Aus Scheibenspulen aufgebaute Röhrenwicklung, insbesondere für Transformatoren und Drosseln Die Erfindung betrifft eine aus Scheiben spulen aufgebaute Röhrenwicklung für Trans formatoren, Drosseln und dergleichen. Da be kanntlich der Eingang von Transformator wicklitngen durch auftreffende überspan- nungswellen, z. B. Blitzwellen, stark gefähr det ist, versuchte man die Eingangswindungen dadurch zu schützen, da.ss man sie mit ver stärktem Isolationsauftrag versah.
Solche -Massnahmen sind aber teuer und ausserdem beanspruchen sie Platz und ergeben damit einen sehleeliteren Wirkungsgrad der Kon struktion. Zur Herabsetzung der Stossspan- nini,sbeanspruehung zwischen den Spulen beim Auftreffen von Blitzwellen bei aus Scheibenspulen aufgebauten Röhrenwicklun- ,en wurde vorgeschlagen, die einzelnen Schei benspulen statt in Doppelspulenschaltung in Einzelspulensehaltung zu verbinden.
Trotz dieser Massnahme konnten aber solche Wick lungen in der Praxis nicht voll befriedigen, weil die Anfangsspannungsverteilung noch rk von der -ewünsehten linearen Vertei <B>s</B> -tz el lung abwich.
Aufgabe der Erfindung ist es, hier Ab hilfe ztt schaffen, indem die Anfangsspan- nungsvert.eilung im ersten Augenblick des Auftreffens einer Überspannungswelle auf die Wieklung durch eine wesentliche Vergrösse rung der Serienkapazität der Spule verbessert und dadurch die Stossspannungsbeanspru- chung zwischen den Spulen erheblich herab gesetzt wird. Ziel ist dabei, auch die Röhren wicklungen für die höchsten Betriebsspannun gen stossfest zu bauen.
Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass die einzelnen Scheibenspulen von Röhrenwicklungen je aus zwei ineinander gewickelten Wicklungsspiralen bestehen, die miteinander und anderseits auch mit der be nachbarten Scheibenspule derart in Serie ge schaltet sind, dass der Stromfluss in jeder Spirale in gleicher Richtung, insbesondere von aussen nach innen verläuft. Bei derartig aufgebauten und geschalteten Röhrenwicklun gen wird die Kapazität zwischen Eingang und Ende jeder Einzelspule ganz erheblich ver grössert.
Die Folge ist eine bedeutende Ver besserung der Anfangsspannungsverteilung bei Stossspannungen, was dadurch möglich ist, dass das massgebende Verhältnis Erdkapa- zität :Serienkapazität der Wicklung
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wesentlich kleiner ist. Gemäss der Erfindung ausgeführte Wicklungen weisen den Vorteil auf, dass einerseits die verstärkte Isolation am Wicklungseingang eingespart werden kann und anderseits die Beanspruchung der Nor malspulen wegen der viel kleineren Amplitu den der Ausgleichsschwingungen wesentlich herabgesetzt werden. An Hand der Zeichnung soll die Erfin dung näher beschrieben werden.
Die Fig. 1 zeigt schematisch die bisherige Form der Ein zelspulenschaltung, während Fig. 2 einen Teil dieser Wicklung im Schnitt wiedergibt. Die Fig. 3 veranschaulicht ein Schaltschema der erfindungsgemässen Wicklung und die Fig. 4 einen Schnitt durch einen Teil dieser Wick lung. In Fig. 5 ist ein Schaubild wiedergege ben, das die Anfangsspannungsverteilung bei der bekannten sowie erfindungsgemässenWick- lung und auch eine lineare Endverteilung er kennen lässt.
Die in Fig. 1 nur teilweise dargestellte Röhrenwicklung ist aus den einzelnen Schei benspulen 10 bis 50 aufgebaut. Mit 60 ist. der Leiteransehluss der Wicklung angedeutet und mit 70 sind die die einzelnen Scheibenspulen miteinander verbindenden Schaltleitungen be zeichnet. Wie aus der Figur ersichtlich ist, sind alle Spiralen mittels der Schaltleiter 70 in Serie geschaltet, und zwar verbinden sie je weils das Ende der vorhergehenden Scheiben spule mit dem Anfang der nächstfolgenden Scheibenspule in der Weise, dass der .Strom fluss in allen Spulen in der gleichen Richtung verläuft. In der Fig. 2 sind die im Schnitt darge stellten Leiter der ersten Spule mit 1 bis 8 und die der zweiten mit 9 bis 16 bezeichnet.
Die erste Spule wird vom Leiter 1 ausgehend, an dem der Wieklungsanschluss vorgenommen ist, nach dem Leiter 8 hin vom Strom durch flossen, der über den Verbindungsleiter 70 mit dem aussenliegenden Leiter 9 der Nach barspule verbunden ist, die von 9 nach dem Leiter 16 hin vom Strom durchlaufen wird.
Die erfindungsgemässe Wicklung nach Fig. 3 besteht, ans einzelnen Scheibenspulen, z. B. 100, 200, 300. Diese sind aber je in zwei Zweige aufgeteilt, die gemeinsam miteinander zur Spule gewickelt, nämlich als zwei inein- andergewickelte Windungsspiralen 101, 102 bzw. 201, 202 ausgeführt werden. Sowohl die beiden Windungsspiralen jeder Spule als auch die einzelnen Scheibenspulen selbst sind in Reihe geschaltet, und zwar so, dass der Stromverlauf in sämtlichen Spiralen und Scheibenspulen in der gleichen Richtung ver läuft.
Demzufolge ist das Ende E der Spirale 101 mit dem Anfang A der in der gleichen Spule liegenden Spirale 102 verbunden, wäh rend das Ende der Spirale 102 mit dem An fang El der in der Naehbarscheibenspule lie genden Spirale 201 verbunden ist. Das Ende dieser Spirale ist. dann, wie bei Spule<B>100</B> be schrieben, mit dem Anfang der Spirale 202 und das Ende dieser Spirale mit dem Anfang der entsprechenden Spirale der Spule 300 verbunden. Die Schaltung der übrigen Schei benspulen wird in gleicher Weise fortgesetzt.
Die Fig. 4 lässt die einzelnen _Vindungen 1 bis 4 der Spirale 101 und die damit inein- andergewiekelten Windungen 5 bis 8 der Spirale 102 sowie ihre Schaltverbindung 700 erkennen. Mit 701 ist die zur Nachbarspule, nämlich der Spirale 201 führende Schaltver bindung bezeichnet. 9 bis 12 sind die Windun gen der Spirale 201 und 13 bis 16 die der Spirale 202. In gleicher Weise wie für die Spule 100 und 200 beschrieben sind auch die übrigen Scheibenspulen der ganzen Röhren wicklung aufgebaut und geschaltet.
Die bei der erfindungsgemässen Wicklungsanordnung erreichbare Verbesserung der Anfangsspan nungsverteilung beim Auftreffen von Über spannungen ist aus dem Schaubild der Fig. 5 ersichtlich, die die Spannungsverteilung längs einer ganzen Röhrenwicklung zeigt, wobei als Ordinate die Spannungshöhe U und als Ab szisse die Wicklungslänge L aufgetragen ist. Die Kurve a gibt die bei den bisherigen Wick lungen auftretende Anfangsspannungsvertei- tung wieder, wie sie beim Eintreffen einer Stosswelle auftritt.
Die Kurve b zeigt, die er reichbare Anfangsspannungsverteilung bei einer gemäss der Erfindung ausgeführten Wicklung. Die Kurre c zeigt den Idealfall der linearen Spannungsverteilung, die sich als sogenannte Endverteilung einstellt, wenn die Stosswelle in die Wicklung eingedrungen ist.
Man ersieht. aus der schraffierten Differenz fläche, die zwischen den Kurven b und c liegt, dass diese bedeutend kleiner ist als die zwi schen den Kurven a und c liegende Differenz- fläehe. Da die Differenzflächen aber bekannt lich ein Mass sind für die Spannungen, um die einzelne Wicklungsteile schwingen können, bis sie in die Endverteilung c eingeschwungen sind, ist es wichtig, eine kleine Differenz fläche anzustreben, weil dadurch also die Amplituden der Ausgleichsschwingungen zwi schen benachbarten Spulen der Wicklung um so kleiner werden.