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Zylinderwicklung aus mehreren konzentrisch zueinander angeordneten, parallel geschalteten und ausgekreuzten Leiterspiralen Der Eingang von Transformatorwicklungen ist bekanntlich durch auftreffende Überspannungswellen stets stark gefährdet, weil die Anfangsspannungsver- teilung stark von der gewünschten linearen Verteilung abweicht und stark durchhängt. Dies gilt insbesondere auch für Zylinderwicklungen, die vorzugsweise aus einer oder mehreren konzentrisch zueinander angeordneten, parallel geschalteten Leiterspiralen aufgebaut sind, welch letztere in bekannter Weise untereinander ausgekreuzt sind.
Auch bei diesen Zylinderwicklungen ist der Durchhang der Anfangsspannungsverteilung am Wicklungseingang so beträchtlich, dass sich hier beim Auftreffen von steilen Stosswellen eine sehr steile Anfangsspannungsverteilung ergibt, die über die ersten Eingangswindungen der z. B. parallel geschalteten Leiterspiralen hohe Spannungsgradienten längs der Wicklung hervorruft.
Für die Stossfestigkeit einer solchen Wicklung ist bekanntlich der längs der Eingangswindungen auftretende Spannungsgradient ausschlaggebend. Mit einer Verstärkung der Windungsisolation im Eingangsbereich der Wicklung könnte man, ganz abgesehen davon, dass eine solche umständlich und teuer in der Herstellung und ausserdem auch noch platzraubend ist, keine befriedigende Lösung erreichen. Weitaus mehr kann demgegenüber erreicht werden, wenn es gelingt, durch irgendwelche Massnahmen eine Verringerung des Durchhangs der Anfangsspannungsverteilung und damit eine Verkleinerung des Tangentialgradienten der Spannung im Eingangsbereich der Wicklung zu erreichen.
Auf eine besonders einfache und dazu noch billige Weise ist dies gemäss der Erfindung bei Zylinderwicklungen für Transformatoren und dergleichen, die aus mehreren konzentrisch zueinander angeordneten, parallel geschalteten Leiterspiralen bestehen und die längs der Wicklungslänge untereinander ausgekreuzt sind, dadurch möglich, dass jede der parallel geschalteten Leiterspiralen im Eingangsbereich der Wicklung aus mehreren ineinanderge- wickelten Teilleiterspiralen besteht, die miteinander und mit dem in Wicklungsachsrichtung benachbarten Leiterspiralstück derart in Reihe geschaltet sind, dass der Strom in sämtlichen Leiterspiralstücken in gleicher Richtung verläuft.
Durch die angegebene Massnahme wird die Windungsquerkapazität im betreffenden Eingangsgebiet der Wicklung beträchtlich erhöht, und damit wird erreicht, den an sich steilen Verlauf, d. h. Durchhang der Anfangsspannungs- verteilung im Eingangsgebiet, zu verflachen.
Da wegen der grossen Steilheit der Spannungsgradienten im Wicklungseingangsgebiet schon eine geringfügige Verflachung des Anfangsspannungskurvenverlaufes eine beträchtliche Erniedrigung des überschlagsgra- dienten bringt, ist bei Zylinderwicklungen der angegebenen Art eine günstige Auswirkung auf die Spannungsverhältnisse beim Auftreffen von überspannungswellen im Wicklungseingangsgebiet erreichbar.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes in schematischer Darstellung des Wicklungseingangsgebietes wiedergegeben. Mit 1, 2 und 3 sind drei Wicklungsspiralen bezeichnet, die mittels der Leitung 4 parallel geschaltet und an die Wicklungszuführung 5 angeschlossen sind. Bei 6 sind die einzelnen Spiralen 1 bis 3 ausgekreuzt. Diese Auskreuzung kann je nach den vorliegenden Ver- hältnissen, insbesondere der Zahl der Wicklungsspiralen, auf der ganzen Wicklungslänge mehrmals durchgeführt sein.
Die Wicklungsspiralen 1 bis 3 besitzen im Ausführungsbeispiel an ihren am Wick-
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lungseingangsgebiet liegenden Abschnitten 10, 20, 30 eine besondere Ausbildung gemäss der Erfindung, indem jede Wicklungsspirale dieses Abschnittes wenigstens auf eine bestimmte Länge, z. B. die Länge a aus zwei ineinandergewickelten Teilspiralen 10, 10', 20, 20' und 30, 30' besteht, die vermittels der Verbindungsleiter 100 bzw. 200 bzw. 300, wie aus der Zeichnung ersichtlich, miteinander in Reihe geschaltet werden, indem das Ende der Spirale 10 mit dem Anfang der Spirale 10' verbunden wird.
Das Ende der Wicklungsspirale 10' ist mit dem Anfang des Wicklungsspiralenteils b verbunden, und dieses ist wieder mit den nachfolgenden, normal gewickelten, ausgekreuzten dazugehörigen Spiralenteilen in Reihe geschaltet. Der Stromverlauf durch die ganze Wicklung verläuft somit in gleicher Richtung, beispielsweise vom Wicklungsanfang zum Wicklungsende hin. Selbstverständlich können im Bedarfsfalle die ineinandergewickelten Teilleiterspiralen sich auch über grössere Längen der Wicklung, z. B. bis zu ihrer ersten Auskreuzung oder zu ihrer nächstfolgenden Auskreuzung, erstrecken.
Auch können mehr als zwei Teilleiterspiralen in sinngemässer Ausbildung ineinandergewickelt werden. Für die Isolation der Verbindüngsleiter 100, 200, 300 ist selbstverständlich ein besonderer Isolationsauftrag 7 entsprechender Stärke vorzusehen, oder .die Verbindungsleiter .sind durch Isolierbeilagen gegen die Wicklungsspiralen isoliert. Die ineinandergewickelten Leiterspiralen 10, 10' können mit dem normalen, längs der gesamten Wicklungsspirale angewandten Windungsauftrag oder auch mit einem etwas verstärkten Windungsauftrag versehen sein.
Die Erfindung bietet den grossen Vorteil, dass sie bei einfachster und schneller Herstellungsweise und infolge nur wenig erforderlicher Leiterverbindungsstücke eine äusserst billige Wicklungskonstruktion ergibt, die die an sie gestellten Forderungen hinsichtlich Verbesserung der Anfangsspannungsverteilung beim Auftreffen von Überspannungen auf das Wicklungs- eingangsgebiet in für die Praxis voll ausreichender Weise bringt.
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Cylindrical winding made up of several concentric, parallel-connected and crossed-out conductor spirals The entrance of transformer windings is known to be at great risk from surge waves, because the initial voltage distribution deviates significantly from the desired linear distribution and is heavily sagged. This also applies in particular to cylinder windings, which are preferably made up of one or more concentrically arranged, parallel-connected conductor spirals, the latter being crossed out with one another in a known manner.
In these cylinder windings, too, the slack in the initial voltage distribution at the winding input is so considerable that when steep shock waves strike, a very steep initial voltage distribution results which over the first input turns of the z. B. parallel-connected conductor spirals causes high voltage gradients along the winding.
It is known that the voltage gradient occurring along the input windings is decisive for the shock resistance of such a winding. With a reinforcement of the winding insulation in the input area of the winding, one could not achieve a satisfactory solution, quite apart from the fact that it is cumbersome and expensive to manufacture and, moreover, also takes up space. Much more can be achieved on the other hand if it is possible to reduce the sag of the initial voltage distribution and thus reduce the tangential gradient of the voltage in the input area of the winding by any measures.
In a particularly simple and inexpensive way, this is possible according to the invention in the case of cylinder windings for transformers and the like, which consist of several concentrically arranged, parallel-connected conductor spirals and which are crossed out along the winding length, in that each of the parallel-connected conductor spirals in the input area of the winding consists of several intertwined partial conductor spirals which are connected in series with one another and with the conductor spiral piece adjacent in the direction of the winding axis in such a way that the current in all conductor spiral pieces runs in the same direction.
As a result of the measure specified, the transverse winding capacitance in the relevant input area of the winding is increased considerably, and the inherently steep course, ie. H. Flatten the sag of the initial voltage distribution in the input area.
Since, due to the steepness of the voltage gradients in the winding input area, even a slight flattening of the initial voltage curve leads to a considerable reduction in the overturning gradient, cylinder windings of the specified type have a favorable effect on the voltage conditions when surge waves hit the winding input area.
In the drawing, an embodiment of the subject matter of the invention is shown in a schematic representation of the winding input area. With 1, 2 and 3 three spiral coils are designated, which are connected in parallel by means of the line 4 and connected to the winding feed 5. At 6 the individual spirals 1 to 3 are crossed out. Depending on the prevailing conditions, in particular the number of spiral coils, this crossover can be carried out several times over the entire length of the winding.
In the exemplary embodiment, the winding spirals 1 to 3 have at their on the winding
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lung input area lying sections 10, 20, 30 a special design according to the invention, in that each winding spiral of this section at least to a certain length, z. B. the length a consists of two coiled partial spirals 10, 10 ', 20, 20' and 30, 30 ', which are connected to one another in series by means of the connecting conductors 100 or 200 or 300, as can be seen from the drawing the end of the spiral 10 is connected to the beginning of the spiral 10 '.
The end of the winding spiral 10 'is connected to the beginning of the winding spiral part b, and this is again connected in series with the following, normally wound, crossed-out associated spiral parts. The current flow through the entire winding thus runs in the same direction, for example from the beginning of the winding to the end of the winding. Of course, if necessary, the coiled partial conductor spirals can also extend over greater lengths of the winding, e.g. B. extend to their first outcrossing or to their next outcrossing.
It is also possible for more than two partial conductor spirals to be wound into one another in a corresponding design. For the insulation of the connecting conductors 100, 200, 300, a special insulation layer 7 of the appropriate thickness is of course to be provided, or the connecting conductors are insulated from the spiral coils by insulating shims. The conductor spirals 10, 10 'wound one inside the other can be provided with the normal winding application applied along the entire winding spiral or with a somewhat increased winding application.
The invention offers the great advantage that, with the simplest and quickest production method and due to the few required conductor connectors, it results in an extremely cheap winding construction that fully meets the requirements placed on it in terms of improving the initial voltage distribution when overvoltages hit the winding input area brings enough.