DD249345A1 - Isolationsanordnung fuer die hauptisolation zwischen unter- und oberspannungswicklung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Isolationsanordnung fuer die Hauptisolation zwischen Unter- und Oberspannungswicklung von Leistungstransformatoren, die durch mehrere Isolierstoffbarrieren mit Oelkanaelen und mit Verwendung von Weichpapier gebildet wird. Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Isolationsanordnung zu schaffen, die bei voller Gewaehrleistung der erforderlichen elektrischen Festigkeit mit verringerter radialer Dicke ausgefuehrt sowie technologisch vorteilhaft und komplikationslos herstellbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass auf die innere Wicklung radial uebereinander Schichten von gewellt profilierten Isolierstoffbahnen im Wechsel mit unprofilierten Isolierstoffbahnen und eine oder mehrere Weichpapierschichten aufgebracht sind, wobei die aeussere Schicht der Hauptisolation eine gewellt profilierte Isolierstoffbahn ist und die Weichpapierschichten an unprofilierten Isolierstoffbahnen anliegen, und dass die vorgefertigte aeussere Wicklung unter maessigem Zusammendruecken der aeusseren Isolierstoffbahn auf die Hauptisolation aufschiebbar ist.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Isolationsanordnung für die Hauptisolation zwischen Unter- und Oberspannungswicklung von Leistungstransformatoren, die durch mehrere Isolierstoff barrieren mit Ölkanälen und mit Verwendung von Weichpapier gebildet wird.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei Transformatoren ist es erforderlich, innerhalb der Wicklungen und zwischen den Wicklungen die erforderlichen Isolationsabstände bzw. axiale Kühlkanäle zu schaffen. Die Isolation zwischen Unter- und Oberspannungswicklung wird als Hauptisolation bezeichnet. Sie kann beispielsweise durch mehrere Hartpapierrohre mit dazwischenliegenden Ölstrecken gebildet werden (Stamm, VEM-Handbuch Transformatoren und Wandler; VEB Verlag Technik Berlin 1958; S. 58). Zur Erhöhung der elektrischen Festigkeit zwischen den Wicklungen und Jochen werden Winkelringe aus Papier oder Preßspan eingesetzt. Nachteilig ist jedoch, daß die radiale Stärke der Isolation des Hauptstreukanals groß ist. Bei höheren Spannungen bevorzugt man zur Erzielung der entsprechenden Festigkeit auf engem Raum die Weichpapierisolation. Diese besteht aus mehreren öldurchtränkten Isolierpapierlagen, die auf ein Tragrohr aus Hartpapier gewickelt und um die Enden der Oberspannungswicklung zu einem durch Ölstrecken unterteilten sogenannten Spreizflansch gebogen werden. Die Herstellung beider Wicklungen, einschließlich der Weichpapierisolation, erfolgt auf einer Wickelmaschine. Diese Wickelmaschinen müssen nun aber eine entsprechend höhere Tragfähigkeit aufweisen, so daß die für die Herstellung von Einzelwicklungen für Großtransformatoren verwendeten Wickelmaschinen nicht verwendbar sind. Außerdem ist das Fiedern und Umlegen der Spreizflansche für eine voll aus Weichpapier bestehende Hauptisolation sehr arbeitsaufwendig. Von den baulichen Abmessungen ist die Masse des Transformators abhängig. Insbesondere bei Großtransformatoren ist dies von erheblicher Auswirkung. Gelingt es, bei Großtransformatoren die radiale Stärke der Hauptisolation um nur wenige Millimeter zu verringern, so werden bereits große Massereduzierungen erzielt.

Des weiteren ist es bei Transformatoren mit rechteckigem Kern- und Wicklungsquerschnitt bekannt, im Hauptstreukanal zwischen Unter- und Oberspannungswicklung zwei gewellt profilierte Isolierstoffbahnen anzuordnen. Zwischen beide Bahnen ist zur Erzielung einer einwandfreien Abstützung ein einfacher Preßspanmantel gelegt (DD-PS 133727). In die Vertiefungen der gewellt profilierten Isolierstoff bahnen sind zumindest teilweise Distanzleisten eingesetzt. Diese Hauptisolation wird während des Wickel prozesses mit eingewickelt. Transformatoren mit rechteckigem Kern-und Wicklungsquerschnitt weisen zwar günstige Massen- und Größenverhältnisse auf, können aber wegen der mit der Nennleistung der Transformatoren wachsenden Kurzschlußkräfte ζ.Z. nur bei Verteilertransformatoren verwirklicht werden. Bei Großtransformatoren lassen sich derartige Konstruktionen nicht anwenden.

Es wurde auch erwogen, eine sogenannte Blockwicklung herzustellen, indem die Außenwicklung nach Aufbringen der Hauptisolation auf die Innenwicklung gewickelt wird. Bei großen Wicklungen treten jedoch zur Zeit noch unüberwindbare Probleme auf. So ist ein Verdrehen der äußeren Wicklung gegen die innere Wicklung unvermeidbar. Dies resultiert aus der relativ großen Zugspannung des aufzuwickelnden Drahtes. Die aber zur Herstellung einer festen Wicklung notwendig ist. Durch die große Drahtzugspannung ist auch die aufgebrachte Hauptisolation örtlich übermäßigen radialen Druckbelastungen ausgesetzt. Die Fertigung einer derartigen Blockwicklung ist also für Großtransformatoren aufwickelmaschinen mit begrenzter Tragfähigkeit nicht möglich, so daß nach wie vor die Hauptisolation zwischen Unter- und Oberspannungswicklung mit Barrierenrohren aus Hartpapier oder als Weichpapierisolation realisiert wird.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung verfolgt das Ziel, bei Großtransformatoren eine Gewichts- und Massenverringerung zu erzielen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Isolationsanordnung für die Hauptisolafion zwischen Unter- und Oberspannungswicklung von Leistungstransformatoren anzugeben, die bei voller Gewährleistung der erforderlichen elektrischen Festigkeit mit verringerter radialer Dicke ausgeführt sowie technologisch vorteilhaft und komplikationslos herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 4.

Ausführungsbeispiel

Anhand einer Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt eine Isolationsanordnung für die Hauptisolation zwischen Unter- und Oberspannungswicklung von Leistungstransformatoren. Die innere Wicklung 1, im allgemeinen die Unterspannungswicklung, ist über Distanzleisten 2 auf ein Wickelrohr 3 aus Hartpapier gewickelt. Auf die innere Wicklung 1 wird die Hauptanteil der Hauptisolation aufgebracht (d.h. mit Ausnahme des ebenfalls zur Hauptisolation gehörenden Wickelrohres der äußeren Wicklung). Die Hauptisolation besteht aus radial übereinanderliegenden Schichten von gewellt profilierten Isolierstoffbahnen 4; 5 im Wechsel mit unprofilierten Isolierstoffbahnen 6; 7; 8. Als Isolierstoff wird vorzugsweise Preßspan verwendet. Zur Montageerleichterung können jeweils eine gewellt profilierte Isolierstoffbahn und eine unprofilierte Isolierstoffbahn vor dem Aufwickeln miteinander verklebt werden. Statt der gewellt profilierten Isolierstoffbahn 4 können auch Distanzleisten eingesetzt werden, die ebenfalls vor dem Aufbringen mit der unprofilierten Isolierstoffbahn 6 als Trägermaterial verklebt sein können. Des weiteren ist mindestens eine Schicht Weichpapier 9 aufgewickelt, die über beide Stirnseiten der Wicklung übersteht. Der Überstand ist mit Einschnitten versehen und wird später zu einem Isolierkragen umgelegt, der die elektrische Festigkeit der Oberspannungswicklung gegen die Joche erhöht. Die Weichpapierisolation 9 ist gegenüber den gewellt profilierten Isolierstoffbahnen 4; 5 beiderseits durch die biegesteiferen ungewellten Isolierstoffbahnen 7; 8 aus Preßspan getrennt, da sonst das Weichpapier in die Vertiefungen der gewellt profilierten Isolierstoffbahnen 4; 5 gedruckt und die Ölkanäle verschließen würde. Die unprofilierte Isolierstoffbahn 6 wurde nur zum Dickenausgleich beigelegt und kann auch entfallen. Es gehört also zum Umfang der Erfindung, wenn diese Ausgleichsbahn 6 weggelassen oder weitere Bahnen hinzugefügt werden. Ebenso können weitere Weichpapierschichten bzw. weitere gewellt profilierte Isolierstoffbahnen im Wechsel mit unprofilierten Bahnen vorgesehen werden. Wesentlich ist, daß die äußere Schicht der aufzubringenden Hauptisolation eine gewellt profilierte Isolierstoff bah η 5 ist. Das ist erforderlich, weil die äußere Wicklung 10 auf die Hauptisolation aufgeschoben werden soll. Die äußere Wicklung 10, im allgemeinen die Oberspannungswicklung, wird auf ein Wickelrohr 11 aus Hartpapier gewickelt und wie die innere Wicklung 1 stirnseitig mit Endringen 12 versehen. Das Wickelrohr 11 ist wirkungsmäßig Bestandteil der Hauptisolation. Es ist jedoch prinzipiell auch möglich, eine selbsttragende äußere Wicklung ohne Wickelrohr zu verwenden. Die vollständig vorgefertigte äußere Wicklung 10 wird nun unter mäßigem Zusammendrücken insbesondere der äußeren gewellt profilierten Isolierstoffbahn 5 auf die aufgebrachte Hauptisolation aufgeschoben. Diese Hauptisolation ist über die gesamte Wicklungslänge radial tragfähig, so daß unter Ausnutzung der Federwirkung der gewellt profilierten Isolierstoffbahnen 5; 4 die äußere Wicklung 10 nach dem Aufschieben straff auf der Hauptisolation sitzt. So entsteht ein relativ schmaler Hauptstreukanal mit geringsten Toleranzen, der die volle erforderliche elektrische Festigkeit gewährleistet und eine Massereduzierung am gesamten Transformator ermöglicht. Darüber hinaus tritt eine Verringerung der Leerlauf- und Kurzschlußverluste ein.

Vordem Aufschieben der äußeren Wicklung 10 wird vorzugsweise auf die Außenseite der äußeren Isolierstoffbahn 5 ein Gleitmittel, z. B. Hartwachs, aufgebracht und um die Hauptisolation zum Schutz vor Beschädigung bei Transport oder Lagerung ein lösbarer Schutzmantel gelegt.

Nach dem Aufschieben der äußeren Wicklung 10 wird der mit Einschnitten versehene Überstand der Weichpapierisolation 9 zu Isolierkragen umgelegt.

Claims (4)

1. Isolationsanordnung für die Hauptisolation zwischen Unter- und Oberspannungswicklung von Leistungstransformatoren, die durch mehrere Isolierstoffbarrieren mit Ölkanälen und mit Verwendung von Weichpapier gebildet wird, gekennzeichnet dadurch, daß auf die innere Wicklung (1) radial übereinander Schichten von gewellt profilierten Isolierstoffbahnen (4; 5) oder Isolierstoffleisten im Wechsel mit unprofilierten Isolierstoffbahnen (6; 7; 8) und eine oder mehrere Weichpapierschichten (9) aufgebracht sind, wobei die äußere Schicht (5) der aufgebrachten Hauptisolation eine gewellt profilierte, federnde Isolierstoffbahn ist und die Weichpapierschichten

(9) an unprofilierte Isolierstoffbahnen (7; 8) anliegen, und daß die vorgefertigte äußere Wicklung

(10) unter mäßigem Zusammendrücken insbesondere der äußeren gewellt profilierten Isolierstoffbahn (5) auf die Hauptisolation, die über die gesamte Wicklungslänge radial tragfähig ist, aufschiebbar ist.

2. Isolationsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die äußere gewellt profilierte Isolierstoffbahn (5) auf der Außenseite mit einem Gleitmittel versehen ist.

3. Isolationsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die innere Wicklung (1) aufgebrachte Hauptisolation zum Schutz vor Beschädigung bei Transport und Lagerung mit einem lösbaren Isolierstoffmantel umgeben ist.

4. Isolationsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß für die Isolierstoffbahnen (4; 5; 6; 7; 8) Preßspan verwendet wird.

Hierzu 1 Seite Zeichnung