DE1009715B

DE1009715B - Vorrichtung zum Schutz von Transformatorspulen gegen UEberspannungswellen

Info

Publication number: DE1009715B
Application number: DEL23687A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Bradtmoeller
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1955-12-19
Filing date: 1955-12-19
Publication date: 1957-06-06

Description

Vorrichtung zum Schutz von Transformatorspulen gegen Uberspannungswellen Es ist bekannt, daß bei auf die Spulen von insbesondere in Ho@ehspannungsanlagen verwendeten elektrischen Apparaten auftreffenden Überspannungswellen etwa drei Viertel des gesamten Spannungsstoßes von ungefähr einem Drittel der Windungen: am Spuilenanfang aufgenommen werden müssen. Um die Spule gegen solche Spannungsstöße zu schützen und die Isolationsbeanspruchungen besonders im genannten ersten Wicklungsdrittel herabzusetzen, ist es üblich, zwischen die einzelnen Wicklungsteile oder Spulen Schutzringe in Form von geschlitzten Metalleinlagen einzulegen und sie unmittelbar an die wellenführende Leitung anzuschließen. Derartige Schutzringe wirken wie eine Vergrößerung der Kapazität der Eingangswindungen; sie können ring-, platten- oder scheibenförmig ausgebildet sein und bestehen gewöhnlich ans einem gut leitenden Werkstoff, wie- Kupfer, Messing- oder Aluminium.
Um die in den Schutzringen auftretenden verlustvergrößernden Wirbelströme, die insbesondere dann in verstärktem Maße entstehen, wenn die Schutzringe unter den Einfluß großer und ausgeprägter Streufelder gelangen, herabzudrücken, ist es bekannt, die metallischen Schutzringe in einzelne, parallel geschaltete und voneinander isolierte Leiter zu unterteilen. Diese Leiter bestehen jedoch aus Vollmaterial und bedingen daher einen verhältnismäßig großen Aufwand an Material und damit an. Gewicht, was insbesondere bei großen Transformatoreinheiten einen erheblichen Mehraufwand erforderlich macht.
Es sind auch -schon Strahlungsschutzeinrichtungen für die Wicklung von Hochspannungstransformatoren bekanntgeworden, die aus einem spannungführenden Ring bestehen, der aus elastischem gummiähnlichem Werkstoff besteht und dessen Oberfläche leitend gemacht ist. Abgesehen davon, daß die Aufbringung eines gleichmäßigen, leitenden Belags auf dem gummiähnlichen Körper herstellungsmäßig schon verhältnismäßig schwierig isst, besteht bei .solchen Schutzringen die Gefahr, daß sie infolge Alterungserscheinungen oder durch Wärmeausdehnungen bei übermäßiger Beanspruchung, die ein Zerreißen der leitenden Schicht zurr Folge haben können., verhältnismäßig frühzeitig unwirksam werden.
Um diese Nachteile zu vermeiden sowie außerdem neben einer noch wirksameren Unterdrückung der Wirbeilströme und damit auch der zusätzlichen Verluste eine gleichmäßige Verteilung der induzierten Ströme in den Schutzringen zu erreichen und gleichze,itig Stromverdrängungen zu vermeiden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Schutzringe aus zwei oder mehreren dünnen ringförmii.gen- Metalleinlagen bestehen, die in entsprechenden Isolationsabständen in einen mehrschichtigen Preßholzring eingelegt und ein- oder mehrfach gegeneinander verdrillt sind. Dabei erweist sich eine solche Verdril.lung der Metalleinlagen als vorteilhaft, daß ih !re Lagen abwechselnd in axial gegeneinander versetzte, aber zueinander parallel verlaufende Ebenen zu liegen kommen. Um insbesondere bei hohen Spannungen Spitzen- bzw. Streuwirkungen weitgehend auszuschalten, kann sowohl der innere :als auch der äußere Umfang der oberen und unteren Metalleinlage mit abgerundeten Enden versehen sein, wobei die Abrundung beispielsweise durch Umbördelung der Blechkanten oder durch Anbringen gut leitender Drahtringe erreicht werden kann.
Die Erfindu rng sei nachstehend an einem aus zwei dünnen ringförmiigen Metalleinlagen gebildeten Schutzring als Ausführun.gsbei,spiel noch näher erläutert.
In Fig. 1, die eine Abwicklung eines Teils des Schutzringes 10 schematisch erkennen läßt, sind die drei die beiden Metalleinlagen 11 und 12 umschließenden Hartho,lzringteile mit 13, 14 und 15 bezeichnet. Dabei sind die derart verdrillten Metalleinlagen, die lagenweise abwechselnd in axial gegeneinander versetzte@, untereinander aber parallel verlaufende Ebenen (Ebene 1 und 2) zu liegen kommen, in das Holz der umgebenden Ringteile eingelassen und die! einzelnen Preßhol.zringteile 13, 14 und 15 miteinander verleimit. Die Anzahl der Verdrillungen richtet sich jeweils nach .den gegebenen Voraussetzungen. In herstellungstechnischer Hinsieht erweist es sich als besonders zweckmäßig, die Verdrillung bzw. Schränkung der einzelnen Metalleinlagen so vorzunehmen, daß die Metalleinlagen an den Mergangsstel,len. in geeigneter Weise verjürigt, etwa unter einem Winkel von 45° abgebogen und durch entsprechende Einschnitte 16 im Hartholzring 14 in die andere Ebene übergeführt sind. Die Verdrilelung kann natürlich auch auf andere geeignete Weise vorgenommen werden. Der so. hergestellte Schutzring wird anschließend mit Kabelpapier oder Preßspan von der jeweiligen Spannung angepaßter Stärke umbandelt.
Fig. 2 zeigt eine Übergangsstelle längs des Schnittes A-B durch den nicht abgewickelten Schutzring in der Draufsicht und läß:t die Übergangsstelle mit den Einschnitten 16 im Preßholzring 14 sowie die entsprechenden Verjüngungen 17 der einzelnen Metalleinlagen erkennen, während Fig. 3 den oberen Schutzringteil 18 und Fig.4 den unteren Schutzringtei:l 19 darstellt. Die Anschl.ußfahnen sind jeweils mit 20 bezeichnet. Den letztgenannten Figuren ist ebenfalls zu entnehmen, daß jeweils eine Hälfte: der beiden Metalleinlagen in einer Ebene liegt.
Einen fertigen Schutzring mit Metalleinlagen beispielsweise aus 0,5 mm starkem Messing- oder Eisenblech zeigt Fig.5. Die Ableitung, an die die Anschlußfahnen 20 angeschlossen sind, ist mit 21 bezeichnet.
Eine perspektivische Darstellung der gegeneinander verdrillten Metalleinlagen 11 und 12 ist in Fig. 6 wiedergegeben, und Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch den Schutzring, der insbesondere auch die durch drahiringfärxni@ge Auflagen 22 gewonnenen Abrundungen der Blechenden 23 und 24 erkennen läßt.
Die Anordnung des Schutzringes 10 und die Verbindung mit der wellenführenden Leitung 21 ist in Fig. 8 schematisch angedeutet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zum Schutz von Transformatorspulen gegen überspannungswellen. mittels an die wellenführende Leitung angelenkter unterteilter metallischer, radial geschlitzter Schutzringe, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzringe -aus zwei oder mehreren dünnen Metalleinlagen bestehen, die in entsprechendem Isolationsabstand in einen mehrschichtigen Preßholzri.n:g eingelegt und ein- oder mehrfach gegeneinander verdrillt sind.
2. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine .solche Verdrillung der Metalleinlagen, diaß ihre Lagen abwechselnd in axial gegeneinander versetzte, zueinander aber parallel verlaufende Ebenen. zu liegen kommen.
3. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalleinlagen an den Übergangsstellen verjüngt, abgebogen und durch Schlitze im Preßholzring hindurch in die andere Ebene geführt sind.
4. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch -gekennzeichnet, daß die obere und untere Metalleinlage an ihrem inneren und äußeren Umfang mit einem leitenden. Drahtring versehen ist.
5. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abrundung der Enden dar obren und unteren Metalleinlage durch Umbärdelung der Blechlranten gewonnen. ist.
6. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß .die einzelnen Preßholzringteide mit Aussparungen zur Aufnahme der Metalleinelagen versehen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 892 166.