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Ringkern-Trockenstromwandler Es sind Ringkern-Trockenstromwandler bekannt, die einen fugenlosen, aussen und innen mit einem leitenden Belag versehenen Hohlringisolator, z. B. aus Giessharz, aufweisen, der gewöhnlich als Ringkapsel bezeichnet wird, und in dessen Hohlraum sich der Ringkern mit der Sekundärwicklung des Wandlers befindet, und auf den aussen die Primärwicklung des Wandlers freiliegend aufgebracht ist. Es ist bekannt, solche Wandler an ihrem Verwendungsplatz frei anzuordnen oder gewünschtenfalls auch, zum Schutz gegen Berührung, in einem topfförmigen Isolator.
Im letzteren Falle befindet sich in der Regel ein Luftabstand zwischen dem Wandler und der Wandung des topfförmigen Isolators.
Für den Betrieb mit höheren Spannungen ist es auch bekannt, Ringkern-Trockenstromwandler auf einem Isolierstoffstützer anzuordnen, und man bezeichnet diese Wandler dann als Stützerkopfwandler. Der Stützer dient dazu, den Wandlerkopf, insbesondere seine gewöhnlich an Hochspannung liegende Primärwicklung, in einer für die Isolierung ausreichenden Entfernung von der Befestigungsstelle des Wandlers, meist einer metallischen Grundplatte, zu halten, also gegenüber Erde zu isolieren. Die Höhe des Stützers muss um so grösser sein, je höher die Spannung ist.
Die Gesamthöhe des Wandlers setzt sich aus der Höhe des Stützers und der Höhe des auf dem Stützer angeordneten Wandlerkopfes zusammen.
Die Erfindung zeigt einen Ringkern-Trocken- stromwündler, der die gleichen Vorteile bietet wie der Stützer eines Stützerkopfwandlers, den genannten Nachteil einer Vergrösserung der Gesamtbauhöhe aber vermeidet.
Erfindungsgemäss ist ein Ringkern-Trockenstromwandler, mit einem fugenlosen, aussen und innen mit einem elektrisch leitenden Belag versehenen Hohlringisolator, in dessen Hohlraum sich der Ringkern mit der Sekundärwicklung des Wandlers befindet, und auf den aussen die Primärwicklung freiliegend aufgebracht ist, und wobei diese Teile im Inneren eines topfförmigen Isolators und, abgesehen vom Fuss des Hohlringisolators, mit Luftabstand von der Wandung des topfförmigen Isolators angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,
dass der leitende Aussenbelag des Hohlringisolators mit einem elektrisch leitenden Innenbelag des topfförmigen Iso- lators leitend verbunden ist.
An Hand einiger vorteilhafter Ausführungsbeispiele der Erfindung wird der Wandler noch näher erläutert.
In der Fig. 1 ist ein Wandler links in Ansicht, rechts im Schnitt dargestellt; die Fig.2 zeigt den gleichen Wandler in einem Schnitt, der zum Schnitt der Fig. 1 .senkrecht steht.
Die beiden Figuren zeigen zunächst eine an sich bekannte Ausbildung eines Wandlerkopfes mit dem ringförmigen Eisenkern 1, der beispielsweise ein gewickelter Bandringkern ist, mit der Primärwicklung 2 und mit der Sekundärwicklung 3. Der Eisenkern und die Sekundärwicklung 3 befinden sich innerhalb der den Hohlringisolator bildenden Ringkapsel 4; die Primärwicklung 2 ist auf die Ringkapsel aufgewickelt.
Der Topfisolator 5 hat angenähert die Form eines Hohlzylinders. Er steht auf einer Grundplatte 6. Der aus den Teilen 1 bis 4 bestehende Wandlerkopf ist aber nicht auf einen Stützer aufgesetzt, sondern im Inneren des Topfisolators 5 freistehend angeordnet. Hierzu hat der Topfisolator, wie es besonders aus der Fig. 1 ersichtlich ist, einen etwas eingezogenen rin" förmigen Boden, in den der Boden der Ringkapsel 4 dielektrisch dicht und mechanisch fest eingelassen ist.
Die Wandung der Ringkapsel 4 ist in bekannter Weise innen mit einem leitenden Belag 7 und aussen mit einem leitenden Belag 8 versehen. Der 'leitende
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Belag 7 ist beispielsweise eine Metallkapsel; sie hat nach unten einen stiel- bzw. rohrförmigen Fortsatz 9, durch den die Anschlussenden der Sekundärwicklung 3 zu einem Anschluss-Klemmenstück 10 herausgeführt sind. Der Belag 8 kann als metallischer überzug ausgebildet sein. Zwischen dem Belag 8 und der Primärwicklung 2 kann eine Isolierschicht eingefügt sein, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist.
Auch der Topfisolator 5 ist mit einem leitenden Belag versehen, der mit 11 bezeichnet ist und vorteilhaft ebenfalls als eine standfeste Metallschale ausgebildet sein kann. Der Belag 11 geht in den Belag 8 leitend über. Die Enden 12 der Primärwicklung sind an dem dem Boden abgewandten Ende des Topfisolators herausgeführt, in der Zeichnung also am oberen Ende des Topfisolators. Zwischen den Wicklungsenden 12, die an Hochspannung liegen, und der Grundplatte 6 liegt die volle Höhe des Topfisolators 5. Der Wandler selbst dagegen, mit allen seinen Bestandteilen und gegebenenfalls sonstigen Ein- und Anbauteilen, steht spannungsgeschützt sowie auch berührungsgeschützt im Inneren des Topfisolators.
Die Ringkapsel und der Topfisolator können an sich aus beliebigem Isoliermaterial bestehen, beispielsweise aus Porzellan. Besonders vorteilhaft ist es aber, diese beiden Teile aus einem Giessharz herzustellen, das also, wie z. B. die Epoxydharze, ohne stoffliche Ausscheidungen aushärtet. Statt reinen Giessharzes kann auch ein Giessharzgemisch verwendet werden, insbesondere also Giessharz mit billigeren Füllstoffen, wie z. B. Quarzmehl. Bei der Herstellung der beiden Isolierkörper 4 und 5 aus einem Giessharz oder Giessharzgemisch wird so vorgegangen, dass zuerst die Ringkapsel 4 allein für sich gegossen wird, und dass danach, aber noch vor dem völligen Aushärten der Ringkapsel, der Topfisolator an die Ringkapsel angegossen wird.
Da sich flüssiges Giessharz, das an einem schon erhärteten Giessharzkörper angegossen wird, mit diesem Körper fugenlos zu einem einzigen Gesamtkörper verbindet, wie es an sich bekannt ist, so tritt dies auch beim vorgenannten Angiessen des Topfisolators an die vorgefertigte Ringkapsel ein. Diese Verbindung wird durch das Schrumpfen des Giessharzes des Topfisolators beim Erhärten noch unterstützt. Die standfesten Metallschalen 11 können beim Giessen des Topfisolators gleich als innere Wandung der Giessform verwendet werden.
Die Verbindungsfläche zwischen den Teilen 4 und 5 ist vor dem Angiessen des Teiles 5 vorteil- hafterweise eine Zylinderfläche, wie es in den Fig. 1 und 2 angenommen ist; an sich kann sie jedoch auch andere Form haben, beispielsweise eine gerillte Form oder auch einen z. B. elliptischen Querschnitt. Beim Giessen der Ringkapsel kann diese an ihrem stiel- förmigen Fortsatz 9 festgehalten werden, womit in einfacher Weise eine genaue Zentrierung der Ring- kapsel und der an ihr befestigten Teile in der Gussmasse erreicht werden kann.
Metallische Anschluss- und Befestigungsteile für die Primär- und Sekundärleiter können in den aus Giessharz bestehenden Isolierkörper gleich mit eingegossen werden. Hierdurch können besondere Klemmstücke aus Isolierstoff erspart werden. In das untere Ende des Topfisolators können auch Befestigungsteile für den Fuss des Wandlers, beispielsweise also für die Grundplatte 6 der Zeichnung, mit eingegossen werden.
Das obere Ende des Topfisolators kann ge- wünschtenfalls abgedeckt werden. In der Zeichnung ist hierfür die Kappe 13 aus Isolierstoff, beispielsweise Pressstoff, vorgesehen. Eine solche Isolierstoffkappe dient gleichzeitig auch als Schutz gegen Berührung der Primärwicklung. An sich kann die Kappe aber auch aus Metall bestehen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel dient die Kappe 13 gleichzeitig noch zur Aufnahme eines Halbleiters oder Kathodenfallableiters 14, der zur Überbrückung der Primärwicklung als Stossspannungsschutz vorgesehen werden kann.
Der Wandler bietet die Vorteile einer frei angeordneten Primärwicklung bei denkbar kleinster Bauhöhe, die nur durch die je nach der Primärspannung erforderliche Höhe des Topfisolators bedingt ist. Von besonderem Vorteil ist der Wandler für höhere Reihenspannungen.
Anstelle der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen kann der Wandler auch mannib fache andere Gestalt erhalten, sofern nur die Bedingung erfüllt ist, dass der Wandlerkopf frei im Inneren des Topfisolators angeordnet ist. Einige solche Abwandlungsmöglichkeiten sind in den Fig. 3 bis 8 skizzenhaft gezeigt. Die Einzelteile dieser Beispiele sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie die entsprechenden Teile der Fig. 1 und 2. Die Beispiele unterscheiden sich insbesondere durch die Raumform der Ringkapsel 4 und des Topfisolators 5 und hiermit auch durch die Lage ihrer Verbindungsfläche.
Die Fig. 6 bis 8 zeigen, dass der Topfisolator über das Fussende der Ringkapsel hinaus verlängert werden kann, falls die erforderliche Topfhöhe grösser ist als die Bauhöhe des Wandlers. Stattdessen oder zusätzlich kann jedoch der Topfisolator 5 auch über das obere Ende des Wandlers hinaus verlängert werden.
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Toroidal dry-type current converter There are toroidal-core dry-type current converters known which have a jointless hollow ring insulator provided with a conductive coating on the outside and inside, e.g. B. made of cast resin, which is usually referred to as a toroidal capsule, and in the cavity of which the toroidal core is located with the secondary winding of the converter, and on the outside the primary winding of the converter is exposed. It is known to arrange such converters freely at their place of use or, if desired, in a pot-shaped insulator to protect against contact.
In the latter case, there is usually an air gap between the transducer and the wall of the cup-shaped insulator.
For operation with higher voltages, it is also known to arrange toroidal dry-type current transformers on a support made of insulating material, and these converters are then referred to as support head transformers. The support is used to hold the transducer head, in particular its primary winding, which is usually at high voltage, at a sufficient distance for insulation from the mounting point of the transducer, usually a metal base plate, i.e. to isolate it from earth. The height of the post must be greater, the higher the tension.
The total height of the transducer is made up of the height of the post and the height of the transducer head arranged on the post.
The invention shows a toroidal dry-current converter which offers the same advantages as the support of a support head converter, but avoids the aforementioned disadvantage of increasing the overall height.
According to the invention is a toroidal dry-type current transformer with a jointless hollow ring insulator provided with an electrically conductive coating on the outside and inside, in the cavity of which the toroidal core with the secondary winding of the transformer is located and on which the primary winding is exposed on the outside, and these parts in the Inside a cup-shaped insulator and, apart from the foot of the hollow ring insulator, are arranged with an air gap from the wall of the cup-shaped insulator, characterized in that
that the conductive outer covering of the hollow ring insulator is conductively connected to an electrically conductive inner covering of the cup-shaped insulator.
The converter will be explained in more detail using a few advantageous exemplary embodiments of the invention.
In FIG. 1, a converter is shown in a view on the left and in section on the right; FIG. 2 shows the same transducer in a section which is perpendicular to the section in FIG.
The two figures initially show a known design of a transducer head with the ring-shaped iron core 1, which is for example a wound band ring core, with the primary winding 2 and with the secondary winding 3. The iron core and the secondary winding 3 are located within the ring capsule 4 forming the hollow ring insulator ; the primary winding 2 is wound onto the annular capsule.
The pot insulator 5 has approximately the shape of a hollow cylinder. It stands on a base plate 6. The transducer head, which consists of parts 1 to 4, is not placed on a support, but is arranged free-standing inside the pot insulator 5. For this purpose, the pot insulator, as can be seen particularly in FIG. 1, has a somewhat drawn-in, rin "-shaped base, into which the base of the annular capsule 4 is inserted in a dielectrically tight and mechanically solid manner.
The wall of the annular capsule 4 is provided with a conductive coating 7 on the inside and a conductive coating 8 on the outside in a known manner. The 'senior
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Cover 7 is, for example, a metal capsule; it has a stem-shaped or tubular extension 9 downwards, through which the connection ends of the secondary winding 3 are led out to a connection terminal piece 10. The covering 8 can be designed as a metallic coating. An insulating layer, which is not shown in the drawing, can be inserted between the covering 8 and the primary winding 2.
The pot insulator 5 is also provided with a conductive coating, which is designated by 11 and can advantageously also be designed as a stable metal shell. The covering 11 merges into the covering 8 in a conductive manner. The ends 12 of the primary winding are led out at the end of the pot insulator facing away from the bottom, that is to say in the drawing at the upper end of the pot insulator. The full height of the cup insulator 5 lies between the winding ends 12, which are connected to high voltage, and the base plate 6. The converter itself, on the other hand, with all its components and possibly other built-in and add-on parts, is protected from voltage and touch-proof inside the cup insulator.
The ring capsule and the pot insulator can consist of any insulating material, for example porcelain. However, it is particularly advantageous to produce these two parts from a casting resin, which is therefore, such as. B. the epoxy resins, hardens without material excretions. Instead of pure casting resin, a casting resin mixture can also be used, in particular casting resin with cheaper fillers, such as. B. Quartz flour. In the manufacture of the two insulating bodies 4 and 5 from a casting resin or casting resin mixture, the procedure is that the ring capsule 4 is cast by itself first, and that afterwards, but before the ring capsule has completely hardened, the pot insulator is cast onto the ring capsule.
Since liquid casting resin, which is poured onto an already hardened casting resin body, connects seamlessly with this body to form a single overall body, as is known per se, this also occurs when the pot insulator is cast onto the prefabricated ring capsule mentioned above. This connection is supported by the shrinkage of the casting resin of the pot insulator when it hardens. The stable metal shells 11 can be used as the inner wall of the casting mold when casting the pot insulator.
The connecting surface between the parts 4 and 5 is advantageously a cylindrical surface before the part 5 is cast on, as is assumed in FIGS. 1 and 2; per se, however, it can also have a different shape, for example a grooved shape or a z. B. elliptical cross section. When the ring capsule is poured, it can be held on its handle-shaped extension 9, with which precise centering of the ring capsule and the parts attached to it in the casting compound can be achieved in a simple manner.
Metallic connection and fastening parts for the primary and secondary conductors can be cast into the insulating body made of cast resin. This saves special clamping pieces made of insulating material. Fastening parts for the base of the transducer, for example for the base plate 6 of the drawing, can also be cast into the lower end of the pot insulator.
The upper end of the pot insulator can be covered if desired. In the drawing, the cap 13 made of insulating material, for example molded material, is provided for this purpose. Such an insulating cap also serves as protection against contact with the primary winding. In itself, however, the cap can also be made of metal. In the illustrated embodiment, the cap 13 also serves to accommodate a semiconductor or cathode drop arrester 14, which can be provided as surge voltage protection to bypass the primary winding.
The converter offers the advantages of a freely arranged primary winding with the smallest possible overall height, which is only due to the height of the cup insulator required depending on the primary voltage. The converter is particularly advantageous for higher series voltages.
Instead of the embodiments shown in FIGS. 1 and 2, the transducer can also have a different shape if only the condition is met that the transducer head is arranged freely inside the pot insulator. Some such modification options are shown in sketch form in FIGS. 3 to 8. The individual parts of these examples are provided with the same reference numerals as the corresponding parts of FIGS. 1 and 2. The examples differ in particular in the three-dimensional shape of the annular capsule 4 and the pot insulator 5 and thus also in the position of their connecting surface.
6 to 8 show that the pot insulator can be extended beyond the foot end of the annular capsule if the required pot height is greater than the overall height of the transducer. Instead or in addition, however, the pot insulator 5 can also be extended beyond the upper end of the transducer.