DD257896A1

DD257896A1 - DEVICE FOR AXIAL DISPLACEMENT OF COIL BLOCKS

Info

Publication number: DD257896A1
Application number: DD30015587A
Authority: DD
Inventors: Eberhard Schulze; Hans-Joachim Wolprecht
Original assignee: Transform Roentgen Matern Veb
Priority date: 1987-02-25
Filing date: 1987-02-25
Publication date: 1988-06-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kurzschlussfesten, axialen Verspannen von Spulenbloecken auf einem mehrschenkeligen Magnetkern, bei der ausserhalb der Spulenbloecke mehrere, am Umfang verteilte Zugelemente aus plastgebundenem Fasergefuege vorgesehen sind, die an stirnseitig angeordneten Spulendruckplatten aus Isolierstoff angreifen. Die erfindungsgemaesse Loesung besteht darin, dass die Stirnseiten jeweils mit zwei halbteiligen, duennen Druckplatten versehen sind, deren Teilung quer zur Jochachse liegt, dass weiterhin auf diesen Druckplatten jeweils zwei weitere halbteilige, dicke Druckplatten liegen, deren Teilung laengs zur Jochachse liegt und an denen die Zugelemente angreifen, und dass auf die inneren Bereiche der dicken Druckplatten Presselemente druecken, die sich an den Kernpressteilen oder am Gefaess abstuetzen, so dass die Zugelemente die Spulenbloecke nur als mechanisch stabile, montierbare Baueinheit verspannen, die kurzschlussfeste axiale Verspannung jedoch erst nach Aufsetzen der Spulenbloecke auf die Kernschenkel gemeinsam mit den Presselementen erreichbar ist.The invention relates to a device for short-circuit-proof, axial clamping of Spulenbloecken on a multi-arm magnetic core, in which outside the Spulenbloecke several, distributed around the circumference pulling elements made of plastgebundenem Fasergefuege are provided, which engage frontally arranged coil pressure plates made of insulating material. The inventive solution consists in that the end faces are each provided with two half-part, thin printing plates whose pitch is transverse to the yoke axis that continue to lie on these printing plates in each case two further half-part, thick printing plates whose pitch is longitudinal to the yoke axis and where the Attacking tension elements, and pressing on the inner areas of the thick pressure plates pressing elements that are based on the Kernpressteilen or Gefaess so that the tension elements clamp the Spulenbloecke only as a mechanically stable, mountable assembly, the short-circuit-proof axial clamping but only after placing the Spulenbloecke can be reached on the core legs together with the pressing elements.

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kurzschlußfesten, axialen Verspannen von Spulenblöcken auf einem mehrschenkligen Magnetkern, bei der außerhalb der Spulenblöcke mehrere, am Umfang verteilte Zugelemente aus plastgebundenem Fasergefüge vorgesehen sind, die an stirnseitig angeordneten Spulendruckplatten aus Isolierstoff angreifen.The invention relates to a device for short-circuit-proof, axial clamping of coil blocks on a multi-core magnetic core, in which outside of the coil blocks a plurality of circumferentially distributed tension elements made of plastgebundenem fiber structure are provided which engage frontally arranged coil pressure plates made of insulating material.

Characteristic of the known state of the art

Im Kurzschlußfall sind die Spulen elektrischer Apparate, z. B. Transformatoren, hohen Kräftebeanspruchungen ausgesetzt. Um dadurch verursachte Deformationen und Bewegungen, die zur Beschädigung oder Zerstörung der Spulen führen können, zu verhindern, ist es seit langem üblich, diese Spulen axial zu verspannen und auf dem Kernschenkel zu arretieren. Dabei werden in vielgestaltiger Weise Vorrichtungen zur axialen Verspannung und Arretierung eingesetzt, die sich beispielsweise über Druckschrauben an den Einrichtungen zur Jochpressung oder am Gefäß abstützen (DD-PS 6066).In case of short circuit, the coils of electrical equipment, eg. B. transformers exposed to high forces. In order to prevent deformations and movements caused thereby, which can lead to damage or destruction of the coils, it has long been customary to axially clamp these coils and to lock them on the core leg. In this case, devices for axial clamping and locking are used in a variety of ways, which are supported for example via pressure screws on the devices for Jochpressung or on the vessel (DD-PS 6066).

Es ist auch bekannt, die axiale Spulenverspannung unter Verwendung von Zugelementen aus plastgebundenem Fasergefüge, z. B. Glasfasern, ohne Verbindung zu anderen Hauptbaugruppen des elektrischen Apparates vorzunehmen und auf diese Weise sogenannte selbstverspannte Spulenblöcke zu realisieren (FR-PS 1372625). Diese selbstverspannten Spulenblöcke stellen eine mechanisch stabile, handhabbare Baueinheit dar, die als Grenze auf dem Kernschenkel montiert werden kann. Um eine Bewegung des gesamten Spulenblockes zu verhindern, muß dieser noch auf dem Kernschenkel arretiert werden. So können beispielsweise an der unteren Spulendruckplatte Spannschienen angreifen, die radial über den Spulenblock hinaus verlängert und am Gefäßboden kraftschlüssig befestigt sind (DD-PS 143976).It is also known that the axial coil strain using traction elements made of plastic-bonded fiber structure, for. As glass fibers to make without connection to other main components of the electrical apparatus and in this way to realize so-called self-tensioned coil blocks (FR-PS 1372625). These self-tensioned coil blocks represent a mechanically stable, manageable unit that can be mounted as a border on the core leg. To prevent movement of the entire coil block, it must still be locked on the core leg. Thus, for example, engage on the lower coil pressure plate clamping rails, which extends radially beyond the coil block out and attached to the vessel bottom frictionally (DD-PS 143976).

Es ist auch bekannt, die Vorrichtungen zur Spulenverspannung federnd auszubilden oder mit Federelementen zu kombinieren, um Schrumpfungen, insbesondere der Zellulose-Isolierstoffe, in den Spulen während der Betriebszeit des Apparates ohne zu großen Preßkraftverlust zu kompensieren. Andererseits werden diese Schrumpfungen durch das sogenannte Stabilisieren vor dem Einbau des Spulenblockes minimiert. Dabei werden durch gleichzeitiges Einwirken von hoher Temperatur und hoher Pressung die Spulenblöcke irreversibel verdichtet.It is also known to design the devices for coil tensioning resiliently or to combine with spring elements to compensate for shrinkage, in particular the cellulose insulating materials, in the coils during the operating time of the apparatus without too much Preßkraftverlust. On the other hand, these shrinkages are minimized by the so-called stabilization prior to installation of the coil block. The coil blocks are irreversibly compressed by simultaneous action of high temperature and high pressure.

Die für die axiale Verspannung dienenden Zugelemente aus plastgebundenem Fasergefüge können entlang der Innen- und Außenseiten sowie innerhalb der Spulenblöcke angeordnet sein. Sehr häufig, da besonders vorteilhaft, werden diese Isolierstoff-Zugelemente in vollständig polymerisiertem Zustand in den Hauptstreukanal zwischen Ober- und Unterspannungswicklung eingesetzt (DD-PS 128856). Die Isolierstoff-Zugelemente greifen dabei bezüglich der Biegebeanspruchung der stirnseitig angeordneten Druckplatten an einer günstigen Stelle an. Die Druckplatten können aus Metall oder Isolierstoff bestehen. Der grundsätzliche Nachteil der metallenen Spulendruckplatten ist der, daß zwischen der Druckplatte und der Wicklung bzw. den Spulenausleitungen ein genügend großer Isolationsabstand eingehalten werden muß. Isolationstechnisch günstiger sindThe plastic-bonded fiber structure tension members used for the axial tensioning can be arranged along the inner and outer sides as well as inside the coil blocks. Very often, as particularly advantageous, these insulating tension elements are used in fully polymerized state in the main scattering channel between the upper and lower voltage winding (DD-PS 128856). The insulating tension elements engage with respect to the bending stress of the front side arranged printing plates at a convenient location. The printing plates can be made of metal or insulating material. The fundamental disadvantage of metal coil printing plates is that between the pressure plate and the winding or the Spulenausleitungen a sufficiently large isolation distance must be maintained. Isolation technology are cheaper

Druckplatten aus Isoliermaterial, da Bäuhöhe eingespart werden kann (DD-PS 13671). Die den Isolierstoff-Druckplatten anhaftende geringere mechanische Festigkeit muß jedoch durch entsprechende Dimensionierung und Ausführung berücksichtigt werden.Printing plates made of insulating material, as Bäuhöhe can be saved (DD-PS 13671). However, the adhesive of the insulating pressure plates lower mechanical strength must be taken into account by appropriate dimensioning and execution.

Es gibt jedoch Spulenblöcke, bei denen die Isolierstoff-Zugelemente nicht in den Hauptstreukanal eingesetzt werden können, da dort hochwertige Isolierstoffe, wie Weichpapier, Preßspan oder Wellpreßspan, angeordnet sind. Durch diese Anordnung läßt sich die radiale Stärke des Hauptstreukanals verringern, so daß bei Großtransformatoren erhebliche Massereduzierungen erzielt werden können. Die Isolierstoff-Zugelemente werden also nur an den Außenseiten der Spulenblöcke vorgesehen, wodurch aber für die Spulendruckplatten wieder große Biegebeanspruchungen auftreten (DE-OS 2515648). Das erfordert aber starke Spulendruckplatten aus Isolierstoff, was zu großer Bauhöhe und großem Bau raumbedarf führt.However, there are coil blocks, in which the insulating material tension elements can not be used in the main scattering channel, since there are high-quality insulating materials, such as soft paper, pressboard or Wellpreßspan arranged. By this arrangement, the radial strength of the main scattering channel can be reduced, so that considerable mass reductions can be achieved in large transformers. The insulating tension members are therefore provided only on the outer sides of the coil blocks, which, however, again for the coil pressure plates large bending stresses occur (DE-OS 2515648). But this requires strong coil pressure plates made of insulating material, which leads to large height and large space requirements.

Es ist weiterhin eine Vorrichtung zur axialen Spulenverspannung bekannt, bei der die außerhalb der Spulenblöcke angeordneten Zugstäbe an Isolierstoffdruckplatten angreifen, die als Formkörper mit einer Aussparung, d. h. mit reduzierter Stärke im Jochbereich, ausgeführt sind (FR-PS 2260177). Derartige Formkörper sind in der Herstellung aufwendig. Diese Druckplatten sind insbesondere bei Großtransformatoren großen Biegebeanspruchungen ausgesetzt und folglich auch mit großer Stärke ausgeführt.Furthermore, a device for axial coil tensioning is known, in which the tension bars arranged outside the coil blocks engage insulating material pressure plates, which act as shaped bodies with a recess, ie. H. with reduced thickness in the yoke area, are executed (FR-PS 2260177). Such shaped bodies are expensive to manufacture. These printing plates are exposed in particular large transformers large bending stresses and consequently executed with great strength.

Object of the invention

Die Erfindung verfolgt das Ziel, bei elektrischen Apparaten, insbesondere Transformatoren, durch verringerte Baugröße des Aktivteiles die Masse zu reduzieren.The invention aims to reduce the mass in electrical apparatus, in particular transformers, by reducing the size of the active part.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur kurzschlußfesten, axialen Spulenverspannung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der der Spulenblock eine selbstverspannte, bauliche Einheit mit außenliegenden Isolierstoff-Zugelementen bildet und die Isolierstoff-Druckplatten die Spulenstirnseiten an allen Stellen ausreichend pressen, also auch unter den Jochen, jedoch nur einen minimalen Material- und Bauraumbedarf haben und den Kernschenkel nicht bzw. nur unwesentlich verlängern, auf dem der Spulenblock gleichzeitig sicher arretiert sein soll.The invention has for its object to provide a device for short-circuit-proof, axial coil tensioning of the type mentioned, in which the coil block forms a self-tense, structural unit with external insulating tension elements and the insulating pressure plates sufficiently press the coil end faces at all points, including under the yokes, but only have a minimal material and space requirements and not extend the core leg or only insignificantly, on which the coil block should be securely locked simultaneously.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Spulenblockstirnseiten jeweils mit zwei halbteiligen, relativ dünnen Druckplatten versehen sind, deren Teilung quer zur Jochachse liegt, so daß die an den Kernfenstern liegenden . Druckplatten unter die Joche durchgehen. Auf diesen paarweise angeordneten Druckplatten liegen jeweils zwei weitere halbteilige, dicke Druckplatten, deren Teilung längs zur Jochachsejiegt. Diese dicken Druckplatten, an denen die Zugelemente angreifen, reichen bis an bzw. nahe an die Joche. Auf die inneren Bereiche der dicken Druckplatten drücken Preßelemente, die sich an den Kernpreßteilen oder am Gefäß abstützen, wodurch gleichzeitig die Spulenblöcke auf den Kernschenkeln sicher arretiert sind.This object is achieved in that the Spulenblockstirnseiten are each provided with two half-piece, relatively thin printing plates whose pitch is transverse to the yoke axis, so that lying on the core windows. Pass under pressure plates under the yokes. On these paired printing plates are each two further half-piece, thick printing plates whose pitch along the Jochachsejiegt. These thick pressure plates, on which the tension elements attack, extend to or near the yokes. On the inner portions of the thick pressure plates press members which are supported on the Kernpreßteilen or on the vessel, whereby at the same time the coil blocks are securely locked on the core legs.

Die Zugelemente verspannen die Spulenblöcke also nur als mechanisch stabile, montierbare Baueinheit. Die kurzschlußfeste Verspannung wird erst nach dem Aufsetzen der Spulenblöcke auf die Kernschenkel gemeinsam von Zug- und Preßelementen erreicht.The tension elements brace the coil blocks only as a mechanically stable, mountable unit. The short-circuit-proof clamping is achieved only after the placement of the coil blocks on the core legs together of tensile and compressive elements.

Vorteilhafterweise sind die Preßelemente mit derartigen Federelementen versehen, daß die in Verbindung mit den Zugelementen resultierende Federkennlinie etwa 3 bis 6 mal weicher ist als die Federkennlinie des zu verspannenden Spulenblocks.Advantageously, the pressing elements are provided with such spring elements, that the resulting in connection with the tension elements spring characteristic is about 3 to 6 times softer than the spring characteristic of the coil block to be braced.

Vorzugsweise sind die Preßelemente an den unteren Kernpreßteilen als Auflagestellen und die an den oberen als Druckschrauben ausgeführt.Preferably, the pressing elements on the lower Kernpreßteilen as support points and executed at the top as pressure screws.

embodiment

Anhand einer Zeichnung soll die Erfindung nachstehend näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigenReference to a drawing, the invention will be explained in more detail below. In the drawing show

Fig. 1: einen vorverspannten Spulenblock,1: a prestressed coil block,

Fig. 2: die Draufsicht von Fig. 1,2: the plan view of Fig. 1,

Fig.3: einen vollständig verspannten Spulenblock auf einen Magnetkern und3 shows a fully strained coil block on a magnetic core and

Fig. 4: die Draufsicht von Fig. 3.4 shows the top view of FIG. 3.

Die Figuren 1 und 2 zeigen einen aus einer Unterspannungs- und einer Oberspannungsspule bestehenden Spulenblock 1, der mit weiteren Spulenblöcken auf einem mehrschenkligen Magnetkern aufgebracht werden soll. Der Spulenblock 1 ist auf beiden Stirnseiten jeweils mit zwei halbteiligen, relativ dünnen Druckplatten 2 aus Isolierstoff, vorzugsweise Preßspan, versehen. Die paarweise angeordneten Druckplatten 2 sind dabei so ausgerichtet, daß die Teilung quer zur Jochachse zu liegen kommt. Auf diesen paarweise angeordneten, wenig biegesteifen Druckplatten 2 liegen jeweils zwei weitere halbteilige, balkenstarke Druckplatten 3, mit sehr großer Biegesteifigkeit die so ausgerichtet sind, daß die Teilung längs zur Jochachse zu liegen kommt. Die Teilung dieser Druckplatten 3 erstreckt sich über einen bereiteren Bereich, so daß der Jochbereich frei bleibt. Nach dem Stabilisieren, wobei die Einleitung der Stabilisierungskräfte gleichmäßig auf der gesamten Spulenblockstirnfläche, also auch im Zwischenraum zwischen den dicken Druckplatten 3 erfolgt, wird der Spulenblock 1 mit Zugelementen 4 aus plastgebundenem Fasergefüge, vorzugsweise Zugstäbe, verspannt. Die Zugstäbe 4 sind außerhalb des Spulenblockes 1 am Umfang gleichmäßig verteilt und greifen an den dicken Druckplatten 3 an. Der Spulenblock 1 ist nun als mechanisch stabile, handhabbare Baueinheit verspannt, die auf einen Kernschenkel gehoben und dort montiert werden kann. Die erforderliche Kurzschlußfestigkeit besitzt der Spulenblock 1 jedoch noch nicht.FIGS. 1 and 2 show a coil block 1 consisting of a low-voltage and a high-voltage coil, which is to be applied with further coil blocks on a multi-core magnetic core. The coil block 1 is provided on both end faces each with two half-piece, relatively thin pressure plates 2 made of insulating material, preferably pressboard. The paired printing plates 2 are aligned so that the pitch is transverse to the yoke axis. On these pairs arranged, less rigid printing plates 2 are each two further half-part, high-beam pressure plates 3, with very high bending stiffness which are aligned so that the division is longitudinal to the yoke axis. The division of these printing plates 3 extends over a more ready area, so that the yoke area remains free. After stabilization, wherein the initiation of the stabilization forces takes place uniformly over the entire coil block end face, ie also in the intermediate space between the thick pressure plates 3, the coil block 1 is tensioned with tension elements 4 made of plastic-bonded fiber structure, preferably tension rods. The tension rods 4 are distributed uniformly outside the coil block 1 on the circumference and engage the thick pressure plates 3. The coil block 1 is now braced as a mechanically stable, manageable unit that can be lifted onto a core leg and mounted there. However, the required short circuit strength of the coil block 1 has not yet.

Die Figuren 3 und 4 zeigen einen vollständig verspannten, auf einem Magnetkern montierten Spulenblock 1. Die Figuren verdeutlichen, daß die an den Kernfestem liegenden dünnen Druckplatten 2 unter die Joche 5 hindurchgehen, dieFigures 3 and 4 show a fully strained, mounted on a magnetic core coil block 1. The figures illustrate that the lying on the Kernfestem thin printing plates 2 pass under the yokes 5, the

Schenkellänge aber aufgrund ihrer geringen Höhe nur geringfügig vergrößern. Damit ist auch eine Pressung des unter dem Joch liegenden Stirnseitenbereiches des Spulenblockes 1 gewährleistet. Auf diesen Druckplatten 2 liegen die dicken Druckplatten 3, die nur an bzw. nahe an die Joche 5 heranreichen und somit außerhalb des Jochbereiches liegen. Die Joche 5 sind in üblicher Weise durch Kernpreßteile 6 verspannt. An diesen Kernpreßteilen 6 stützen sich weitere Preßelemente 7 und 8 ab, die auf die inneren, schenkelnahen Bereiche der dicken Druckplatten 3 wirken. Vorzugsweise werden die an den unteren Kempreßteilen angebrachten Preßelemente als Auflagestellen 7 und die an den oberen Kempreßteilen angebrachten Preßelemente als Druckschrauben 8 ausgeführt. Die erforderliche Verspannkraft für die Kurzschlußfestigkeit des Spulenblockes 1 wird gemeinsam von den Zug- und Preßelementen 4, 7 und 8 aufgebracht, wobei gleichzeitig, also ohne zusätzliche Mittel, der Spulenblock 1 auf dem Kernschenkel sicher arretiert ist. Bei dieser Verspannung liegen die Krafteinleitungspunkte der Preßelemente 7, 8 so, daß nach der endgültigen Verspannung eine Reduzierung der durch die Zugstäbe 4 verursachten Biegebeanspruchung der Druckplatten 2, 3 auftritt und deshalb die Druckplatten 2, 3 mit reduzierter Dicke ausgeführt werden können. Die erfindungsgemäße Lösung wird wirksam unterstützt, wenn die zusätzlichen Preßelemente 7,8 mit Federelementen versehen werden. Dabei müssen die Federelemente so ausgeführt sein, daß die in Verbindung mit der Federkennlinie der Isolierstoff-Zugstäbe 4 resultierende Federkennlinie etwa 3 bis 6 mal weicher ist als die Federkennlinie des zu verspannenden, stabilisierten Spulenblocks 1. Dadurch ist es möglich, den Spulenblock 1 mit einer Verspannkraft in Höhe von 0,2 bis 0,33 der auf ihn wirkenden Kurzschlußkontraktionskraft kurzschlußsicher zu verspannen und dementsprechend die Druckplatten für diese verringerte Kraft sparsamer zu dimensionieren.Leg length but only slightly increase due to their low height. This ensures a pressure of the underlying under the yoke front side region of the coil block 1. On these printing plates 2 are the thick printing plates 3, which come close to or close to the yokes 5 and thus lie outside the yoke area. The yokes 5 are clamped in the usual way by Kernpreßteile 6. At this Kernpreßteilen 6 are based on further pressing elements 7 and 8, which act on the inner, thigh near areas of the thick printing plates 3. Preferably, the pressing elements attached to the lower Kempreßteilen are designed as support points 7 and attached to the upper Kempreßteilen pressing elements as pressure screws 8. The required clamping force for the short-circuit strength of the coil block 1 is applied jointly by the tension and compression elements 4, 7 and 8, wherein at the same time, so without additional funds, the coil block 1 is securely locked on the core leg. In this bracing, the force application points of the pressing elements 7, 8 are such that after the final bracing, a reduction of the bending stress caused by the tension rods 4 of the printing plates 2, 3 occurs and therefore the printing plates 2, 3 can be performed with reduced thickness. The solution according to the invention is effectively supported if the additional pressing elements 7, 8 are provided with spring elements. The spring elements must be designed so that the resulting in conjunction with the spring characteristic of the insulating tension rods 4 spring characteristic is about 3 to 6 times softer than the spring characteristic of the to be braced, stabilized coil block 1. This makes it possible, the coil block 1 with a Clamping force in the amount of 0.2 to 0.33 of acting on him Kurzschlußkontraktionskraft short-circuit-proof and accordingly to dimension the pressure plates for this reduced power more economical.

Claims

claims:

1. An apparatus for short-fuse, axial clamping of coil blocks on a multi-core magnetic core, in which outside of the coil blocks a plurality of circumferentially distributed tension elements made of plastgebundenem fiber structure are provided, which engage frontally arranged coil pressure plates of insulating material, characterized in that

A the bobbin block end faces each with two half-piece, relatively thin printing plates (2)

are provided, whose pitch is transverse to the yoke axis, so that the lying on the core windows pressure plates (2) go under the yokes (5),

- b on these paired printing plates (2) in each case two more half-piece, thick

Pressure plates (3) lie whose pitch is longitudinal to the yoke axis, which only come close to or close to the yokes (5) and where the tension elements (4) attack,

-C push on the inner portions of the thick pressure plates (3) pressing elements (7,8) which are supported on Kernpreßteilen (6) or on the vessel, whereby at the same time the coil blocks (1) are securely locked on the core legs and

- The tension elements (4) the coil blocks (1) only as a mechanically stable, mountable unit

weaken, the short-circuit-proof axial clamping but only after placement of the coil blocks (1) on the core legs together with the pressing elements (7,8) can be achieved.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the pressing elements on the lower Kernpreßteilen (6) as

Support points (7) and at the top are designed as pressure screws (8).

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the pressing elements (7,8) provided with such spring elements

are that in connection with the tension elements (4) resulting spring characteristic is about 3 to 6 times softer than the spring characteristic of the coil block to be clamped (1).