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Hochspannungswicklung von Transformatoren mit Spannungssteuerung Hoehspannungswieklungen von Transfor- tiiatoren werden bekanntlich durch Stossspan- i-ungen steiler Front hohen dielektrischen Beanspiuehungen ihrer Wicklungsisolation unterworfen, wobei die Intensität dieser Beanspruchungen von den ka.pazitiv en Verhältnissen abhängig ist.
Es hat sich bekanntlich gezeigt, dass die Spannungsbeanspruchung einer Wicklung in solchen Fällen geringer wird, wenn das Ver- ltältnis von Wicklungs- und Erdkapazität ;grösser ist und dadurch die Spannungsvertei- hing längs der Wicklung weitgehend einen mehr linearen Verlauf hat. Diese Bedingung ist aber ge-#vöhnlieh nicht vorhanden, so dass besondere Mittel für die Beeinflussung und Verbesserung der Spannungsverteilung und der kapazitiven Verhältnisse notwendig sind.
So ist es bekannt, durch ausserhalb der ieklung in der Hauptisolation liegende Einrichtungen wie Schutzringe, Schilder, Steuerringe und -beläge eine bessere Stossspannungs- verteilung längs der Wicklung zu erzwingen. Diese Massnahmen vergrössern jedoch die Hauptisolation und erschweren ihre Herstellung durch Einfügung der Schirme erheblich. Bei nicht. genügend sorgfältiger Ausführilng kann sogar die Isolation geschwächt werden.
Man hat deshalb vorgeschlagen, die Win- dungen selbst zur kapazitiven Spannungssteuerung heranzuziehen. Zu diesem Zweck werden )'4 indungen nebeneinander gewickelt, die elektrisch nicht unmittelbar hintereinander geschaltet sind, indem durch zusätzliche Verbindungen innerhalb der Wicklung die Anfangs- und Endwindungen einer Teilspule über die Nachbarwindungen kapazitiv gekoppelt sind. Hierbei verstärkt sich die kapazi- tive Wirkung zwischen den Windungen, so da.ss die Spannungsverteilung verbessert wird.
Diese Massnahme hat aber bei der üblichen Wicklungsanordnung den INkehteil, dass innerhalb Verbindungen notwendig sind, deren Herstellung schwierig ist und welche die Fabrikation erschweren.
Erfindungsgemäss wird nun ,eine Massnahme vorgeschlagen, die diese Nachteile vermeidet. Die Fabrikation kann fast in gleicher Weise ausgeführt. werden, wie bei einer gewöhnlichen Wicklung, die also nicht selbst zur Spannungssteuerung verwendet wird. Bei der erfindungsgemässen Hochspannungswicklung sind mit den aktiven Windungen, das heisst solchen, die sich an der Leistungsübertragung beteiligen, Potentialsteuerungseinla- gen gewickelt, die elektrisch einseitig mit einer aktiven Windung verbunden sind. Diese Einlagen beteiligen sich nicht an der Leistungs- übertragung. Praktisch wird dies z.
B. so ausgeführt, dass die Potentialsteuerungseinlagen jeweils mit dem Anfang des gesteuerten Wicklungsteils ,elektrisch verbunden sind und neben Windungen gewickelt werden, die gegenüber dem betreffenden Anfang einen
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Wendungsschritt gTösser als 1 aufweisen. Für diese Spannungssteuerung können also die aktiven Windungen in üblicher Weise unmittelbar hintereinander geschaltet werden. Die Herstellung der Wieklung ist also kaum schwieriger als bei nicht spannungsgesteuerten Wicklungen.
Man hat. den weiteren Vorteil, die Potentialsteuerungseinla- gen an jede beliebige Stelle bringen zu, können, wo sie herstellungsmässig und elektriseh am zweekmä.ssigsten sind.
Einen weiteren grossen Vorteil erhält man, wenn man die Potentialsteuei2ingseinlagen nur im Bereich des Wieklungseinganges anordnet und allmählich abnehmen lässt. Man erreicht dadurch eine allmähliche Verringerung der kapazitiven Wirkung und braucht nur einen kleinen Teil der ganzen Wieklung mit Potentialsteu,erungseinlagen zu versehen. Verwendet. man Scheibenspulen für die Hochspannungswicklung, so ist es zweckmässig, die Potentialsteuerungseinlagen auf derjenigen Scheibe anzubringen, die der Scheibe mit dem Potentialansehluss folgt.
Dann kann beispielsweise bei senkrechter Anordnung der Wicklung die Pot.entialstene- rungseinlage genau unter der Windung liegen, an die sie elektrisch angeschlossen wird, so dass man die kürzeste Verbindung zwischen ihnen erhält. Eine weitere Erhöhung der ka.pazitiven Wirkung kann man noch dadurch erreichen, dass die Potentialsteuerungseinlagen über mehr als eine Windung mitgewickelt werden. Hierdurch wird die Kapazität auf das Mehrfache erhöht.. Um das freie Ende einer Potentialstene- rungseinlage isolieren zu können, ist. es zweckmässig, wenn dieses aus der Scheibe herausgeführt wird.
Auf diese Weise ist. es möglich, die Isolation ausserhalb der Scheibe durehzu: führen. Die Isolation kann auch in der Weise leicht hergestellt werden, dass man das freie Ende wieder zurück in die Nähe einer Aktivwindung bringt, die ihm gegenüber einen geringeren Wendungsschritt besitzt als die Aktivwindung, mit der die Einlage gewickelt. ist. Es genügt dann, die Isolation des freien Endes nur für die Potentialdifferenz des kleineren Windungssehrittes auszuführen.
Die Fig. 1 und ? zeigen als Beispiel die Ausführung des Erfindungsgedankens bei Seheibenspulenwieldungen. Es sind zwei in Wirklichkeit koaxial liegende Scheiben nebeneinander im Grundriss gezeigt und die .einzelnen Windungen dargestellt. Fig. 1 gibt die Anordnung einer Potentialsteuei@mgs- einlage an und Feg,. 2 darüber hinaus noch die Rüekfühi-Ling der Potentialsteuerungs- einlage in die Nähe der Windung, an die sie elektrisch angeschlossen ist. 1 bedeutet.
dabei eine Seheibenspule, an die eine Potential- steuerungseinlage angeschlossen ist, 2 die be- naehbart liegende, aber daneben gezeichnete Selreibenspule. Der Anfang der Scheibenspule 1. ist. mit. 3 bezeichnet. Von dort wird die Wieklung in bekannter Weise gewickelt und geht. dann an der Stelle 4 der Seheibenspule 1 zur Stelle 5 an der Seheibenspule ? über. Diese Verbindung liegt also in Wirkliehkeit unmittelbar zwischen den beiden Scheiben und ist nur der besseren Übersichtlichkeit wegen in der Darstellung so lang gezeichnet.
Bei der Scheibenspule 'ist die Potentialsteuerungseinlage, die sieh im Beispiel auf zwei Windungen 6 und 7 erstreckt, gest.ri- ehelt dargestellt. Sie ist elektriseh mit der Eingangswindung durch die Verbindung 8 verbunden, Auch diese Verbindung ist. in Wirklichkeit nur sehr kurz. In der Fig. 1. erstreckt sieh die Potentialsteuerungseinlage auf die doppelte Wendungslänge. Es genügt aber auch, mir über eine einzige Windungs- länge zu wickeln.
In der Fig. ? wird die Rüekführung 9 der Potentialstenerungseinlage 6 und 7 gezeigt. Sie ist wieder in die erste Spiele zurückgeführt (10). Die R.ilekführung liegt. dort neben einer Windung 11, die nur einen kleinen Wendungsschritt gegenüber der Windung 12 besitzt, an welche gegenüber Potentialsteuerungs- einlage angeschlossen ist. Man braucht diese Rückführung nur ein kurzes Stüek mitzu- wickeln und kann dort ihr Ende isolieren.
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High-voltage winding of transformers with voltage control High-voltage fluctuations of transformers are known to be subjected to high dielectric stresses in their winding insulation due to impulse voltages on a steep front, the intensity of these stresses being dependent on the ka.pacitive conditions.
It has been shown, as is well known, that the voltage stress on a winding is lower in such cases when the ratio of winding and earth capacitance is greater and the voltage distribution along the winding largely has a more linear profile. However, this condition is usually not present, so that special means are necessary for influencing and improving the voltage distribution and the capacitive conditions.
It is known, for example, to force a better surge voltage distribution along the winding by means of devices such as guard rings, shields, control rings and linings located outside the main insulation. However, these measures increase the main insulation and make it considerably more difficult to produce by inserting the screens. If not. If carried out sufficiently carefully, the isolation can even be weakened.
It has therefore been proposed to use the turns themselves for capacitive voltage control. For this purpose, 4 indications are wound next to one another, which are not electrically connected directly one behind the other, in that the start and end turns of a partial coil are capacitively coupled via the neighboring turns through additional connections within the winding. This increases the capacitive effect between the windings, so that the voltage distribution is improved.
With the usual winding arrangement, however, this measure has the disadvantage that connections are necessary within, which are difficult to produce and which make production more difficult.
According to the invention, a measure is now proposed which avoids these disadvantages. Fabrication can be carried out in almost the same way. as with an ordinary winding which is not used for voltage control itself. In the high-voltage winding according to the invention, the active windings, that is to say those which take part in the power transmission, are wound with potential control inserts which are electrically connected on one side to an active winding. These deposits do not participate in the transfer of benefits. In practice this is z.
B. designed so that the potential control inserts are each electrically connected to the beginning of the controlled winding part and are wound next to turns that are opposite to the beginning in question
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Show turning step gTösser as 1. For this voltage control, the active windings can therefore be connected directly one behind the other in the usual way. The production of the weighing is therefore hardly more difficult than with non-voltage-controlled windings.
One has. The further advantage of bringing the potential control inserts to any point where they are most useful in terms of manufacture and electrical engineering.
Another great advantage is obtained if you only arrange the potential control inserts in the area of the weighing input and let them gradually decrease. This achieves a gradual reduction in the capacitive effect and only needs to provide a small part of the whole weight with potential control deposits. Uses. If disk coils are used for the high-voltage winding, it is advisable to attach the potential control inserts to the disk that follows the disk with the potential connection.
If the winding is arranged vertically, for example, the potential control insert can then be located exactly below the winding to which it is electrically connected, so that the shortest connection between them is obtained. A further increase in the ka.pacitive effect can be achieved by winding the potential control inserts over more than one turn. This increases the capacity several times over. In order to be able to isolate the free end of a potential tarnishing insert,. it is useful if this is taken out of the disc.
That way is. it is possible to carry out the insulation outside the pane. The insulation can also be easily produced in such a way that the free end is brought back into the vicinity of an active turn which has a smaller turning step compared to it than the active turn with which the insert is wound. is. It is then sufficient to isolate the free end only for the potential difference of the smaller winding step.
Fig. 1 and? show as an example the implementation of the inventive concept in Seheibenspulenwieldungen. Two disks, which are actually coaxially located, are shown side by side in the plan and the individual windings are shown. Fig. 1 shows the arrangement of a Potentialsteuei @ mgs- insert and Feg ,. 2 In addition, the Rüekfühi-Ling of the potential control insert in the vicinity of the turn to which it is electrically connected. 1 means.
In this case, a self-drive coil to which a potential control insert is connected, 2 the self-drive coil which is located adjacent but is shown next to it. The beginning of the disc coil is 1st. With. 3 designated. From there, the weighing is wrapped in a known manner and goes. then at point 4 of the disk coil 1 to point 5 on the disk coil? about. In reality, this connection lies directly between the two panes and is drawn so long in the illustration for the sake of clarity.
In the case of the disc coil, the potential control insert, which extends to two turns 6 and 7 in the example, is shown in dashed lines. It is electrically connected to the input winding through connection 8, this connection is also. in reality only very briefly. In FIG. 1, the potential control insert extends to twice the turn length. But it is also sufficient for me to wind over a single turn length.
In the figure? the return 9 of the potential heating insert 6 and 7 is shown. She is back in the first games (10). The lead lies. there next to a turn 11, which has only a small turning step compared to the turn 12, to which the potential control insert is connected. You only need to wrap this return a short piece and you can isolate its end there.
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