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Verfahren zum Verfestigen von Wicklungen für Hochspannungstransformatoren, Drosselspulen und Messwandler Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verfestigen von Wicklungen für Hochspannungstransformatoren, Drosselspulen und Messwandler.
Die Wicklungen von Hochspannungstransformatoren, Drosselspulen und Messwandlern müssen so aufgebaut werden, dass sie eine elektrisch einwandfreie Isolation aufweisen, den mechanischen Beanspruchungen gewachsen sind und die Abfuhr der in der Wicklung entstehenden Wärme gewährleisten. Neben der Abstützung der Wicklung an den Stirnseiten und gegen den Kern ist man bestrebt, die Wicklung in sich mechanisch zu verfestigen, das heisst, die Windungen und Lagen gegeneinander zu verankern. Sehr gut wird dies z. B. erreicht, wenn die ganze Wicklung in Giessharz eingebettet wird.
Diese Methode ist bisher jedoch auf kleine Transformatoren, insbesondere Messwandler, beschränkt. Bei grossen Transformatoren versucht man, durch Aufbringen eines Klebstoffes auf die Oberflächen der Windungen diese miteinander zu verbinden. Eine andere Methode besteht darin, die Wicklung in einen Lack zu tauchen, der auf der Oberfläche der Leiter haften bleibt und auch in die Räume zwischen den Leitern eindringt. Mit diesen Methoden können in mechanischer Hinsicht gewisse Erfolge erzielt werden, obwohl dabei noch der entscheidende Mangel eintritt, dass bei mehrfach umsponnenen Leitern jeweils nur die oberen Lagen der Umspinnung miteinander verklebt werden.
Wird bei einer starken dynamischen Beanspruchung die oberste Lage der Umspinnung zum Bersten gebracht, so ist die Ver- klebung zwischen den Leitern aufgehoben und die mechanische Festigkeit der Wicklung stark herabgesetzt. Noch grössere Nachteile ergeben sich mit diesen Methoden jedoch in elektrischer Hinsicht, da von den Lackschichten sehr leicht Luftblasen oder Gas eingeschlossen werden, die beim Evakuieren des Transformators nicht entweichen können. Die sich an diesen Stellen zeigenden Entladungserscheinungen führen dann zu elektrischen Defekten der Transformatoren.
Diese Nachteile werden erfindungsgemäss durch ein Verfahren zum Verfestigen von Wicklungen be- seitigt, indem die Leiter oder Leiterbündel vor der Herstellung der Wicklung mit Kabelpapier umsponnen werden, auf welches punktförmig ein aushärt- bares Harz aufgebracht wird und die Aushärtung nach der Fertigstellung der Wicklung erfolgt. Die Aushärtung wird entsprechend dem verwendeten Harz zweckmässig bei erhöhter Temperatur und ge- gebenenfalls unter Druck vorgenommen.
Der Druck kann in einfacher Weise durch das Aufeinanderpressen der Leiter in. der fertigen Wicklung erreicht werden. Damit wird sichergestellt, dass die Leiter bzw. Leiterbündel untereinander fest verbunden sind, da die Windungen durch alle Lagen der Umspinnung der Leiter oder Leiterbündel hindurch dauerhaft miteinander verklebt werden. Gleichzeitig weist eine solche Wicklung sehr gute elektrische Eigenschaften auf, weil zwischen den mit Harz versehenen Stellen der Leiterisolation öl eindringen kann und das Verbleiben von Luftblasen ausgeschlossen ist.
Die Umspinnung der Leiter wird vorteilhaft so vorgenommen, dass der Harzauftrag auf dem Kabelpapier auf der äusseren Seite beim Aufwickeln auf den Leiter oder das Leiterbündel zu liegen kommt, damit sowohl alle Schichten der Umspinnung miteinander als auch die Leiter oder
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Leiterbündel miteinander verklebt werden. Der Harzauftrag kann jedoch auch beidseitig auf dem Papier vorgenommen werden.
Die Vorteile des punktförmigen Lackierens in elektrischer Hinsicht, nämlich die Vermeidung von Lufteinschlüssen, ist bei der Herstellung von Formteilen aus sogenanntem punktförmig lackiertem Hartpapier in der Hochspannungstechnik bekannt. Die Umspinnung von Leitern oder Leiterbündeln der Wicklungen von Transformatoren, Drosselspulen und Messwandlern mit punktförmig lackiertem Kabelpapier bringt jedoch auf Grund der neuen Aufgabenstellung auch völlig neue Vorteile hinsichtlich der elektrischen und mechanischen Festigkeit von Wicklungen für Hochspannungstransformatoren, Drosselspulen und Messwandlern.
An Hand der Zeichnung sei die Erfindung beispielsweise näher erläutert.
In der Zeichnung ist mit 1 der Kern eines Transformators bezeichnet und mit 3 die aus dem Leiter 4 gewickelte Wicklung. An Stelle eines Einzelleiters kann selbstverständlich auch mit einem Leiterbündel gearbeitet werden. Der Leiter ist mit punkt- förmig lackiertem Kabelpapier 2 mit einer gewissen Überlappung umsponnen. Es können auch mehrere Lagen Papier übereinander gewickelt werden. Die Papierbahnen erhalten vor dem Aufwickeln auf den Leiter in punktförmiger Verteilung einen Auftrag aus aushärtbarem Kunstharz. Der Auftrag kann einseitig oder beidseitig auf die Papierbahnen erfolgen. Die Aushärtung wird vorgenommen, nachdem die Wicklung fertig hergestellt ist.
Nach der Aushärtung des Harzes in der fertigen Wicklung sind die einzelnen Windungen und gegebenenfalls Lagen an den Berührungspunkten fest miteinander verklebt, wobei die Verklebung nicht nur von der Oberfläche der Leiterisolation ausgeht, sondern durch die gesamte Isolation hindurchreicht.
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Method for solidifying windings for high-voltage transformers, choke coils and measuring transducers The invention relates to a method for solidifying windings for high-voltage transformers, choke coils and measuring transducers.
The windings of high-voltage transformers, choke coils and instrument transformers must be constructed in such a way that they have perfect electrical insulation, can withstand the mechanical stresses and ensure that the heat generated in the winding is dissipated. In addition to supporting the winding on the end faces and against the core, efforts are made to mechanically strengthen the winding itself, that is, to anchor the turns and layers against one another. This is very good z. B. achieved when the entire winding is embedded in cast resin.
So far, however, this method has been limited to small transformers, in particular instrument transformers. In the case of large transformers, attempts are made to connect the windings to one another by applying an adhesive to the surfaces. Another method is to dip the winding in a varnish that will adhere to the surface of the conductors and also penetrate the spaces between the conductors. With these methods certain successes can be achieved in mechanical terms, although there is still the decisive deficiency that, in the case of conductors with multiple braiding, only the upper layers of the braiding are glued together.
If the top layer of the wrapping is caused to burst in the event of a strong dynamic load, the bond between the conductors is broken and the mechanical strength of the winding is greatly reduced. With these methods, however, there are even greater disadvantages from an electrical point of view, since air bubbles or gas that cannot escape when the transformer is evacuated are very easily enclosed by the lacquer layers. The discharge phenomena that appear at these points then lead to electrical defects in the transformers.
According to the invention, these disadvantages are eliminated by a method for solidifying windings in which the conductors or conductor bundles are wrapped with cable paper before the winding is made, onto which a hardenable resin is applied in dots and hardening takes place after the winding has been completed. Depending on the resin used, curing is expediently carried out at elevated temperature and, if necessary, under pressure.
The pressure can be achieved in a simple manner by pressing the conductors together in the finished winding. This ensures that the conductors or bundles of conductors are firmly connected to one another, since the windings are permanently glued to one another through all layers of the wrapping of the conductors or bundles of conductors. At the same time, such a winding has very good electrical properties, because oil can penetrate between the areas of the conductor insulation provided with resin and air bubbles cannot remain.
The wrapping of the conductor is advantageously carried out in such a way that the resin is applied to the cable paper on the outer side when it is wound onto the conductor or the conductor bundle, so that both all layers of the wrapping and the conductors or
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Conductor bundles are glued together. However, the resin can also be applied to both sides of the paper.
The advantages of punctiform painting from an electrical point of view, namely the avoidance of air inclusions, are known in high-voltage technology in the manufacture of molded parts from so-called punctiformly painted hard paper. The wrapping of conductors or conductor bundles of the windings of transformers, choke coils and instrument transformers with point-like lacquered cable paper also brings completely new advantages with regard to the electrical and mechanical strength of windings for high-voltage transformers, inductors and instrument transformers due to the new task.
The invention is explained in more detail using the drawing, for example.
In the drawing, 1 denotes the core of a transformer and 3 denotes the winding wound from the conductor 4. Instead of a single conductor, a bundle of conductors can of course also be used. The conductor is wrapped in point-like lacquered cable paper 2 with a certain overlap. You can also wrap several layers of paper on top of each other. Before being wound onto the conductor, the paper webs receive an application of curable synthetic resin in punctiform distribution. The application can be made on one or both sides of the paper webs. The curing is carried out after the winding is finished.
After the resin has hardened in the finished winding, the individual turns and possibly layers are firmly glued to one another at the points of contact, the gluing not only starting from the surface of the conductor insulation, but extending through the entire insulation.