DD249345A1

DD249345A1 - INSULATION ARRANGEMENT FOR THE MAIN INSULATION BETWEEN UNDER AND HIGH VOLTAGE SWITCHING

Info

Publication number: DD249345A1
Application number: DD29046686A
Authority: DD
Inventors: Horst Marcinkowski
Original assignee: Transform Roentgen Matern Veb
Priority date: 1986-05-22
Filing date: 1986-05-22
Publication date: 1987-09-02

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.The invention relates to an insulation arrangement for the main insulation between low and high voltage winding of power transformers, which is formed by several Isolierstoffbarrieren with Oelkanaelen and using soft paper. It is an object of the invention to provide an insulation assembly that is executed at full Gewaehrleistung the required electrical strength with reduced radial thickness and technologically advantageous and easy to produce. This object is achieved according to the invention in that radially overlapping layers of corrugated profiled insulation webs are alternately applied with unprofiled insulating webs and one or more layers of soft paper on the inner winding, wherein the outer layer of the main insulation is a wavy profiled Isolierstoffbahn and the soft paper layers rest against unprofiled insulating webs , And that the prefabricated outer winding can be pushed onto the main insulation with moderate compression of the outer insulating material web.

Description

Field of application of the invention

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.The invention relates to an insulation arrangement for the main insulation between low and high voltage winding of power transformers, which is formed by several insulating barrier with oil channels and using soft paper.

Characteristic of the known technical solutions

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.In transformers, it is necessary to provide the required isolation distances or axial cooling channels within the windings and between the windings. The insulation between low and high voltage winding is referred to as the main insulation. It can be formed, for example, by a plurality of hard paper tubes with intermediate oil paths (Stamm, VEM manual transformers and converters, VEB Verlag Technik Berlin 1958, p 58). To increase the electrical strength between the windings and yokes angle rings made of paper or pressboard are used. The disadvantage, however, is that the radial strength of the isolation of the main scattering channel is large. At higher voltages, the soft paper insulation is preferred in order to achieve the corresponding strength in a small space. This consists of several oil-impregnated insulation paper layers, which are wound on a support tube made of hard paper and bent around the ends of the high-voltage winding to a subdivided by oil lines so-called Spreizflansch. Both windings, including the soft paper insulation, are produced on a winding machine. However, these winding machines must now have a correspondingly higher load capacity, so that the winding machines used for the production of single windings for large transformers are not usable. In addition, the feathering and flipping the Spreizflansche for a fully made of soft paper main insulation is very laborious. From the physical dimensions of the mass of the transformer depends. This is of considerable consequence especially for large transformers. If it is possible to reduce the radial strength of the main insulation by only a few millimeters in large transformers, large mass reductions are already achieved.

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.Furthermore, it is known in transformers with rectangular core and winding cross-section to arrange in the main scattered channel between low and high voltage winding two corrugated profiled insulation sheets. Between both tracks a simple Preßspanmantel is laid to achieve a proper support (DD-PS 133727). In the wells of the corrugated profiled insulation webs spacer strips are at least partially used. This main insulation is wrapped during the winding process. Although transformers with rectangular core and winding cross-section have favorable mass and size ratios, but can because of the growing with the rated power of the transformers short-circuit forces ζ.Z. only be realized in distribution transformers. In large transformers such constructions can not be applied.

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.It has also been considered to produce a so-called block winding by winding the outer winding on the inner winding after applying the main insulation. For large windings, however, there are still insurmountable problems at the moment. Thus, a twisting of the outer winding against the inner winding is unavoidable. This results from the relatively large tension of the wound wire. But which is necessary for the production of a fixed winding. Due to the large wire tension and the applied main insulation is locally exposed to excessive radial pressure loads. The production of such a block winding is therefore not possible for large transformers rewinding machines with limited capacity, so that still the main insulation between low and high voltage winding is realized with barrier tubes of hard paper or soft paper insulation.

Object of the invention

Die Erfindung verfolgt das Ziel, bei Großtransformatoren eine Gewichts- und Massenverringerung zu erzielen.The invention aims to achieve weight and mass reduction in large transformers.

Explanation of the essence of the invention

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.The invention has for its object to provide an insulation arrangement for Hauptisolafion between low and high voltage winding of power transformers, which is carried out with full warranty of the required electrical strength with reduced radial thickness and technologically advantageous and easy to produce.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 4.This object is achieved by the characterizing part of claim 1. Advantageous embodiments are subject matter of claims 2 to 4.

embodiment

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.With reference to a drawing, the invention will be explained in more detail. The drawing shows an isolation arrangement for the main insulation between low and high voltage winding of power transformers. The inner winding 1, generally the undervoltage winding, is wound on spacer strips 2 on a winding tube 3 made of hard paper. The main portion of the main insulation is applied to the inner winding 1 (i.e., with the exception of the outer winding winding tube also belonging to the main insulation). The main insulation consists of radially superimposed layers of wavy profiled insulation strips 4; 5 in alternation with unprofiled insulation sheets 6; 7; 8. The insulating material used is preferably pressboard. For ease of assembly each a corrugated profiled insulating sheet and a non-profiled insulating sheet can be glued together before winding. Instead of the corrugated profiled insulating sheet 4 and spacer strips can be used, which can also be glued before application to the unprofiled insulating sheet 6 as a substrate. Furthermore, at least one layer of soft paper 9 is wound, which projects beyond both end faces of the winding. The supernatant is provided with cuts and is later transferred to an insulating collar, which increases the electrical strength of the high-voltage winding against the yokes. The soft paper insulation 9 is opposite to the wavy profiled insulating strips 4; 5 on both sides by the more rigid uncoated insulation sheets 7; 8 separated from pressboard, otherwise the soft paper in the wells of the corrugated profiled insulation sheets 4; 5 printed and the oil channels would close. The unprofiled insulating sheet 6 was added only to compensate for thickness and can also be omitted. It is therefore within the scope of the invention, if this compensation track 6 are omitted or added more tracks. Likewise, further layers of soft paper or other corrugated profiled insulation sheets can be provided in alternation with unprofiled sheets. It is essential that the outer layer of the applied main insulation is a wavy profiled insulating bah η 5. This is necessary because the outer winding 10 is to be pushed onto the main insulation. The outer winding 10, generally the high-voltage winding, is wound on a winding tube 11 made of hard paper and like the inner winding 1 frontally provided with end rings 12. The winding tube 11 is effective part of the main insulation. However, it is also possible in principle to use a self-supporting outer winding without a winding tube. The fully prefabricated outer winding 10 is then pushed under moderate compression, in particular the outer wavy profiled insulating sheet 5 on the applied main insulation. This main insulation is radially sustainable over the entire winding length, so that taking advantage of the spring action of the corrugated profiled insulation webs 5; 4, the outer winding 10 after pushing taut on the main insulation sits. The result is a relatively narrow Hauptstreukanal with the lowest tolerances, which ensures the full required electrical strength and allows a reduction in mass on the entire transformer. In addition, there is a reduction in the no-load and short-circuit losses.

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.Before pushing the outer winding 10 is preferably on the outside of the outer insulating sheet 5, a lubricant, for. As hard wax, applied and placed around the main insulation to protect against damage during transport or storage a detachable protective jacket.

Nach dem Aufschieben der äußeren Wicklung 10 wird der mit Einschnitten versehene Überstand der Weichpapierisolation 9 zu Isolierkragen umgelegt.After pushing on the outer winding 10, the projection of the soft paper insulation 9 provided with cuts is transferred to insulating collars.

Claims

1. Isolation arrangement for the main insulation between low and high voltage winding of power transformers, which is formed by several Isolierstoffbarrieren with oil channels and using soft paper, characterized in that on the inner winding (1) radially superimposed layers of wavy profiled insulating sheets (4; ) or insulating strips in alternation with unprofiled insulating strips (6; 7; 8) and one or more layers of soft paper (9) are applied, wherein the outer layer (5) of the applied main insulation is a wavy profiled, resilient insulating sheet and the soft paper layers

(9) to unprofiled insulating webs (7; 8) rest, and that the prefabricated outer winding

(10) with moderate compression in particular of the outer wavy profiled insulating sheet (5) on the main insulation, which is radially sustainable over the entire winding length, can be pushed.

2. Insulation arrangement according to claim 1, characterized in that the outer wavy profiled insulating sheet (5) is provided on the outside with a lubricant.

3. Insulation arrangement according to claim 1, characterized in that the on the inner winding (1) applied main insulation is surrounded to protect against damage during transport and storage with a detachable Isolierstoffmantel.

4. Insulation arrangement according to claim 1, characterized in that for the insulating material webs (4; 5; 6; 7; 8) Preßspan is used.

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