Transformatorwicklung. Die Erfindung bezieht sieh auf eine Trans- forma.torwickl.ung der in der britischen Pa tentschrift Nr. 587997 beschriebenen Art, da her auf eine Transformatorwicklung, die rieg-en Stossspannungen besonders geschützt ist.
und zti diesem Zwecke mit mehreren Doppel spulen versehen ist, die je aus einer durch mindestens ein Paar parallel gewickelter Lei ter gebildeten, rechtsum gewickelten Scheiben- sliuie und aus einer entsprechend gebildeten, linksum gewickelten Scheibenspule bestehen, mid von , denen die Windungen derart in bezug aufeinander angeordnet und miteinan der verbunden sind, dass in jeder der beiden Scheibenspulen einer solchen Doppelspule Windungen vorhanden sind,
zwischen welchen sowohl eine starke kapazitive Kupplung vor lianden ist als auch im Betrieb eine Span nun usdifferenz besteht, die grösser ist als die in eine Windung erzeugte Spannung, derart, dass beim Auftreten von Stossspannungen eine bestimmte, vorzugsweise lineare, Spannungs verteilung zwischen den Enden der Wicklung erhalten wird. Bei der in der erwähnten Pa- tentsehrift beschriebenen Wicklung bilden die parallel gewickelten Leiter in jeder aus zwei Scheibenspulen bestehenden Doppelspule gleichsam mehrere in Reihe geschaltete Spu len, die in ihrer Reihenschaltung abwechselnd in der einen und in der andern Scheibenspule liegen.
Dies erfordert mindestens drei Verbin dungen zwischen den beiden Scheibenspulen einer Doppelspule, so dass man während des Wickelvorganges jeden der Leiter mindestens einmal pro Drosselspule durchschneiden muss, um die durch den vollen Betriebsstrom durch laufene dritte Verbindung zwischen den Schei benspulen herstellen zu können. Diese dritte Verbindung kann nur durch ein Schweissver fahren zustande gebracht werden.
Die Erfindung hat den Zweck, eine Trans- formatorwieklung zu verschaffen, die gleich falls besser als die normalen Wicklungen den Stossspannungen gewachsen ist, aber die im Gegensatz zur aus der erwähnten britischen Patentschrift bekannten Wicklung aus einem oder mehreren Paaren ununterbrochener Lei ter gewickelt werden kann, da dabei die zwi schen beiden Scheibenspulen einer Doppel spule erforderliche Anzahl von Verbindungen der Anzahl der parallel gewickelten Leiter der Wicklung entspricht. Das zeitraubende und teure Schweissverfahren wird dabei da her vermieden.
Erfindungsgemäss wird dieser Erfolg dadurch erreicht, dass die parallel ge wickelten Leiter der Scheibenspulen der be treffenden Doppelspulen zwei parallele Wick lungszweige bilden und dass sowohl am An fang von mindestens einem Teil des einen Zweiges als auch am Ende des entsprechenden Teils des andern Zweiges eine Hilfsspule an geordnet ist.
Bei dieser Wicklung besteht zwi schen den Windungen der parallelen Zweige eine starke kapazitive Kupplung, wird durch die Anfangsspule des einen Zweiges und durch die Endspule des andern Zweiges zwischen unmittelbar um oder nebeneinander in den Scheibenspulen liegenden Windungen eine Spannungsdifferenz erzeugt und ist. daher jedesmal ein weiter in der Wicklung liegen der Teil des einen Zweiges kapazitiv mit einem weniger weit in der NVicklung liegenden 'feil des andern Zweiges gekuppelt.
Dies hat den Erfolg, dass eine derartige kapazitive Über- brückun- von Teilen der Wieklung erhalten wird, dass beim Auftreten von Stossspannun gen diese Spannungen sich gleichmässiger zwischen den Enden der Wicklung verteilen.
Aus hiernaeh auseinanderzusetzenden Grün den empfiehlt es sich, die Windungszahl jeder der beiden Hilfsspulen entweder -gleielr der Hälfte der Windungszahl oder gleieli der Windnngszahl zu wählen, die für jeden ein zelnen -Vieklungszweig in einer Doppelspule vorhanden ist.
Eine wesentlich lineare Verteilung der Stossspannung kann erhalten werden, wenn die parallelen Wicklungszweige zwischen ihren Enden durch mindestens eine llquipotential- v erbindung, aber besser durch eine richtig ge wählte Anzahl solcher Verbindungen, mitein ander verbunden werden.
Diese Äquipoten- tialverbindungen. schalten für die Stossspan nungen die Kapazitäten. zwischen den beiden Wicklungszweigen in Reihe, so dass die Span-, nungsv erteilung dann nahezu nur von den Kapazitäten abhängig ist. Da die erwähnten Verbindungen nur Strom führen, wenn die Wicklung durch einen Spannungsstoss getrof fen wird, so können sie einen verhältnismässig geringen Durchschnitt besitzen.
Die parallel gewickelten Leiter können in jeder Scheibenspule gewickelt sein.
Im folgenden werden Ausführungsbei spiele der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert; darin zeigen: Fig.1 und 2 schematische Darstellungen zweier verschiedener Wicklungen nach der Er findung, Fig.3 und 4 die Ersatzschaltungen der Wicklungen nach Fig. 1 und 2, Fig.5 und 6 Durchschnitte eines Teils zweier verschieden ausgeführter Wicklungen nach Fig.1 und Fig. 'i und 8 Durchschnitte eines Teils zweier verschieden ausgeführter Wicklungen nach Fig. 2.
In der Zeichnung sind mit A Doppelspu len einer Transforinatorwiekl.ung angegeben worden. Jede Doppelspule besteht aus\ zwei Scheibenspulen B, von welchen Spulen die eine rechtsum und die andere linksum g,ewik- kelt ist.
Jede Seheibenspule B ist aus zwei parallel gewickelten Leitern 1 und \? zusain- inengesetzt. Die parallel gewickelten Leiter 1 und 2 bilden zwei parallele Wieklungszweige. Sowohl am. untern Ende des vom Leiter 1 ge bildeten Wieklungszweiges als auch am obern Ende des vom Leiter 2 gebildeten Wieklung:s- zweiges ist. eine Hilfsspule 3 bzw. 4- angeord net.
Dadurch wird zwischen den Leitern 1 und \-3 in jeder Seheibenspule B eine Spannungs differenz erzeugt, die von der Windun sgszahl jeder der Hilfsspulen 3 und 4 abhängt.
In den Wieklungen nach Fig. 1., 3, 5 und 6 ist die -Vindungsza.hl jeder der Hilfsspulen 3 und 4 der Windungszahl eines einzelnen Lei ters 1 oder 2 in einer Seheibenspule B gleieh. Die in eine solche Hilfsspule induzierte Span nung e ist daher der in einer Seheibenspule in jeden der Leiter 1, 2 erzeugten Spannung gleich,
so dass das Potential an den Anschluss- und Verbindungsstellen .5, 6, 7,<B>8..</B> 9, 1.0, 11 gleich 0,<I>e,</I> \?e, 2e <B>...</B> E-2e, E-c bzw. E sein wird und das Potential an den Anschluss- und Verbindungsstellen 12, 13, 14<B>...</B> 1.5, 16,<B>17,18</B> gleieh 0, e, 2e<B>...</B> E-3e, E-2e, E-e bzw. E sein wird.
Die Leiter 1., 2 sind in den Scheiben spulen B stark kapazitiv gekuppelt. In Fig. 3 ist dies durch Kapazitäten 1.9 angegeben wor den, die an den Enden der Seheibenspulen B gezeichnet, aber in Wirklichkeit über die ganze Länge der Leiter dieser Spulen vor handen sind.
Die Erdkapazitäten sind fort gelassen, dhi sie ini Versgleich ztt den zwischen den parallelen Leitern vorhandenen Kapazi täten in der Seheibensptile B klein sind.
Aus dein Obenstehenden geht hervor, dass in jeder Scheibenspule B der Anfang des Lei ters 1 dasselbe Potential hat. als das Ende des Leiters 2. Zwischen diesen. Stellen gleicher Potentiale sind tlquipotentialverbindungen 20 angeordnet. Diese Verbindungen schalten in jeder Scheibenspule jedesmal zwei Kapazitä ten 19 in Reihe. Wird nun die Wicklung durch eine sehr steile Spannungswelle getrof fen, z.
B. durch einen Blitzeinschlag, so wird anfiin,-lieh kein Strom durch die Spulen flie ssen und wird die Spannungsverteilung ganz dureb di- Kapazitäten bestimmt werden. Man kann. die Wicklung leicht. derart ausführen, rlass über die ganze Wicklung eine nahezu lineare Verteilung der Stossspannung erhalten wird.
Der Vorteil der Hilfsspillen 3, 4 mit einer Windungszahl gleich derselben eines Lei ters in einer Selieibenspule B ist, dass die Spannungsdifferenz e zwischen sieh decken- den Punkten der parallelen Wicklungszweige z iemlieb gering ist. und dadurch nur geringe oder gar keine Isolationsprobleme hervorruft, während die Äquipotentialverbindungen sieh ziemlich einfach anordnen lassen, nämlich je- desinal zwischen dem Anfang und dem Ende einer Scheibenspule.
In den Wicklungen nach Fig. 2, 4, 7 und 8 sind in den parallelen Zweigen 1, 2 Hilfsspu len 21, 22 geschaltet, die je eine Windungs- zahl gleich derjenigen eines Leiters 1. oder 2 in einer Doppelspule l1. besitzen. Wird in jedem parallelen Zweig einer Scheibenspule B wieder eine Spannung c induziert, so beträgt die in den Hilfsspulen erzeugte Spannung ilalier 2e.
Es ist daher ersichtlich, dass in die sem Falle die Äquipotentialverbindungen 23 zwischen dein Anfang des Leiters 1 und dem linde des Leiters \? in einer Doppelspule A angeordnet werden können, das heisst zwischen den Verbindungsstellen 6 und 14 bzw. 9 und 17 (Fig. 4-). Obwohl in diesem Falle die Span- nuiio-Sdifferenz zwischen in den Scheibenspu len B sieh deckenden Punkten der parallelen R'ieklung,szweige 1.
und 2 gleich \3e., das heisst zweimal so hoch wie im vorigen Falle ist, ei-hält man durch diese Wahl der Windungs- zahl der Hilfsspulen den Vorteil, dass die Äquipotentialverbindungen zwischen den En den der Doppelspulen angeordnet werden kön nen, das heisst, an der Aussenseite der Wick lung zu liegen kommen, wo sie am leichtesten < elfgeordnet werden können. In Fig. 5 und 7 sind die parallelen Leiter 1 und 2 in den Scheibenspulen B radial um einander gewickelt. In Fig. 6 und 8 sind die Leiter axial nebeneinander gewickelt.
Sind die Zweige der Wicklung um einander angeordnet, so muss man dafür sorgen, dass die Äqui- potentialv erbindungen Wicklungsteile parallel schalten, in denen auch das Streufeld gleiche Spannungen erzeugt. Zu diesem Zwecke ist in der einen der zwei eine Doppelspule A bil denden Scheibenspulen B der Leiter 2 auf den Leiter 1 und ist in der andern dieser Schei benspulen der Leiter 1 auf den Leiter 2 ge wickelt (Fig. 5 und 7).
Die Hilfsspulen können auch mit andern Windungszahlen ausgeführt werden.
Nicht alle Doppelspulen brauchen Äqui- fpotentialverbindungen zu besitzen. Die Rei henschaltung der Kapazitäten kann daher ört lich unterbrochen sein.
Die Wicklung kann aus einer Reihe glei cher Doppelspulen oder aus mehreren Doppel spulen A, die entsprechend Fig. 5 und 7 ge wickelt sind, und mehreren Doppelspulen A, die gemäss Fig. 6 und 8 gewickelt sind, zusam mengesetzt sein.
Jeder parallele Zweig der Wicklung kann aus einem oder mehreren parallelen Drähten oder Stäben bestehen.