subject of the invention is a power transformer for high voltage with solid insulation between the upper and lower voltage winding, which is wrapped around the forehead of the high voltage winding, in which, according to the invention, the spatial parts of the strongest voltage gradient of the field due to solid insulation .with adjacent layers running across the field lines are filled out,
that the field-controlling electrodes rest on this insulation and that the solid insulation between the overvoltage winding and the tube emerges from the control electrodes flanking it in a fan-shaped split.
In the figure, an exemplary embodiment of the invention is shown schematically in longitudinal section. <I> a </I> designates the column and h the yoke of the iron core. With c, the upper voltage winding and with e. = The lower <B> en </B> voltage winding. d is the solid insulation between the windings, which is folded over at the exit point from the winding space around the face of the high-voltage winding c.
The solid insulation d has stripes lying next to one another, running across the field lines, which fill the parts of the space with the greatest tension gradient. f "f-, and f 3 are field-controlling electrodes.
The electrodes f ,, f2 and f3 are shaped and arranged in such a way that the electric field between the winding ends and the yoke does not assume impermissible values at any point, the insulation being designed so that the insulating dielectric also has the greatest voltage drop at the locations with the greatest voltage drop has its greatest strength, i.e. between <I> f, </I> and f "or between <I> f, </I> and <I> f". </I> The space between f, and < I> f 3 </I> is so strongly relieved by these electrodes due to their approximately equal potential,
that there is practically no more gradient there, so the insulation can be loosened up here. The growth of the solid insulation into the space between the electrodes f2, yoke and f 3 results from the manufacturing process when the insulating coil is folded around the ends of the high-voltage coil. The electrodes f, and f3 also generate a strong field decrease on their outer circumference, which reduces the risk of flashover at the exit of the solid insulation into the outside space.
The insulation between the high voltage winding and the yoke is. in such a way that it spreads in a fan shape from the control electrodes f 1, f 3 into the outside space, the outer fan beams of the emerging insulation clinging closely to the flanking electrodes and in particular covering the electrode walls so that a rollover of f, on the yoke is held back substantially.