Gegen elektrische Schwingungen gedämpfter Transformator. Wenn ein plötzlicher Spannungsstoss auf eine Transformatorwicklung trifft, so werden in letzterer mehr oder weniger starke elek trische Schwingungen angeregt. Im Innern der Wicklung entstehen dabei lokale Über spannungen, welche für die Isolation sehr ge- fährlieh sind und ihren Durchschlag zur Folge haben können. Es hat deshalb nicht an Be mühungen gefehlt, Mittel und Wege zu fin den, um die Transformatorenwicklungen möglichst. schwingungsfrei zu gestalten, wobei man im wesentlichen auf eine Dämpfung des Transformators gegen Schwingungen angewie sen ist.
Auch ist. es bekannt, einen Transfor mator durch sogenannte Abschirmung der Wieklung sehwingungsarm zu machen, wobei die Abschirmung im wesentlichen in einer An ordnung von Hilfselektroden besteht, die eine passende Gestaltung des elektrischen Feldes zwecks Verringerung der Schwingungen in der Wicklung herbeiführen. Eine ideale Schwingungsfreiheit wird auf diese Weise je doch nicht erreicht.
Die vorliegende Erfindiung betrifft einen gegen elektrische Schwingungen gedämpften Transformator, welcher sich gegenüber be kannten derartigen Transformatoren dadurch unterseheidet, dass mindestens ein elektrisch vollständig isoliertes Dä.mpfungsorgan aus elektrischem Widerstandsmaterial im elektro- statisehen Feld der zu dämpfenden Wicklung des Transformators angeordnet ist. Das aus Widerstandsmaterial bestehende Organ kann mit Vorteil die Gestalt einer dünnen Schicht aufweisen, die in den Isolationszylinder der Wieklung eingebettet sein kann.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungs gemässen Transformators ist in der beigefüg ten Zeichnung schematisch im Schnitt dar gestellt.
Mit 1 ist der Kern des Transformators, welcher eine Niederspannungswicklung 2 und eine aus mehreren gleichachsig angeordneten Spulen 8 bestehende Hoehspannungswicklung aufweist, deren Teile durch Leiter 9 mitein ander verbunden sind. Die Niederspannungs wicklung 2 ist in üblieher Weise durch Isola tionszylinder 3, z. B. aus Gumoid, gegen den Kern 1 und gegen eine Abschirmung 4 iso liert, welche aus Blech besteht und mit dem einen der Anschlüsse 5 der Hochspannungs wicklung 8 verbunden ist. Die einzelnen Spu len 8 der Hochspannungswicklung sind durch Isolationszylinder 6 voneinander isoliert.
In den Isolationszylindern 6, die beispiels weise aus Hartpapier bestehen, ist eine dünne, zusammenhängende Schicht 7 aus halbleiten dem Werkstoff, z. B. Graphit, eingebettet, welche nach allen Seiten vollständig isoliert ist und weder mit den Wicklungen des Trans formators verbunden noch geerdet ist. Die Graphitschicht befindet sich so im elektrosta tischen Feld der zii dämpfenden Hochspan- nungswieklung.
Eine in die Hochspannungswicklung 8 ge langende Stossspannungswelle verursacht in der Umgebung der Wicklung ein elektrisches Feld, welches in jedem Augenblick der Poten tialverteilung über der Wicklung entspricht. Die örtlichen Potentiale übertragen sieh elek trostatisch auch auf die konzentrisch zur Wicklung angeordneten Graphitschichten 7.
Mit Rücksicht auf die Schwingungsnatur der durch den Spannungsstoss verursachten Über- spannimgserscheinungen entstehen zufolge Übertragung mittels des elektrischen Feldes in den verschiedenen Punkten der Graphit schichten auch hochfrequente Potentialunter schiede. Innerhalb der Gr aphitschichten bil den sieh daher lokale Ausgleichs- und Hoch frequenzströme, deren Energie sich im Wider standsmaterial teilweise in Wärme umsetzt. Auf diese Weise wird der überspannungswelle ein wesentlicher Anteil von Energie entzogen und die Schwingung in der Wicklung stark gedämpft.
Zur Herstellung der halbleitenden Schicht 7 kann nicht nur Graphit, sondern auch ein anderer Werkstoff, z. B. manche Karbide, Ver- wendiuig finden. Die Anordnung der Schicht 7 kann entsprechend den jeweiligen Verhält nissen auch anders sein.
Man kann die Schicht zum Beispiel auf die innere oder äussere Man telfläche der Isolationszylinder 6 auftragen und durch eine Papierumhüllung gegen äussere Einflüsse schützen. Ganz allgemein kann die gewünschte dämpfende Wirkung mit mindestens einem aus Widerstandsmate rial bestehenden Dämpfungsorgan erzielt wer den, das sich im elektrostatischen Feld der zu dämpfenden Wicklung befindet und eine ge nügend grosse Oberfläche aufweist, um eine Übertragung der örtlichen Potentiale von der Wicklung auf das Organ in genügendem Aus masse zu gewährleisten.
Der imstand, dass das aus Widerstands inaterial bestehende Dämpfungsorgan keine Ansehlussv erbindungen besitzt, ist vom kon- struktiven Standpunkt aus sehr vorteilhaft, da hierbei mit der Ausführung und Isolation solcher Zuleitungen verbundene Schwierig keiten in Wegfall kommen.
Die beschriebenen, aus Widerstandsmate rial bestehenden Dämpfungsorgane können zur Verbesserung der Schwingungsfreiheit einer bereits abgeschirmten Transformator- ivicklung verwendet werden, wenngleich die Wirkung der Dämpfungsorgane bei unabge- schirmten Wicklungen mit Rüeksieht auf die dann in stärkerem Masse auftretenden Schwin gungen besonders auffallend ist.
Transformer damped against electrical vibrations. If a sudden voltage surge hits a transformer winding, more or less strong electrical oscillations are excited in the latter. Local overvoltages arise in the interior of the winding, which are very dangerous for the insulation and can lead to breakdown. There has therefore been no lack of efforts to find ways and means to optimize the transformer windings. to make vibration-free, whereby one is essentially dependent on damping the transformer against vibrations.
Also is. It is known to make a transformer sehwingungsarm by so-called shielding the Wieklung, the shielding consists essentially in an arrangement of auxiliary electrodes that bring about a suitable design of the electric field in order to reduce the vibrations in the winding. An ideal freedom from vibrations is never achieved in this way.
The present invention relates to a transformer damped against electrical vibrations, which differs from known transformers of this type in that at least one electrically fully insulated damping element made of electrical resistance material is arranged in the electrostatic field of the transformer winding to be damped. The organ consisting of resistance material can advantageously have the shape of a thin layer which can be embedded in the insulating cylinder of the cradle.
An embodiment of the transformer according to the Invention is shown schematically in section in the accompanying drawings.
With 1 is the core of the transformer, which has a low voltage winding 2 and a high voltage winding consisting of several coaxially arranged coils 8, the parts of which are connected by conductor 9 mitein other. The low voltage winding 2 is in the usual manner by Isola tion cylinder 3, z. B. made of gumoid, against the core 1 and against a shield 4 iso liert, which consists of sheet metal and with one of the terminals 5 of the high voltage winding 8 is connected. The individual Spu len 8 of the high-voltage winding are isolated from one another by insulating cylinders 6.
In the insulation cylinders 6, the example, made of hard paper, a thin, cohesive layer 7 is made of semiconducting the material, for. B. graphite, which is completely insulated on all sides and is neither connected to the windings of the transformer nor grounded. The graphite layer is thus located in the electrostatic field of the high-voltage damping force.
A surge voltage wave reaching into the high-voltage winding 8 causes an electric field in the vicinity of the winding, which corresponds to the potential distribution over the winding at any moment. The local potentials are also transmitted electrostatically to the graphite layers 7 arranged concentrically to the winding.
With regard to the oscillation nature of the overvoltage phenomena caused by the voltage surge, high-frequency potential differences also arise due to transmission by means of the electric field in the various points of the graphite layers. Local equalizing and high-frequency currents, whose energy is partially converted into heat in the resistance material, therefore form within the grappling layers. In this way, a significant amount of energy is withdrawn from the surge wave and the oscillation in the winding is strongly damped.
To produce the semiconducting layer 7, not only graphite, but also another material, e.g. B. some carbides, find use. The arrangement of the layer 7 can also be different according to the respective conditions.
You can apply the layer, for example, on the inner or outer Man side surface of the insulating cylinder 6 and protect against external influences by a paper cover. In general, the desired damping effect can be achieved with at least one damping element made of resistance material, which is located in the electrostatic field of the winding to be damped and has a sufficiently large surface to prevent the local potentials from being transferred from the winding to the organ to ensure sufficient dimensions.
The fact that the damping element made of resistance material has no connection connections is very advantageous from a design point of view, since difficulties associated with the execution and insulation of such feed lines are eliminated.
The described damping elements made of resistance material can be used to improve the freedom from vibrations of an already shielded transformer winding, although the effect of the damping elements in unshielded windings is particularly noticeable with regard to the stronger vibrations that then occur.