Schwingungsfreier Transformator. Bekanntlich bildet eine Transformator wicklun.g ein schwingungsfähiges Gebilde. Beim Eintritt einer Stoss-Spannungswelle in die Wicklung entstehen in derselben deshalb starke Spannungsschwingungen, welche einen Durchschlag oder Überschlag innerhalb der Wicklung zur Folge haben können. Die Schwingungen entstehen aus dem Grunde, weil die Anfangsverteilung der Spannung längs der Wicklung zufolge der Wicklungs kapazität gegen Ende der Spannungsvertei lung im Gleichgewichtszustand nicht gleich ist, so dass ein Ausgleichsvorgang stattfinden muss.
Um eine Transformatorwieklung bei Span nungsstössen schwingungsfrei zu machen, war es bisher üblich, um die Wicklung herum metallische Schirme anzuordnen, welche mit der gegenüber Erde Hochspannung führen den Anschlussklemme der Wicklung in Ver bindung stehen. Mit Rücksicht auf die Isola tionssicherheit ha;t diese Massnahme jedoch eine etwas kompliziertere Wicklung und grössere Abmessungen des Transformator eisenkörpers zur Folge.
Ferner ist es nicht möglich, auf diese Weise die Stoss-Spannungssicherheit eines fertigen Transformators nachträglich zu verbessern.
Die vorliegende Erfindung bezweckt die Beseitigung der genannten Nachteile und betrifft einen schwingungsfreien Transfor mator, der dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens ein Punkt der HochspaDnungs- wicklung desselben an die eine Elektrode eines statischen Kondensators angeschlossen ist, dessen andere Elektrode mit einem andern Punkt derselben Wicklung in Verbindung steht.
In der beigefügten Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele einer schwingungsfreien Hochspannungswicklung eines Einphasen transformators schematisch dargestellt.
Gemäss der Darstellung in Fig. 1 ist die Hochspannungswicklung 1 eines Einphasen transformators an der einen Anschlussklemme geerdet. Parallel zur Wicklung 1 befindet sich eine Kette von in Reihe geschalteten Konden satoren 2, deren Anzahl n beträgt. Das eine Ende der Kondensatorenkette ist. unter Zwi schenschaltung eines Widerstandes 3 mit der geerdeten und das andere Ende der Kette un mittelbar mit der andern Anschlussklemme der Wicklung verbunden.
Je die zusammen geschalteten Elektroden zweier benachbarter Kondensatoren 2 sind unter Zwischenschal- tung von Widerständen 3 mit verschiedenen Punkten der Wicklung verbunden.
Bei geeigneter Wahl der Kondensatoren 2 und der Widerstände 3 kann erreicht werden, dass beim Eintritt einer steilen. Stoss-Span- nungswelle 4 an der nicht geerdeten Anscbluss- klemme in der Hochspannungswicklung keine Schwingungen entstehen. Gegeberenfalls kön nen die Widerstände 3 auch weggelassen uod an deren Stelle metallische Verbindungen zwischen den betreffenden Elektroden der Kondensatoren und den Zwischenpunkten der Wicklung angeordnet werden.
Eine vom Standpunkte der Stoss-Span- nungssicherheit besonders vorteilhafte Lö sung erzielt man, wenn die Kapazitäten benachbarter Kondensatoren der angeschlos senen Kondensatorenkette eine arithmetische Reihe höherer Ordnung bilden und von dem geerdeten Ende der Kette an gerechnet wie folgt abgestuft sind:
EMI0002.0006
Darin bedeutet C die gesamte Wicklungs- kapazität gegen Erde und K die Kapazität zwischen zwei benachbarten Windungen, und zwar für die ganze Wicklung, während n die Anzahl der in der Kette vorhandenen Kon densatoren ist.
Aus theoretischen Erwägungen und prak tischen Versuchen geht hervor, dass man die Hochspannungswicklung auch mit nur einem Kondensator beim Eintritt einer Stoss-Span- nungswelle schwingungsfrei gestalten kann, wenn.
der Kondensator geeignet dimensioniert und mit der einen seiner Elektroden an die nicht geerdete Anschlussklemme der Wick lung und mit der andern Elektrode an einem bestimmten Punkt innerhalb der Wicklung angeschlossen wird. Die günstigste Kapazität dieses einzigen Kondensators ist dann in be deutendem Masse davon abhängig, an welcher Stelle innerhalb der Wicklung die eine seiner Elektroden angeschlossen wird:.
Die Schwingungsfreiheit der Transforma- torwicklung lässt sich auch mit der in Fig. 2 gezeigten Schaltungsvariante erzielen, gemäss welcher die einen der Elektroden mehrere Kondensatoren 2 zusammengeschaltet und mit der nicht geerdeten Anschlussklem.me der Hochspannungswicklung 1 verbunden sind,
während die andern Elektroden der Konden satoren einzeln über je einen Widerstand 3 mit verschiedenen Punkten der Wicklung in Verbindumgstehen. Auchhier ist die günstigs te Kapazität jedes Kondensators von der Stelle innerhalb der Wicklung abhängig, an welche er angeschlossen ist.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Massnahmen ist die, dass die statischen Kon densatoren 2 im Zusammenwirken mit der Wickelkapazität gegen Erde und von Win dung zu Windung beim Eintreffen einer St'-,oss-Spannungswelle die Spannung inner halb der Wicklung so verteilen, dass ein Um- herschlag.oder Durchschlag verhindert wird. Die zwischengeschalteten Widerstände 3 dienen zur Dämpfung der Ausgleichskreise, um Schwingungen zu unterdrücken.
Die Erfindung kann auch bei mehrphasi- gen Transformatoren in analoger Weise zur Anwendung kommen.
Vibration-free transformer. As is well known, a transformer winding forms an oscillatory structure. When a surge voltage wave enters the winding, strong voltage oscillations arise in the winding, which can result in a breakdown or flashover within the winding. The vibrations arise because the initial distribution of the voltage along the winding is not the same due to the winding capacity towards the end of the voltage distribution in the equilibrium state, so that a compensation process must take place.
In order to make a transformer wieklung vibration-free in the event of voltage surges, it has been customary up to now to arrange metallic shields around the winding, which are connected to the connection terminal of the winding with the high voltage with respect to earth. With regard to insulation security, however, this measure results in a somewhat more complicated winding and larger dimensions of the transformer iron body.
Furthermore, it is not possible to subsequently improve the surge voltage safety of a finished transformer in this way.
The present invention aims to eliminate the disadvantages mentioned and relates to a vibration-free transformer, which is characterized in that at least one point of the high-voltage winding of the same is connected to one electrode of a static capacitor, the other electrode of which is connected to another point in the same winding Connection.
In the accompanying drawing, two embodiments of a vibration-free high-voltage winding of a single-phase transformer are shown schematically.
According to the illustration in FIG. 1, the high-voltage winding 1 of a single-phase transformer is grounded at one connection terminal. Parallel to winding 1 is a chain of series capacitors 2, the number of which is n. One end of the capacitor chain is. with the interposition of a resistor 3 with the grounded and the other end of the chain un indirectly connected to the other terminal of the winding.
The interconnected electrodes of two adjacent capacitors 2 are connected to different points of the winding with the interposition of resistors 3.
With a suitable choice of the capacitors 2 and the resistors 3 it can be achieved that when a steep. Surge voltage wave 4 at the non-grounded connection terminal in the high-voltage winding no vibrations occur. If necessary, the resistors 3 can also be omitted and in their place metallic connections can be arranged between the relevant electrodes of the capacitors and the intermediate points of the winding.
A solution that is particularly advantageous from the point of view of surge voltage safety is achieved when the capacitances of neighboring capacitors in the connected capacitor chain form an arithmetic series of a higher order and are graded as follows from the earthed end of the chain:
EMI0002.0006
Here, C means the total winding capacitance to earth and K the capacitance between two adjacent turns for the whole winding, while n is the number of capacitors in the chain.
Theoretical considerations and practical experiments show that the high-voltage winding can also be designed to be vibration-free with just one capacitor when a surge voltage wave occurs, if.
the capacitor is suitably dimensioned and one of its electrodes is connected to the ungrounded terminal of the winding and the other electrode is connected to a specific point within the winding. The most favorable capacity of this single capacitor is then to a significant extent dependent on the point at which one of its electrodes is connected within the winding.
The freedom from vibration of the transformer winding can also be achieved with the circuit variant shown in FIG. 2, according to which one of the electrodes several capacitors 2 are interconnected and connected to the non-earthed connection terminal of the high-voltage winding 1,
while the other electrodes of the capacitors are individually connected to different points of the winding via a resistor 3 each. Here, too, the most favorable capacitance of each capacitor depends on the point within the winding to which it is connected.
The mode of operation of the measures described is that the static capacitors 2 in interaction with the winding capacitance to earth and from turn to turn when a St ', oss voltage wave occurs, distribute the voltage within the winding in such a way that a reversal herschlag. or breakdown is prevented. The interposed resistors 3 serve to dampen the compensation circuits in order to suppress vibrations.
The invention can also be used in an analogous manner in multiphase transformers.