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Hochspannungsausleitung einer Wicklung mit Mitteneingang für Transformatoren oder Drosselspulen Mit wachsenden Leistungen der Transformatoren und Drosselspulen muss der zur Verfügung stehende Raum, der entscheidend durch das Bahnprofil begrenzt wird, immer mehr ausgenutzt werden. Zwangsläufig werden die Spannungsabstände relativ immer kleiner. Die sich dabei ergebenden Probleme sind oftmals nur durch Änderung des Verlaufes des elektrischen Feldes lösbar, d. h. man muss den Feldverlauf weitgehend der möglichen Form der Isolationsbarrieren anpassen. Auf diese Weise sinken die elektrischen Spannungen, die im Öl- raum zwischen den Barrieren abgebaut werden müssen.
Gleichzeitig steigt die elektrische Festigkeit, da kurze Ölstrecken höhere Durchschlagsgradienten besitzen. Dar- über hinaus müssen Feldinhomogenitäten nach Möglichkeit verringert werden.
Die bekannteste _ Massnahme zur Erfüllung der letztgenannten Forderung ist die Verwendung von Kon- densatordurchführungen. Hierbei wählt man die Teilkapazitäten in radialer Richtung gleich, so dass sich die Spannung vom hohen Potential der Ausleitung nach Erde linear abbaut. Um gleiche Teilkapazitäten zu erhalten, müssen die Belaglängen mit wachsendem Durchmesser immer kürzer werden. Gleichlange Beläge, die sich auf freiem Potential befinden, haben mithin keine feldsteuernde Wirkung. Das elektrische Feld einer Ausleitung, die sich über eine längere Strecke ausdehnt, kann damit also nicht beeinflusst werden.
Randfelder von Wicklungen lassen sich durch nicht angelenkte Schirmringe verformen. Jedoch ist die Steuerung der Randfelder durch angelenkte Schirmringe weit wirksamer. Speziell bei Lagenwicklungen stehen als Zwischenpotentiale zur Anlenkung der Schirmringe die Potentiale der Lagenenden zur Verfügung.
Die sog. umlaufend geschaltete Lagenwicklung , bei der sich die Lage mit dem höchsten Potential radial in der Mitte der Wicklung befindet und sich das Potential der weiteren Lagen zum Kern und zur Kesselwand hin abbaut, bietet hinsichtlich der erforderlichen Isolationsabstände zur doppelkonzentrischen Unterspannung bzw. zur Unterspannung und zur Kesselwand erhebliche Vorteile; es muss z. B. nur für die wesentlich geringeren Prüfspannungspegel des Sternpunktes der Hochspannungswicklung isoliert werden. Schwierig ist jedoch das Herausführen der Ausleitung aus der Mitte der Wicklung, da höchste Spannungen auf relativ kurzen Strek- ken abgebaut werden müssen.
Es entsteht dabei ein sehr inhomogenes elektrisches Feld um die Ausleitung mit ausserordentlich hohen Gradienten, das ausserdem so kompliziert geformt ist, dass man die Isolationsbarrieren praktisch dem Feldverlauf nicht anpassen kann.
Dieses Problem der Ausleitungsisolation einer Wicklung eines Transformators oder einer Drosselspule wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass das elektrische Ausleitungsfeld mit an die Lagenenden angelenk- ten Steuerbelägen um die Ausleitung gesteuert, d. h. verformt und in den Gradienten vergleichmässigt wird.
Fig. 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel der er- findungsgemässen Anordnung. Eine umlaufend geschaltete Lagenwicklung 1 liegt koaxial zu dem Kern 2. Die Eingangslage 3 befindet sich zwischen den Lagen der Hochspannungswicklung. Das elektrische Feld ihrer Ausleitung 4 soll durch die Steuerbeläge 5 und 6 gesteuert werden. Das Potential der Hochspannungswicklung baut sich zum Kern 2 und zur Kesselwand 9 bzw. zur innen- und aussenliegenden Unterspannungswick- lung 10 oder zum Presseisen 11 hin ab. An den Lagen 7 und 8 können somit Zwischenpotentiale abgegriffen und an diese die Steuerbeläge 5 und 6 angelenkt werden.
Wählt man die Zwischenpotentiale und die zugehörigen Abmessungen der Steuerbeläge, im Sonderfall ihren Durchmesser, geschickt, so lässt sich bereits mit einem oder mit zwei Belägen das Ausleitungsfeld entscheidend verformen, d. h. die Gradienten im Ausleitungsfeld werden vergleichmässigt. Das Feld nimmt ausserdem einen Verlauf an, der leicht durch Isolationsbarrieren unterteilt werden kann, wobei sich kurze Ölstrecken mit hoher elektrischer Festigkeit erg--ben. Weiter entstehen an den Belagrändern nur Teilrandfelder mit Teilspannungen,
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die mit einfachen, herkömmlichen Isolationen beherrscht werden können.
Diese Verformung des Ausleitungsfeldes bietet nicht nur in unmittelbarer Höhe der Wicklung Vorteile, es kann in dieser gesteuerten Form auch über eine längere Strecke fortgesetzt werden, beispielsweise bis zu einer benachbarten Wicklung oder bis zu einer Durchführung. Durch diese Steuerung des Ausleitungsfeldes wird die Ausführung eines Hochspannungstransformators bzw. einer Drosselspule mit grösster Leistung auf kleinstem Raum nicht nur wesentlich erleichtert, sondern unter Umständen erst ermöglicht.
Die am Beispiel einer umlaufend geschalteten Lagenwicklung beschriebene Steuerung des Ausleitungsfeldes lässt sich mit den gleichen Mitteln auch bei einer einfachen abgestuften Lagenwicklung durchführen. Eine derartige Wicklung ist in Fig. 3 dargestellt. Zwischen der Eingangslage 3 und der Kesselwand 9 sind hier keine Wicklungen mehr untergebracht.
Das elektrische Feld der Ausleitung 4 wird wie bei der umlaufend geschalteten Lagenwicklung durch die Steuerbeläge 5 und 6 beeinflusst. AnsSt#-Ile der im Beispiel der Fig. 1 vorhandenen radial aussenliegenden Lagenenden können zur St =ueruna des Randfeldes Steuerschirmringe 12 vorgesehen werden, die an die Lag; nenden angelenkt sind.
Die Steuerbeläge, die aus Leitpapier oder aus Metall bestehen können, werden zweckmässigenveise in zylin- derförmigen Formstücken aus Pressspan oder anderen Iscliermateriali@n eingzbettet. Die in den Steuerbelägen aus Leitpapier entsteh; nden Wirbelstromverluste können durch weitläufig unterlegte Metallstreifen stark reduziert werden.