CH620312A5

CH620312A5 -

Info

Publication number: CH620312A5
Application number: CH1116277A
Authority: CH
Inventors: Otto Graul
Original assignee: Messwandler Bau Gmbh
Priority date: 1976-09-20
Filing date: 1977-09-13
Publication date: 1980-11-14
Also published as: SE424785B; FR2365190A1; NL7710271A; ATA514277A; FR2365190B1; DE2642216A1; BE858778A; CA1094653A; AT349561B; US4156221A; DE2642216C2; NL187875C; NL187875B; SE7710544L

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Ankopplungstransformator für ein Netz mit überlagerter Tonfrequenzspannung, insbesondere Rundsteueranlagen, mit je einer um einen Eisenkern angeordneten, miteinander fest gekoppelten Sende- und Netzwicklung, wobei die Sende- und die Netzwicklung einander koaxial umfassen und durch eine Giessharzisolierung voneinander getrennt und isoliert sind.

Ankopplungstransformatoren für Netzwerke mit überlagerter Tonfrenquenzspannung für die Tonfrequenz-Rundsteuerung werden unter Einbeziehung des 50-Hz-Verteilungsnetzes dafür benutzt, um zu beliebiger Zeit an beliebigen Orten des Netzes synchrone Schalthandlungen über Tonfrequenz-Emp-fänger auszulösen. Tonfrequenz-Rundsteueranlagen sind demnach hervorragend zur Laststeuerung und Rationalisierung für den Betrieb von Elektrizitätsversorgungsunternehmen geeignet.

Die Impuls-Einspeisegeräte für Tonfrequenz-Rundsteueranlagen können je nach Rundsteuersystem unterschiedlich aufgebaut sein. Man unterscheidet hierbei zwischen der Parallel- und der Serienankopplung, wobei die Serienankopplung entweder als Transformator- oder als Wandler-Ankopplung ausgebildet sein kann.

Nach dem Prinzip der Wandler-Ankopplung arbeitende bekannte Ankopplungstransformatoren besitzen üblicherweise einen geschlossenen luftspaltlosen Eisenkern, auf den die Netzdurchgangswicklung in gleichmässiger Verteilung aufgebracht ist. Die zu der Netzdurchgangswicklung koaxial angeordnete Sendewicklung ist durch eine Giessharzisolierung von dieser getrennt. Der Wandlerkörper ist, soweit er von der Sendewicklung beaufschlagt ist, von einem Metallgehäuse umgeben, wobei der Raum zwischen Gehäuse und Sendewicklung zur besseren Wärmeübertragung und zur Verfestigung der Sendewicklung gegenüber Kurzschlussbeanspruchungen mit Giessharz ausgegossen ist (siehe Broschüre «25 Jahre Messwand-ler-Bau GmbH, Bamberg», 1971, S. 36/37.

Nach dem Prinzip der Transformator-Ankopplung arbeitende bekannte Ankopplungstransformatoren besitzen üblicherweise einen rahmenförmigen Eisenkern mit in den beiden Querschenkeln gleichmässig verteilten Luftspalten. Die Sende- und die Netzdurchgangswicklung bestehen jeweils aus zwei auf den Querschenkeln des Eisenkernes angeordneten Wicklungshälften, die miteinander in Reihe geschaltet sind. Die Sendewicklungshälften umfassen die Querschenkel des Eisenkernes unmittelbar. Die koaxial hierzu angeordneten Netz-durchgangswicklungshälften sind durch eine Giessharzisolierung von den entsprechenden Sendewicklungshälften isoliert. Auch beim vorliegenden Ankopplungstransformator ist der Wandlerkörper von einem Metallgehäuse umgeben, um das Gerät für Freiluftverwendung einsetzen zu können. Ausserdem sind die Durchführungsisolierteile des in Durchführungsbauweise ausgebildeten Gerätes von Porzellanisolatoren umgeben, wobei der Hohlraum zwischen diesen als Koaxialteile ausgebildeten Isolierteilen günstigerweise ausgeschäumt ist (siehe Broschüre «25 Jahre Messwandler-Bau GmbH», Bamberg, 1971, S. 37/38).

Die vorstehenden Ankopplungstransformatoren haben sich über viele Jahre hindurch in der Praxis bewährt und sind in grossen Stückzahlen gefertigt worden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ankopplungstransformator der vorstehend beschriebenen Art so auszugestalten, dass dessen Durchgangsleistung und Einschaltdauer gegenüber bekannten Geräten dieser Art erhöht ist. Ferner soll sich die Herstellung der Giessharzisolierung zwischen

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der Netz- und Sendewicklung vereinfachen lassen.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass lediglich eine der beiden Wicklungen in eine Giessharzisolierung eingebettet ist, während die andere, frei zugängliche Wicklung den als Stabkern ausgebildeten Eisenkern unter Bildung mindestens eines Kühlkanales koaxial umfasst und dass zwischen Sende- und Netzwicklung eine elektrische Abschirmung vorgesehen ist.

Dadurch, dass nur eine der beiden Wicklungen in eine Giessharzisolierung eingebettet ist, ergeben sich gleichzeitig mehrere Vorteile. So wird zunächst die Menge des Umgusshar-zes gegenüber den bekannten Ankopplungstransformatoren spürbar herabgesetzt, was die Gefahr von Isolationsfehlstellen wesentlich verringert. Die nicht mit einer Giessharzisolierung versehene Wicklung ist für eine wirksame Eigen- oder Fremdbelüftung frei zugänglich. Auch kann die frei zugängliche Wicklung als Fertigteil hergestellt, vorgeprüft und auf einfache Weise montiert werden. Der als Stabkern ausgebildete Eisenkern besitzt bei wesentlich verringertem Gewicht analoge Eigenschaften wie ein Luftspaltkern. Damit lässt sich der erfin-dungsgemässe Ankopplungstransformator für die Transforma-tor-Ankopplung verwenden, bei der der Netzdurchgangsstrom eine 50-Hz-Magnetisierung des Eisenkernes bewirkt, die nicht, wie bei der Wandler-Ankopplung, durch einen Resonanzkreis auf der Senderseite kompensiert wird. Durch die Stabkernbauweise entfällt darüber hinaus der Aufwand für die richtige Einstellung und Fixierung der Luftspalte, wie dies bei dem bekannten Ankopplungstransformator mit Transformator-Ankopp-lung erforderlich ist.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Sendewicklung in die Giessharzisolierung eingebettet ist, während die Netzwicklung als offene Lagenwicklung ausgebildet und unter Aufrechterhaltung mehrerer Kühlkanäle den Stabkern umfasst. Da die Sendewicklung auf die Daten des Senders abgestimmt ist, weist sie für einen bestimmten Sender stets dieselben Wicklungsdaten auf. Damit lässt sich eine rationelle Vorratsfertiung vorsehen. Eventuelle Anpassungen können über die frei zugängliche und auf einfache Weise montierbare und damit auch austauschbare Netzwicklung vorgenommen werden.

Günstig ist es auch, wenn der Stabkern als Zylinderkern mit radialer Blechung ausgebildet ist. Ein derartig ausgebildeter Stabkern besitzt praktisch keine Wirbelstromverluste.

Andere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den anliegenden zusätzlichen abhängigen Patentansprüchen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Ankopplungstransformator gemäss der Erfindung; Fig. 2 einen Querschnitt durch den Ankopplungstransformator gemäss Fig. 1 längs der Schnittlinie II-II und Fig. 3 eine Draufsicht auf den zylindrischen Stabkern.

Wie die Fig. 1 zeigt, ist der erfindungsgemässe Ankopplungstransformator in der sogenannten Stützbauweise ausgebildet. Soweit die Aktivteile nicht in dem Isoliermantel 1 selbst enthalten sind, sind sie in der zylindrischen Öffnung des Isoliermantels 1 untergebracht. Ein Fundament 2 und eine Abdeckhaube 3 sind so ausgebildet, dass der Ankopplungstransformator auch für Freiluftverwendung geeignet ist.

Der Isoliermantel 1 besteht vorzugsweise aus freiluftbe-ständigem Giessharz, beispielsweise aus einem der bekannten cycloaliphatischen Harze. In dem Isoliermantel 1 ist die in ihren elektrischen Daten auf den Sender abgestimmte Sendewicklung 4 unter Verwendung einer üblichen Polsterung 5 eingebettet. Der Isoliermantel 1 ist in Richtung der Längsachse des Ankopplungstransformators über die Enden der Sendewicklung 4 nach oben und nach unten verlängert, wobei die über die Sendewicklung 4 überstehenden Bereiche zur Kriechwegver620312

längerung mit Rippen 6 mit vorzugsweise unterschiedlicher Rippenausladung versehen sind. Sollte es das Spannungsniveau erfordern, könnte selbstverständlich auch der die Sendewicklung enthaltende Bereich des Isoliermantels 1 mit Rippen versehen sein.

Das in Leichtbauweise ausgebildete Fundament 2 ist mit mehreren, vorzugsweise kreisförmig zueinander angeordneten Lufteintrittsöffnungen 7 mit ausreichendem Querschnitt für eine intensive Kühlung der Aktivteile versehen. Die ebenfalls vorzugsweise aus freiluftbeständigem Giessharz bestehende Abdeckhaube 3 ist mittels eines Zentralbolzens 8 mit einem Stützisolator 9 für den Eisenkern 10 und über den Stützisolator 9 mit dem Fundament 2 verspannt.

Wie insbesondere Fig. 3 zeigt, ist der Eisenkern 10 als zylindrischer Stabkern mit zur Kernachse radial verlaufenden Blechen 11 ausgebildet. Die Bleche 11 sind in ihrer Länge vorzugsweise mehrfach, im dargestellten Ausführungsbeispiel vierfach abgestuft, um einen hohen Blechfüllfaktor zu erhalten. Die Kernöffnung 12 ist für die Hindurchführung des Zentralbolzens 8 vorgesehen. Die zwischen den Kernblechen 11 verbleibenden kleinen Spalte sind mit Giessharz ausgefüllt, das auch den Aussenumfang des Stabkernes 10 in geringer Schicht-. dicke umgibt. Der Stützisolator 9 wird vorzugsweise beim Aus-giessen der Kernspalte in einem Arbeitsgang mit angegossen, um eine ausreichend feste Verbindung zwischen Stabkern 10 und Stützisolator 9 zu erhalten. Der Stabkern 10 stützt sich über den Stützisolator 9 am Fundament 2 des Ankopplungstransformators ab, wobei vorzugsweise eine lösbare Schraubverbindung zwischen diesen Teilen vorgesehen ist.

An seinem oberen freien Ende ist der Stützisolator 9 mit einem den Stabkern 10 umfassenden umlaufenden Flansch 13 versehen, der als Stützfläche für die Netzwicklung 14 bzw. entsprechende Abstandshalter 15 ausgebildet ist. Der Stützisolator 9 verjüngt sich mit Vorteil etwas zum Fundament 2 hin und weist eine Auskehlung 16 auf, die in einer umlaufenden Abtropfkante 17 für Schwitz- oder Kondenswasser endet.

Die Netzwicklung 14 ist vorzugsweise als offene Lagenwicklung ausgebildet, deren einzelne Lagen 18,19,20,21 durch Abstandshalter 22,23,24,25 (Fig. 2) zwecks Bildung von Kühlkanälen 26,27,28,29 zueinander auf Abstand gehalten sind. Ein weiterer Kühlkanal 30 kann zwischen der äussersten Lage 18 der Netzwicklung 14 und einer die Innenfläche 31 des Isoliermantels 1 begrenzenden elektrischen Abschirmung 32 vorgesehen sein. Die Abschirmung 32 ist als an ihrem Umfang geschlitzter Zylinder aus elektrisch leitendem oder halbleitendem Material ausgebildet. Die Abschirmung 32 muss jedoch nicht als für sich hergestelltes Blechteil ausgestaltet sein; es ist auch möglich, die Innenfläche 31 des Isoliermantels 1 mit einem entsprechenden leitenden oder halbleitenden Anstrich zu versehen. Die Abschirmung 32 ist weit über die Stirnseiten 33,34 der Sendewicklung 4 hoch- bzw. herabgeführt, wobei das untere Ende 35 des Abschirmzylinders 32 etwa bis zur Abtropfkante 17 des Stützisolators 9 reicht. Das obere Ende 36 des Abschirmzylinders 32 ist annähernd bis zum oberen Ende des Isoliermantels 1 hochgeführt.

Die Ausleitungen 37 der Netzwicklung 14 sind als flexible Leitungen ausgebildet und zu den Anschlüssen 38 in der aus ebenfalls freiluftbeständigem Kunstharz hergestellten Abdeckhaube 3 hochgeführt. Die flexiblen Anschlussleitungen 37 können durch an sich bekannte Klemmeinrichtungen gegen unbeabsichtigtes Verschieben gesichert sein.

Um der durch die Öffnung 7 im Fundament 2 einströmenden Kühlluft einen ungehinderten Durchtritt durch die Aktivteile des Ankopplungstransformators gemäss der Erfindung zu gestatten, ist das freie obere Ende 39 des Isoliermantels 1 mit Kühlluft-Austrittsöffnungen 40 versehen, wie die Fig. 1 und 2 zeigen. Die Luftaustrittsöffnungen 40 können ebenso wie die

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Lufteintrittsöffnungen 7 mit einem luftdurchlässigen Netzwerk eingegossen ist und die Netzwicklung 14 als die frei zugäng-41 verschlossen sein, um das unerwünschte Eindringen von liehe und damit leicht austauschbare und gut belüftbare Wiek-Fremdkörpern zu vermeiden. lung vorgesehen ist, so ist auch eine Ausführungsvariante mit

Auch wenn im vorstehend beschriebenen Ausführungsbei- vertauschten Netz- und Sendewicklungen durchaus denkbar spiel der Erfindung die Sendewicklung 4 in den Isoliermantel 1 5 und ausführbar.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

620312 PATENTANSPRÜCHE

1. Ankopplungstransformator für ein Netz mit überlagerter Tonfrequenzspannung, insbesondere Rundsteueranlagen, mit je einer um einen Eisenkern angeordneten, miteinander fest gekoppelten Sende- und Netzwicklung, wobei die Sende- und die Netzwicklung einander koaxial umfassen und durch eine Giessharzisolierung voneinander getrennt und isoliert sind, dadurch gekennzeichnet, dass lediglich eine der beiden Wicklungen (4) in eine Giessharzisolierung eingebettet ist, während die andere, frei zugängliche Wicklung (14) den als Stabkern ausgebildeten Eisenkern (10) unter Bildung mindestens eines Kühl-kanales koaxial umfasst und dass zwischen Sende- und Netzwicklung (4,14) eine elektrische Abschirmung (32) vorgesehen ist.

2. Ankopplungstransformator nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendewicklung (4) in die Giessharzisolierung eingebettet ist, während die Netzwicklung (14) als offene Lagenwicklung ausgebilet und unter Aufrechterhaltung mehrerer Kühlkanäle (26-29) den Stabkern (10) umfasst.

3. Ankopplungstransformator nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stabkern (10) als Zylinderkern mit radialer Blechung (11) ausgebildet ist, wobei die Blechlänge der Radialbleche (11) ein- oder mehrfach abgestuft ist . und die Spalte zwischen den Radialblechen (11) mit Giessharz ausgefüllt sind.

4. Ankopplungstransformator nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an das untere stirnseitige Ende des Stabkernes (10) ein Stützisolator (9) angegossen ist, mit dem sich der Stabkern (10) am Fundament (2) des Ankopp-lungstransformators abstützt.

5. Ankopplungstransformator nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den Stabkern (10) umfassende Netzwicklung (14) sich an am flanschartig abgesetzten freien Ende (13) eines Stützisolators (9) abstützt.

6. Ankopplungstransformator nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Stützisolator (9) zum Fundament (2) hin konisch verjüngt und mit einer umlaufenden Abtropfkante (17) versehen ist.

7. Ankopplungstransformator nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Abschirmung (32) als an der Innenfläche (31) der Giessharzisolierung der Sendeoder Netzwicklung (4) anliegender Zylinder ausgebildet ist.

8. Ankopplungstransformator nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschirmzylinder (32) die Stirnseiten (33,34) der Netzwicklung (4) beidseitig überragt, wobei das untere Ende (35) des Abschirmzylinders (32) etwa bis zur Abtropfkante (17) des Stützisolators (9) geführt ist.

9. Ankopplungstransformator nach den Patentansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschirmzylinder (32) die Stirnseiten (33,34) der Sendewicklung (4) beidseitig überragt, wobei das untere Ende (35) des Abschirmzylinders (32) etwa bis zur Abtropfkante (17) des Stützisolators (9)

geführt ist.

10. Ankopplungstransformator nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die die Sendewicklung (4) umhüllende Giessharzisolierung als Isoliermantel (1) ausgebildet ist, dessen beide wicklungsfreien Enden mit Rippen (6) versehen sind.

11. Ankopplungstransformator nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Isoliermantel (1) aus freiluft-beständigem Giessharz besteht.

12. Ankopplungstransformator nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckhaube (3) aus freiluft-beständigem Giessharz besteht und mit der als Isoliermantel ausgebildeten Giessharzisolierung über einen zentralen, durch den Stabkern (10) geführten und an einem Stützisolator (9) befestigten Bolzen (8) verspannt ist.