Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Isolierung von elektrischen Apparaten, insbesondere elektromagnetischen Wandlern, gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Isolationselement zur Durchführung eines solchen Verfahrens gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6.
Zur Isolierung von elektromagnetischen Wandlern, insbesondere von Stromwandlern oder Transformatoren für Messzwecke, werden in diesen Wandlern von Hand oder teilweise maschinell Papierwickel zwischen den elektrischen Wicklungen untergebracht. Dabei wird der mit einer elektrischen Wicklung versehene Kern mit Kreppapier umwickelt, so dass darüber die andere äussere Wicklung angebracht werden kann.
Bei einem solchen Isolierungsverfahren, das sehr zeitaufwendig ist, ergeben sich also sehr hohe Montagekosten.
Es ist daher ein Zweck der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Isolierung von elektrischen Apparaten anzugeben, welches weniger zeitaufwendig ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und ein Isolationselement nach Anspruch 6 gelöst.
Zur Bildung einer Mehrschichtisolation, beispielsweise einer sogenannten \l-Transformerboard-Isolation können die Isolationselemente vor und/oder nach Durchführung ihrer Anpassung mit Flüssigkeiten und/oder Gasen behandelt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Im folgenden wird die Erfindung beispielsweise anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Stromwandlers mit einigen erfindungsgemässen vorgefertigten formfesten haubenförmigen Isolationselementen zur Erläuterung einer ersten Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens,
Fig. 2 bis 4 je eine perspektivische Darstellung verschiedener Isolationselemente nach der Erfindung,
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführung solcher vorgefertigten formfesten haubenförmigen Isolationselemente nach der Erfindung,
Fig. 6 eine vergrösserte Darstellung des in Fig. 5 rechts eingekreisten Bereichs, und
Fig. 7 eine vergrösserte Darstellung des in Fig. 5 links eingekreisten Bereichs.
Fig. 1 zeigt das zweiteilige Gehäuse 1 der inneren Wicklung eines Messwandlers für Hochspannungsanlagen in geschlossener Bauweise. Ein solcher Messwandler kann beispielsweise ein Stromwandler mit einem Übersetzungsverhältnis von 100:1 sein. Das Gehäuse 1 ist insgesamt toroidal oder ringförmig mit einer durchgehenden zentrierten Innenöffnung 2 ausgestal tet. Der obere Teil 3 des Gehäuses 1 ist mit einem als Ausleitung dienenden Rohr 4 verbunden. Der untere Teil 5 des Gehäuses kann mit dem oberen Teil 3 hermetisch verbunden werden, so dass sie zusammen einen zylinderförmigen Körper mit abgerundeten Kanten und mit der Innenöffnung 2 bilden, wobei das Rohr 4 beispielsweise parallel zur Zylinderachse verlaufen kann.
Um das Gehäuse 1 zu isolieren, wird nach dem Stand der Technik ein Isolationsband, beispielsweise aus Papier, jeweils durch die Innenöffnung 2 um die toroidale Oberfläche des Gehäuses 1 gewickelt. Da das Isolationsband jedesmal durch die Innenöffnung 2 geführt werden muss und für die Isolierung des Gehäuses sehr viele Windungen notwendig sind, erweist sich ein solches Verfahren nach dem Stand der Technik als sehr zeitraubend. Zudem wird ohne spezielle Massnahmen die Isolation innen dicker als aussen, da sich das Papier auf eine kleinere Fläche aufteilen muss.
Gemäss der Erfindung werden zur Isolierung des Gehäuses 1 speziell hergestellte Isolationselemente 6, 7, 8, 9 (Fig. 1), vorzugsweise vorgefertigte Isolierhauben oder Schalen aus einem Isoliermaterial wie Hartpapier, Kunststoff, Karton und dgl. verwendet.
Zur Erleichterung der Erläuterungen sind in Fig. 1 die Isolierhauben 6 bis 9 mit einem Ausschnitt von 90 DEG dargestellt. Die Isolierhaube 6 ist beispielsweise genau an die Oberfläche des unteren Gehäuseteils 5 angepasst. Die Isolierhaube 7 ist nur im oberen Bereich genau an die Oberfläche des oberen Gehäuseteils 3 angepasst, weil sie seitlich teilweise über die Isolierhaube 6 geführt ist. Die Isolierhaube 8 entspricht in der Form der Isolierhaube 6, aber mit etwas grösseren Baumassen. Entsprechendes gilt für die Hauben 9 und 7. Die Hauben 6 und 8 können daher als Bodenhauben und die Hauben 7 und 9 als Abdeckhauben betrachtet werden.
In Fig. 2 ist die grundsätzliche Form einer vollständigen zumindest angenähert in Form eines halbierten Torus ausgestalteten Bodenhaube 10 mit zwei koaxialen durch eine abgerundete oder gewölbte Bodenwand 11 verbundenen zylindrischen Seitenwänden 12 und 13 dargestellt.
In Fig. 3 ist die grundsätzliche Form einer vollständigen zumindest angenähert in Form eines halbierten Torus ausgebildeten Abdeckhaube 20 mit zwei koaxialen durch eine abgerundete oder gewölbte Abdeckwand 21 verbundenen zylindrischen Seitenwänden 22 und 23 dargestellt. Die Abdeckhaube 20 weist an der gewölbten Stirnfläche der Abdeckwand 21 eine durch eine zylindrische Wand 24 rohrförmig ausgestaltete \ffnung 25 auf, deren Durchmesser grösser als derjenige der Ausleitung 4 (Fig. 1) ist.
Gemäss der Erfindung wird nun das Gehäuse 1 (Fig. 1) derart isoliert, dass zuerst eine kleine Bodenhaube von unten angepasst wird, indem die innere zylindrische Seitenwand 13 (Fig. 2) durch die innere \ffnung 2 des Gehäuses 1 (Fig. 1) eingeführt wird, bis sie die Stellung der Bodenhaube 6 in Fig. 1 einnimmt, dass nachher eine Abdeckhaube von oben angepasst wird, indem zuerst die Ausleitung 4 durch die \ffnung 25 (Fig. 2) und die innere zylindrische Seitenwand 23 durch die \ffnung 2 (Fig. 1) eingeführt wird, bis sie die den Rand der Bodenhaube 6 überlappende Stellung der Abdedeckhaube 7 nach Fig.
1 einnimmt, dass nachher die nächst grössere Bodenhaube 8 in gleicher Weise von unten eingeführt wird, und dass nachher die nächst grössere Abdeckhaube 9 in gleicher Weise von oben eingeführt wird, und dass gegebenenfalls dieser Prozess iterativ mit weiteren immer grösseren Hauben fortgesetzt wird, wenn man nicht nur je eine Haube verwenden will, was auch möglich ist.
In Fig. 4 ist die grundsätzliche Form einer vollständigen Haube 40 mit zwei koaxialen durch eine gewölbte Stirnwand 41 verbundenen zylindrischen Seitenwänden 42 und 43 darge stellt. Die Haube 40 weist an der Seitenwand 42 eine durch eine seitlich geöffnete, U-förmig ausgebildete Wand 44 geschützte Durchgangsöffnung 45 auf, deren Breite grösser als der Durchmesser der Ausleitung 4 (Fig. 1) ist. Die Hauben nach Fig. 4 dienen zur Isolierung von Wandlern, bei denen die Ausleitung senkrecht zur Mantelfläche des ringförmigen Gehäuses angeordnet ist.
In Fig. 5 ist eine Abdeckhaube 50 mit zwei koaxialen durch eine abgerundete oder gewölbte Abdeckwand 51 verbundenen zylindrischen Seitenwänden 52 und 53 dargestellt. Die Abdeckhaube 50 weist an der gewölbten Stirnfläche der Abdeckwand 51 eine durch eine zylindrische Wand 54 rohrförmig ausgestaltete \ffnung 55 auf, deren Durchmesser grösser als derjenige der Ausleitung 4 (Fig. 1) ist. Gemäss dieser weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden zur Isolierung des Gehäuses nach Fig. 5 speziell hergestellte Isolationselemente 56, 57, 58, 59, ebenfalls vorgefertigte Isolierhauben oder Schalen aus einem Isoliermaterial verwendet. Gemäss der Ausführung nach Fig. 6 überlappen sich die Enden der Boden- und Abdeckhauben 56 und 57 bzw. 58 und 59 dadurch, dass ihre Enden verjüngt sind.
Gemäss der Ausführung nach Fig. 7 überlappen sich jedoch die Ränder der Hauben 56 min und 57 min oder der Hauben 58 min und 59 min nicht, weil zwischen den Enden der Ränder jeweils ein kleiner Luftspalt vorgesehen ist, wie der Luftspalt 60 in Fig. 7. Eine Überlappung kann dennoch erreicht werden durch eine Überlappung zwischen den Rändern zweier Bodenhauben 56 min und 58 min bzw. zweier Abdeckhauben 57 min und 59 min im Gegensatz zur Ausführung nach Fig. 1, bei der sich jeweils die Enden der Ränder einer Bodenhaube 6 und einer Abdeckhaube 7 überlappen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können der Reihe nach zunächst eine erste Vorisolation 31 (Fig. 1), beispielsweise aus Kreppapier, nach dem Stand der Technik direkt auf dem Gehäuse 1 angebracht, dann die Hauben 6 bis 9 (Fig. 1) oder die Hauben 56 min bis 59 min (Fig. 5) bzw. die Hauben 56 bis 59 (Fig. 6) wie beschrieben montiert, und schliesslich über diese eine Nachisolation 32 (Fig. 1), beispielsweise aus Kreppapier, ebenfalls nach dem Stand der Technik gewickelt werden. Dabei werden in der Praxis die Bandisolationen 31 und/oder 32 viel weniger Wicklungen als sonst nach dem Stand der Technik aufweisen, so dass dementsprechend der Zeitaufwand auch viel kleiner sein wird.
Die Isolationselemente nach der vorliegenden Erfindung können im allgemeinen in kompakter Bauweise schichtbar, das heisst mit nur einer oder auch mit mehr als den zwei in Fig. 1 dargestellten Schichten, verwendet werden, um die elektrische Festigkeit zu erhöhen. Sie können bearbeitbar und anpassbar sein und mit oder ohne Isolierflüssigkeit verwendet und gegebenenfalls auch kombinierbar mit anderen Isolierteilen gebraucht werden. Ihre Ausgestaltung macht sie ohne Hilfseinrichtungen beliebig auswechselbar und erlaubt zudem das Anbringen einer elektrischen leitenden Schicht. Dadurch, dass solche vorgefertigten haubenförmigen Isolationselemente verschiedene Grössen aufweisen, ist eine bequeme gestapelte Lagerhaltung möglich. Die vorgefertigte Isolationselemente können "formfest" oder "formweich" sein.
Als formweiche Isolationselemente könnte man weiche, leicht verformbare Kunststoffhauben verwenden, vorzugsweise sollen jedoch formfeste Hauben aus festem Kunststoff, Karton oder dgl. eingesetzt werden. Insbesondere können für diesen Zweck sogenannte Transformer-Boards verwendet werden, die speziell für Anwendungen in der Hochspannungstechnik gut geeignet sind. Die Isolationselemente können gegebenenfalls auch beschichtet sein.
The present invention relates to a method for isolating electrical apparatus, in particular electromagnetic transducers, according to the preamble of patent claim 1 and an insulation element for carrying out such a method according to the preamble of patent claim 6.
In order to isolate electromagnetic transducers, in particular current transformers or transformers for measuring purposes, paper windings between the electrical windings are accommodated in these transducers by hand or partly by machine. The core provided with an electrical winding is wrapped with crepe paper so that the other outer winding can be attached over it.
With such an insulation process, which is very time-consuming, assembly costs are very high.
It is therefore a purpose of the present invention to provide a method of isolating electrical equipment which is less time consuming.
This object is achieved according to the invention by a method according to claim 1 and an insulation element according to claim 6.
To form a multilayer insulation, for example a so-called transformer transformer insulation, the insulation elements can be treated with liquids and / or gases before and / or after their adaptation.
Further advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.
The invention is explained in more detail below, for example, using a drawing. Show it:
1 shows a schematic illustration of a current transformer with some prefabricated, dimensionally stable, hood-shaped insulation elements to explain a first embodiment of the method according to the invention,
2 to 4 are each a perspective view of various insulation elements according to the invention,
5 shows a schematic illustration of a further embodiment of such prefabricated, dimensionally stable, hood-shaped insulation elements according to the invention,
6 is an enlarged view of the area encircled to the right in FIG. 5, and
Fig. 7 is an enlarged view of the area circled on the left in Fig. 5.
Fig. 1 shows the two-part housing 1 of the inner winding of a transducer for high-voltage systems in a closed design. Such a measuring transformer can be, for example, a current transformer with a transmission ratio of 100: 1. The housing 1 is overall toroidal or ring-shaped with a continuous centered inner opening 2. The upper part 3 of the housing 1 is connected to a pipe 4 serving as a diversion. The lower part 5 of the housing can be hermetically connected to the upper part 3, so that together they form a cylindrical body with rounded edges and with the inner opening 2, the tube 4 being able, for example, to run parallel to the cylinder axis.
In order to isolate the housing 1, an insulating tape, for example made of paper, is wound through the inner opening 2 around the toroidal surface of the housing 1 according to the prior art. Since the insulation tape has to be passed through the inner opening 2 each time and a large number of turns are required for the insulation of the housing, such a method according to the prior art proves to be very time-consuming. In addition, the insulation becomes thicker on the inside than outside without special measures, since the paper has to be divided into a smaller area.
According to the invention, specially manufactured insulation elements 6, 7, 8, 9 (FIG. 1), preferably prefabricated insulating hoods or shells made of an insulating material such as hard paper, plastic, cardboard and the like, are used to insulate the housing 1.
In order to facilitate the explanations, the insulating hoods 6 to 9 are shown in FIG. 1 with a section of 90 °. The insulating hood 6 is, for example, precisely adapted to the surface of the lower housing part 5. The insulating hood 7 is only adapted precisely to the surface of the upper housing part 3 in the upper region, because it is partially guided laterally over the insulating hood 6. The insulating hood 8 corresponds in the form of the insulating hood 6, but with somewhat larger dimensions. The same applies to hoods 9 and 7. Hoods 6 and 8 can therefore be regarded as floor hoods and hoods 7 and 9 as cover hoods.
FIG. 2 shows the basic shape of a complete floor hood 10, at least approximately in the form of a halved torus, with two coaxial cylindrical side walls 12 and 13 connected by a rounded or arched floor wall 11.
FIG. 3 shows the basic shape of a complete cover 20, which is at least approximately in the form of a halved torus and has two coaxial cylindrical side walls 22 and 23 connected by a rounded or arched cover wall 21. The cover 20 has, on the curved end face of the cover wall 21, an opening 25 which is tubular in form of a cylindrical wall 24 and whose diameter is larger than that of the outlet 4 (FIG. 1).
According to the invention, the housing 1 (FIG. 1) is now insulated in such a way that a small floor hood is first fitted from below by the inner cylindrical side wall 13 (FIG. 2) through the inner opening 2 of the housing 1 (FIG. 1 ) until it assumes the position of the floor hood 6 in FIG. 1, that a cover hood is subsequently adapted from above by first leading the outlet 4 through the opening 25 (FIG. 2) and the inner cylindrical side wall 23 through the Opening 2 (Fig. 1) is introduced until it overlaps the position of the cover hood 7 according to Fig.
1 assumes that the next larger floor hood 8 is subsequently introduced from below in the same way, and that the next larger covering hood 9 is subsequently introduced in the same manner from above, and that this process is continued iteratively with further and larger hoods if one is not just want to use a hood, which is also possible.
In Fig. 4, the basic shape of a complete hood 40 with two coaxial cylindrical side walls 42 and 43 connected by an arched end wall 41 is Darge. The hood 40 has on the side wall 42 a through opening 45 protected by a laterally opened, U-shaped wall 44, the width of which is greater than the diameter of the outlet 4 (FIG. 1). 4 serve to isolate transducers in which the discharge is arranged perpendicular to the outer surface of the annular housing.
5 shows a cover 50 with two coaxial cylindrical side walls 52 and 53 connected by a rounded or curved cover wall 51. The cover 50 has, on the curved end face of the cover wall 51, an opening 55 which is tubular in shape through a cylindrical wall 54 and whose diameter is larger than that of the outlet 4 (FIG. 1). According to this further embodiment of the invention, specially manufactured insulation elements 56, 57, 58, 59, also prefabricated insulating hoods or shells made of an insulating material are used to insulate the housing according to FIG. 5. 6, the ends of the floor and cover hoods 56 and 57 or 58 and 59 overlap in that their ends are tapered.
7, however, the edges of the hoods 56 min and 57 min or the hood 58 min and 59 min do not overlap because a small air gap is provided between the ends of the edges, like the air gap 60 in FIG. 7 An overlap can nevertheless be achieved by an overlap between the edges of two floor hoods 56 min and 58 min or two cover hoods 57 min and 59 min in contrast to the embodiment according to FIG. 1, in which the ends of the edges of a floor hood 6 and overlap a cover 7.
In a further embodiment of the invention, a first pre-insulation 31 (FIG. 1), for example made of crepe paper, according to the prior art can be attached directly to the housing 1, then the hoods 6 to 9 (FIG. 1) or the hoods 56 minutes to 59 minutes (FIG. 5) or the hoods 56 to 59 (FIG. 6), as described, and finally an additional insulation 32 (FIG. 1), for example made of crepe paper, also wound according to the prior art will. In practice, the tape insulation 31 and / or 32 will have much fewer windings than otherwise according to the prior art, so that the time required will accordingly be much less.
The insulation elements according to the present invention can generally be used in a compact construction, that is to say with only one or even more than the two layers shown in FIG. 1, in order to increase the electrical strength. They can be editable and adaptable and can be used with or without insulating liquid and, if necessary, can also be combined with other insulating parts. Their design makes them interchangeable without auxiliary devices and also allows the application of an electrically conductive layer. The fact that such prefabricated hood-shaped insulation elements have different sizes enables convenient stacked storage. The prefabricated insulation elements can be "dimensionally stable" or "soft".
Soft, easily deformable plastic hoods could be used as soft insulation elements, but preferably rigid hoods made of solid plastic, cardboard or the like should be used. In particular, so-called transformer boards can be used for this purpose, which are particularly suitable for applications in high-voltage technology. The insulation elements can optionally also be coated.