DE102007045388A1

DE102007045388A1 - Measuring transducer arrangement with a high-voltage winding and method for producing a transducer arrangement with a high-voltage winding

Info

Publication number: DE102007045388A1
Application number: DE200710045388
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Knab; Kerstin Dr. Kunde; Martin Dipl.-Ing. Schumacher
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2007-09-18
Filing date: 2007-09-18
Publication date: 2009-03-19
Also published as: WO2009037153A1

Abstract

Eine Messwandleranordnung weist eine optische Oberspannungswicklung (1, 1a, 1b) sowie eine Unterspannungswicklung (7) auf. Die Oberspannungswicklung (1, 1a, 1b) weist einen ersten Teilwickel (2, 2a, 2b) sowie einen zweiten Teilwickel (3, 3a, 3b) auf. Die Teilwickel (2, 2a, 2b; 3, 3a, 3b) sind zueinander beabstandet angeordnet. Zur Herstellung der Oberspannungswicklung (1, 1a, 1b) ist vorgesehen, dass die Teilwickel (2, 2a, 2b; 3, 3a, 3b) zeitlich gewickelt werden.A transducer arrangement has an optical high-voltage winding (1, 1a, 1b) and a low-voltage winding (7). The high-voltage winding (1, 1a, 1b) has a first part winding (2, 2a, 2b) and a second part winding (3, 3a, 3b). The partial windings (2, 2a, 2b, 3, 3a, 3b) are arranged at a distance from one another. For producing the high-voltage winding (1, 1a, 1b) it is provided that the partial windings (2, 2a, 2b, 3, 3a, 3b) are wound in time.

Description

Die Erfindung betrifft eine Messwandleranordnung mit einer Oberspannungswicklung und einer Unterspannungswicklung die zum Messen einer Spannung in einem Wechselspannungssystem jeweils um eine Achse herum angeordnet sind.The The invention relates to a transducer arrangement with a high-voltage winding and a low voltage winding for measuring a voltage in an alternating voltage system each arranged around an axis are.

Eine derartige Messwandleranordnung ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE 37 21 575 bekannt. Dort ist ein Spannungswandler beschrieben, welcher mit einer Unterspannungs- und einer Oberspannungswicklung ausgestattet ist. Unterspannungswicklung und Oberspannungswicklung sind an einem Schenkel eines Eisenkerns angeordnet.Such a transducer arrangement is for example from the published patent application DE 37 21 575 known. There, a voltage converter is described, which is equipped with a low voltage and a high voltage winding. Undervoltage winding and high-voltage winding are arranged on one leg of an iron core.

Zur Bereitstellung eines Übersetzungsverhältnisses weist die Oberspannungswicklung eine Vielzahl von Windungen auf. Dies ist notwendig, um ein bestimmtes technisch sinnvoll nutzbares Übersetzungsverhältnis der Messwandleranordnung zu erzielen. Aufgrund der benötigten großen Anzahl von Windungen nimmt der Umfang der Oberspannungswicklung beträchtliche Ausmaße an. Weiter ist die Oberspannungswicklung von benachbarten Bauteilen elektrisch zu isolieren, so dass ein ausreichender Bauraum ringsum die Messwandleranordnung zur Verfügung gestellt werden muss.to Provision of a translation ratio The high-voltage winding has a multiplicity of turns. This is necessary to achieve a certain technically useful transmission ratio to achieve the transducer assembly. Due to the needed large number of turns decreases the extent of the high-voltage winding considerable proportions. Next is the high voltage winding electrically isolate from adjacent components, so that a sufficient space around the transducer assembly available must be made.

Daher ist es Aufgabe der Erfindung eine Messwandleranordnung der eingangs genannten Art derart auszugestalten, dass zur Aufnahme der Messwandleranordnung ein kleiner Bauraum benötigt ist.Therefore It is an object of the invention, a transducer assembly of the initially mentioned type such that for receiving the transducer assembly a small space is needed.

Erfindungsgemäß wird dies bei einer Messwandleranordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Oberspannungswicklung einen ersten und einen zweiten Teilwickel aufweist, die voneinander beabstandet sind.According to the invention this in a transducer assembly of the type mentioned by solved that the high-voltage winding a first and a second sub-winding, which are spaced from each other.

Mittels der Teilwickel wird die Oberspannungswicklung in unterschiedliche Abschnitte aufgeteilt. Durch die Beabstandung der Teilwickel kann flexibel auf zur Verfügung stehende Bauräume reagiert werden. Die beiden Teilwickel sind elektrisch in Reihe miteinander verschaltet, so dass bei annähernd gleichartiger Anzahl von Windungen jedes Teilwickels über jedem der Teilwickel ein annähernd gleicher Spannungsbetrag abfällt. Da bei einer erfindungsgemäßen Ausführung ein Spannungsabbau über jedem der Teilwickel erfolgen kann, sind diese beispielsweise nur mit der halben Spannung beaufschlagt. Dadurch kann eine elektrische Isolierung entsprechend reduziert werden.through the sub-winding is the high-voltage winding in different Split sections. By the spacing of the part of the winding can be reacted flexibly to available space. The two sub-windings are electrically interconnected in series, so that with approximately the same number of turns each sub-reel approximates over each of the sub-reels same amount of voltage drops. As in an inventive Perform a stress relief over each of the sub-wraps can be done, for example, they are only half the voltage applied. This allows an electrical insulation accordingly be reduced.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Teilwickel koaxial zueinander ausgerichtet sind.A Further advantageous embodiment may provide that the sub-winding are aligned coaxially with each other.

Eine koaxiale Ausrichtung der Teilwickel kann vorteilhafterweise bezüglich einer Wickelachse der Teilwickel vorgenommen werden. Die Teilwickel können dabei axial und/oder radial voneinander beabstandet sein. Insbesondere eine axiale Beabstandung der Teilwickel führt zu einer umfangsverminderten Messwandleranordnung. Statt einer durchmessergroßen scheibenartigen Ausgestaltung der Oberspannungswicklung liegt nunmehr ein eher gedrungener Wickelkörper mit mehreren Teilwickeln vor, die zueinander beabstandet sind. Dadurch wird die Ausbildung von mechanisch stabilen kompakten Messwandleranordnungen unterstützt.A Coaxial alignment of the sub-winding can advantageously with respect a winding axis of the sub-winding can be made. The partial wraps can while axially and / or radially spaced from each other. Especially an axial spacing of the part of the winding leads to a circumferentially reduced transducer assembly. Instead of a diameter-sized disc-like design of the high-voltage winding is now a rather squat bobbin with several part coils which are spaced apart from each other. This will make the training supported by mechanically stable compact transducer arrangements.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Unterspannungswicklung zumindest zu einem der Teilwickel koaxial ausgerichtet ist.A Further advantageous embodiment can provide that the low-voltage winding at least to one of the sub-coil is aligned coaxially.

Eine koaxiale Ausrichtung der Unterspannungswicklung zumindest zu einem der Teilwickel, insbesondere zu allen Teilwickeln, ermöglicht es, ein bekanntes Übertragungsverhalten von Messwandleranordnung mit Oberspannungs- und Unterspannungswicklungen beizubehalten. Unabhängig von der Art der Formgebung der Oberspannungswicklung können so beispielsweise normierte Messwandlersignale abgegeben werden, so dass für weitere die Messwandlersignale verarbeitende Anordnungen Anpassungen nicht vorgenommen werden müssen. Die Unterspannungswicklung weist beispielsweise mehrere Windungen auf.A coaxial alignment of the low voltage winding at least to one the sub-winding, in particular to all sub-wraps allows it, a known transmission behavior of transducer assembly to maintain with high voltage and low voltage windings. Independently of the type of shaping of the high-voltage winding can for example, normalized transducer signals are output, so that for further the transducer signals processing Arrangements adjustments do not need to be made. The Undervoltage winding has, for example, several turns.

Vorteilhafterweise kann weiter vorgesehen sein, dass die Teilwickel an einem gemeinsamen Tragrohr abgestützt sind.advantageously, can further be provided that the part of the winding on a common support tube are supported.

Eine Stützung der Teilwickel an einem gemeinsamen Tragrohr weist den Vorteil auf, dass die Teilwickel relativ zueinander winkelstarr angeordnet sind. Die Teilwickel bildenden Windungen sind untereinander elektrisch isoliert. Axial nebeneinander angeordnete Windungen bilden beispielsweise Lagen. Die Lagen sind durch eingelegte Isolierstoffe voneinander beabstandet und elektrisch isoliert. Als Isolierstoffe eignen sich Isolierfolien.A Supporting the sub-winding on a common support tube has the advantage that the part of the coil relative to each other angularly rigid are arranged. The part winding forming turns are among themselves electrically isolated. Axial juxtaposed turns form for example, layers. The layers are by inserted insulating materials spaced apart and electrically isolated. As insulating materials Insulating films are suitable.

Vorteilhaft kann auch vorgesehen sein, dass die Teilwickel über das Tragrohr miteinander elektrisch kontaktiert sind.Advantageous can also be provided that the part of the winding over the Support tube are contacted with each other electrically.

Um die Wicklungen der beiden Teilwickel miteinander elektrisch in Reihe zu verschalten, kann beispielsweise das Tragrohr Verwendung finden. Dazu kann das Tragrohr beispielsweise aus einem metallischen Material geformt sein, so dass in ein facher Art und Weise miteinander zu kontaktierende Enden der Teilwickel über das Tragrohr elektrisch leitend verbunden sein können. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass ein zusätzlicher gegebenenfalls elektrisch isoliert zu dem Tragrohr angeordneter Leiterzug die beiden miteinander zu verbindenden Enden der Teilwickel kontaktiert. Bei einer Ausstattung des Tragrohres mit einem elektrisch leitenden Belag, beispielsweise durch Nutzung eines massiven metallischen Tragrohres oder eines halbleitenden oder isolierenden Tragrohres mit einer entsprechenden leitfähigen Beschichtung, kann das Tragrohr eingesetzt werden, um elektrische Felder zu schirmen bzw. zu steuern. Das Tragrohr kann dabei beispielsweise mit an seinen stirnseitigen Enden angeordneten toroidförmigen Abschnitten eine feldschirmende Wirkung ausüben.In order to connect the windings of the two sub-winding with each other electrically in series, for example, the support tube can be used. For this purpose, the support tube may be formed, for example, of a metallic material, so that can be electrically conductively connected to each other in a variety of ways to be contacted ends of the sub-winding on the support tube. However, it can also be provided that an additional optionally electrically isolated to the support tube arranged conductor zug contacted the two ends of the sub-winding to be joined together. In an embodiment of the support tube with an electrically conductive coating, for example by using a solid metallic support tube or a semiconductive or insulating support tube with a corresponding conductive coating, the support tube can be used to shield or control electrical fields. The support tube can exert a field-shielding effect, for example, with arranged at its front ends toroidal sections.

Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass eine erste Oberspannungswicklung einen ersten und einen zweiten Teilwickel und eine zweite Oberspannungswicklung einen dritten und einen vierten Teilwickel aufweist, wobei jeweils einer der Teilwickel der beiden Oberspannungswicklungen miteinander elektrisch kontaktiert sind.Farther can be advantageously provided that a first high-voltage winding a first and a second sub-winding and a second high-voltage winding a third and a fourth sub-winding, wherein in each case one of the sub-winding of the two high-voltage windings together electrically contacted.

Durch den Einsatz zweier Oberspannungswicklungen die jeweils mit Teilwickeln ausgestattet sind, ist die Möglichkeit gegeben, die Messwandleranordnung beispielsweise auch in mehrphasigen Wechselspannungssystemen zu verwenden. Dabei können die beiden Teilwickel, die miteinander elektrisch kontaktiert sind, an ihrem Kontaktierungsabschnitt beispielsweise mit Erdpotential oder mit einem von einem Erdpotential verschiedenen Wechselspannungspotential beaufschlagt werden.By the use of two high-voltage windings each with partial windings are equipped, the possibility is given, the transducer assembly For example, in multi-phase AC systems too use. In this case, the two sub-wraps, with each other electrically contacted, for example, at their contacting section with ground potential or with one of a ground potential different AC potential can be applied.

Dazu kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass jeweils einer der Teilwickel der ersten und der zweiten Oberspannungswicklung mit dem gleichen elektrischen Potential eines mehrphasigen Wechselspannungssystems beaufschlagt sind und die beiden verbleibenden Teilwickel mit verschiedenen Potentialen des mehrphasigen Wechselspannungssystems beaufschlagt sind.To can be advantageously provided that in each case one of the part of the winding the first and the second high-voltage winding with the same electrical potential of a multiphase AC system are applied and the two remaining part of winding with different Potentials of the multi-phase AC voltage system is applied are.

In mehrphasigen Wechselspannungssystemen sind verschiedene Spannungen messbar. So kann beispielsweise zu jeder der Phasen eine Phase-Erde-Spannung gemessen werden und zwischen den Phasen können so genannte verkettete Spannungen gemessen werden. Nutzt man nunmehr Teilwickel zweier Oberspannungswicklungen, so ist es beispielsweise möglich, zwei verkettete Spannungen mittels zweier Oberspannungswicklungen zu ermitteln. Aufgrund der Verkettung kann beispielsweise eine dritte verkettete Spannung bzw. Phase-Erde-Spannungen aus den gemessenen Werten ermittelt werden.In Multi-phase AC systems are different voltages measurable. For example, each of the phases may have a phase-to-ground voltage can be measured and between phases so-called chained voltages are measured. If you use now partial winding two high-voltage windings, so it is possible, for example two chained voltages by means of two high-voltage windings to investigate. Due to the concatenation, for example, a third chained voltage or phase-earth voltages from the measured Values are determined.

So ist es beispielsweise möglich eine Messwandleranordnung mit zwei Oberspannungswicklungen in einem dreiphasigen Wechselspannungssystem einzusetzen und aus einer vergleichsweise geringen Anzahl von Messwerten mittels arithmetischer Operation abgeleitete Messwerte zu ermitteln. Wenn auf eine bei konventioneller Auslegung üblicherweise vorhandene dritte Oberspannungswicklung verzichtet wird, kann die Messwandleranordnung in ihrem Volumen reduziert werden. Mit einer Volumenreduktion ist ein kompakterer Bauraum zur Aufnahme der Messwandleranordnung bereitzustellen.So For example, it is possible a transducer assembly with two high-voltage windings in a three-phase AC system and from a comparatively small number of measured values to determine measured values derived by arithmetic operation. If a conventional design conventionally third high-voltage winding is omitted, the transducer assembly be reduced in volume. With a volume reduction is provide a more compact space for receiving the transducer assembly.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass Oberspannungswicklung und Unterspannungswicklung an einem flussbündelnden Kern abgestützt sind.A Further advantageous embodiment may provide that high-voltage winding and undervoltage winding supported on a flux-condensing core are.

Flussbündelnde Kerne, beispielsweise aus ferromagnetischen Materialien, unterstützen die Abgabe von leistungsstarken Signalen von der Messwandleranordnunhg. Um die flussbündelnden Eigenschaften in ausreichendem Maße bereitzustellen, wei sen die flussbündelnden Kerne Querschnitte auf, die einen mechanisch belastbaren Kern hervorbringen. Als solches ist der Kern geeignet, als Tragelement für die Oberspannungswicklung und die Unterspannungswicklung zu dienen. Selbst bei einer Aufteilung der Oberspannungswicklung in Teilwickel, kann bei einer entsprechend konstruktiven Auslegung des Kerns dieser eine ausreichende Schenkellänge zur Verfügung stellen, um die Teilwickel auf einem gemeinsamen Schenkel anzuordnen.Flussbündelnde Cores, for example of ferromagnetic materials support the delivery of powerful signals from the transducer array. To the flow bundling properties sufficiently The flow-bundling cores have cross sections on, which produce a mechanically resilient core. As such the core is suitable as a supporting element for the high-voltage winding and to serve the undervoltage winding. Even with a breakdown the high-voltage winding in partial winding, can at a corresponding constructive design of the core of this a sufficient leg length make available to the sub-wraps on a common Arrange legs.

Vorteilhafterweise kann dabei vorgesehen sein, dass der Kern das Tragrohr durchsetzt.advantageously, can be provided that the core passes through the support tube.

Mit einem Durchsetzen des Tragrohres durch den Kern wird ein schichtenartiger Aufbau der Wicklungen um den Kern herum sichergestellt. Dadurch ist ein Einstreuen von Störgrößen reduziert und die Messgenauigkeit der Messwandleranordnung verbessert.With a penetration of the support tube through the core becomes a layer-like Construction of the windings around the core ensured. Thereby is a scattering of disturbances reduced and improves the measurement accuracy of the transducer assembly.

Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass der ersten Oberspannungswicklung ein erster Kern und der zweiten Oberspannungswicklung ein zweiter Kern zugeordnet ist.advantageously, can be provided that the first high-voltage winding a first core and the second high-voltage winding a second core assigned.

Durch die Verwendung zweier Kerne für die Anordnung zweier Oberspannungswicklungen ist ein modularer Aufbau einer Messwandleranordnung möglich. So ist beispielsweise vorsehbar, dass die Kerne gleichartig ausgestaltet sind. Weiter kann vorgesehen sein, dass auch die Oberspannungswicklungen gleichartig ausgestaltet sind. Davon abweichend kann unter Umständen von Interesse sein, unterschiedlich gestaltete Oberspannungswicklungen beispielsweise mit einer unterschiedlichen Anzahl von Teilwickeln oder unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zu nutzen. Ein modulartiger Aufbau ermöglicht, eine Messwandleranordnung bedarfsweise verschiedenar tig auszuführen, indem Kombinationen aus verschiedenartigen Kernen und Oberspannungswicklungen hervorgebracht werden.By the use of two cores for the arrangement of two high-voltage windings a modular construction of a transducer arrangement is possible. For example, it is conceivable that the cores are of a similar design are. It can also be provided that the high-voltage windings are designed similar. Deviating from this may under certain circumstances be of interest, differently designed high-voltage windings, for example with a different number of sub-wraps or different gear ratios to use. A modular design allows a transducer assembly if necessary, to carry out differently, by combinations of various cores and high-voltage windings produced become.

Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass die Kerne nebst Oberspannungswicklungen im Innern von als Druckbehälter ausgestalteten Kapselungsgehäusen angeordnet sind. Die Kapselungsgehäuse sind mit einem elektrisch isolierenden Gas befällt, welches einen gegenüber atmosphärischem Druck erhöhten Druck aufweist. Durch die Auswahl eines geeigneten elektrisch isolierenden Gases, wie Schwefelhexafluorid oder Stickstoff und einer zusätzlichen Druckerhöhung zur Erhöhung der Durchschlagfestigkeit des Gases kann benötigter Bauraum reduziert werden. Messwandleranordnungen, die in gasdichten Kapselungsgehäusen angeordnet sind, können vorteilhaft an gasisolierte Schaltanlagen der Mittel- und Hochspannungstechnik angeflanscht werden. Dazu sind entsprechende Durchführungen bzw. Flansche an dem Kapselungsgehäuse vorgesehen.For example It can be provided that the cores together with high-voltage windings in the interior of encapsulated housing designed as a pressure vessel are arranged. The encapsulating housings are electrically powered insulating gas attacks, which one opposite atmospheric pressure has increased pressure. By selecting a suitable electrically insulating gas, such as sulfur hexafluoride or nitrogen and an additional Pressure increase to increase the dielectric strength the gas required space can be reduced. Transducer assemblies, which are arranged in gas-tight encapsulating, can advantageous to gas-insulated switchgear of medium and high voltage technology be flanged. These are corresponding bushings or flanges provided on the encapsulating housing.

Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Kerne voneinander entkoppelt sind.advantageously, can be provided that the cores are decoupled from each other.

Eine Entkopplung der Kerne gestattet es, für jede Oberspannungswicklung einen separaten Messkreis auszubilden. Dadurch sind beispielsweise bei Störungen von Baugruppen die einem der Kerne zugeordnet sind dem anderen Kern zugeordnete Baugruppen nicht oder nicht vollständig von der Störung beeinflusst. So ist es möglich, Fehler bzw. Störungen der Messwandleranordnung leichter zu erkennen. Weiterhin kann durch eine Entkopplung der Kerne die Lage der einzelnen Oberspannungswicklungen und Kerne zueinander leicht variiert werden. Je nach vorhandenem Bauraum bzw. dem zur Verfügung stehenden Kapselungsgehäuse zur Aufnahme der Messwandleranordnung können die Kerne in unterschiedlichen Lagen zueinander angeordnet werden. Dadurch ist eine verbesserte Flexibilität bei ei ner Ausgestaltung und einer Anpassung von Messwandleranordnungen gegeben.A Decoupling of the cores allows for each high-voltage winding to form a separate measuring circuit. This is for example at Interference of assemblies assigned to one of the cores are the modules assigned to the other core not or not complete influenced by the disorder. So it is possible Fault or disturbances of the transducer arrangement easier to recognize. Furthermore, by decoupling the cores the Location of the individual high-voltage windings and cores to each other can be easily varied. Depending on the available space or the Available encapsulating housing for receiving the Messwandleranordnung, the cores in different Layers are arranged to each other. This is an improved Flexibility in designing and adapting given by transducer arrangements.

Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Spannung eine verkettete Spannung in einem mehrphasigen Wechselspannungssystem ist.Farther can be advantageously provided that the voltage is a chained Voltage in a multi-phase AC system is.

In einem mehrphasigen Wechselspannungssystem treten verschiedenartige Spannungen auf. So können zum einen für jede Phase Phase-Erde-Spannungen ermittelt werden. Zum anderen können zwischen den Phasen so genannte verkettete Spannungen gemessen werden. Bei großtechnisch genutzten dreiphasigen Wechselspannungssystemen, die mit 50 Hz schwingen, liegt ein Verkettungsfaktor von vor. Somit ist es möglich, von verketteten Spannungen zu Phase-Erde-Spannungen und umgekehrt durch einfache Rechenoperationen zu schließen.In A multiphase AC voltage system has various types Tensions. So, on the one hand for each phase Phase-earth voltages are determined. For another between the phases so-called chained voltages are measured. For large-scale used three-phase AC systems, which oscillate at 50 Hz, there is a chaining factor of. Consequently It is possible from chained voltages to phase-earth voltages and vice versa to conclude by simple arithmetic operations.

Weiter soll ein geeignetes Verfahren zur Herstellung einer Messwandleranordnung mit einer Oberspannungswicklung und einer Unterspannungswicklung, die zum Messen einer Spannung in einem Wechselspannungssystem jeweils um eine Achse herum angeordnet sind, angegeben werden.Further intended a suitable method for producing a transducer assembly with a high-voltage winding and a low-voltage winding, for measuring a voltage in an AC system, respectively are arranged around an axis.

Um im Hochspannungsbereich Spannungen von mehreren 1000 bis mehreren 100.000 Volt messen zu können, sind ausreichende Übersetzungsverhältnisse zwischen einer Oberspannungswicklung und einer Unterspannungswicklung nötig. Um diese Übersetzungsverhältnisse zu erzeugen, wird eine große Anzahl von Windungen zur Herstellung einer funktionsfähigen Oberspannungswicklung benötigt. Ein Wickeln einer windungsstarken Wicklung ist zeitaufwändig.Around in the high voltage range voltages of several 1000 to several To measure 100,000 volts are sufficient gear ratios between a high voltage winding and a low voltage winding necessary. To these ratios To produce, will produce a large number of turns a functional high-voltage winding required. One Winding a winding winding is time consuming.

Somit ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein effektives Verfahren zur Herstellung einer Oberspannungswicklung anzugeben.Consequently Another object of the invention is an effective method to specify for the production of a high voltage winding.

Erfindungsgemäß wird dies bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erzielt, indem ein erster und ein zweiter Teilwickel der Oberspannungswicklung, die voneinander beabstandet sind, zeitgleich gewickelt werden.According to the invention achieved in a method of the type mentioned by a first and a second sub-winding of the high-voltage winding, which are spaced from each other, are wound at the same time.

Eine Aufteilung oben stehend beschriebener Oberspannungswicklungen in Teilwickel, die elektrisch in Reihe miteinander verschaltet sind, ermöglicht es, kompakte Messwandleranordnungen auszugestalten. Zusätzlich ist eine günstige Fertigung der Oberspannungswicklung möglich, da die Teilwickel zeitgleich hergestellt werden können. Dabei können die Teilwickel auf einem gemeinsamen Wickeldorn parallel gewickelt werden. Da die benötigte Anzahl von Windungen zeitgleich erzeugt werden kann, ist der Zeitbedarf für das Wickeln der Oberspannungswicklungen gegenüber einer herkömmlich in einem Einzelwickel ausgeführten Oberspannungswicklung reduziert. Durch eine Reduzierung einer Wickelzeit ist ein beschleunigter Fertigungsdurchlauf erzielbar.A Distribution of above-described high-voltage windings in Partial windings which are electrically interconnected in series, makes it possible to design compact transducer arrangements. In addition, a favorable production of the high-voltage winding possible because the part of the winding are produced at the same time can. Here, the part of the winding on a common winding mandrel are wound in parallel. Because the needed Number of turns can be generated at the same time, is the time required for winding the high voltage windings opposite a conventionally executed in a single wrap High-voltage winding reduced. By reducing a winding time is an accelerated production run can be achieved.

Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Teilwickel auf ein die Teilwickel tragendes Tragrohr gewickelt werden.Farther can be advantageously provided that the part of the winding on a Partial winding carrying support tube to be wound.

Zum einen kann das Tragrohr dem Kontaktieren der Teilwickel zu einer Reihenschaltung dienen, zum anderen kann das Tragrohr die Teilwickel haltern. Es kann vorgesehen sein, dass an dem Tragrohr eine Isolatoranordnung vorgesehen ist, welche die Teilwickel bezüglich des Tragrohres ausreichend beabstanden, um Kurzschlüsse in der Anordnung zu vermeiden. Ein ge meinsames Tragrohr verbindet die beiden Teilwickel miteinander und wirkt stabilisierend.To the one can the support tube to contact the part of the winding to a Serve series connection, on the other hand, the support tube can support the part of the winding. It can be provided that on the support tube an insulator arrangement is provided, which the part of the winding with respect to the support tube sufficiently spaced to short circuits in the arrangement to avoid. A common support tube connects the two part of the winding together and has a stabilizing effect.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch in einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend näher beschrieben.in the Below is an embodiment of the invention schematically shown in a drawing and described in more detail below.

Dabei zeigt diethere show the

1 eine Messwandleranordnung mit einer Oberspannungswicklung und einer Unterspannungswicklung, die 1 a transducer assembly having a high voltage winding and a low voltage winding, the

2 eine Messwandleranordnung mit mehreren Oberspannungswicklungen und mehreren Unterspannungswicklungen und die 2 a transducer assembly having a plurality of high voltage windings and a plurality of low voltage windings and the

3 eine Draufsicht auf eine Messwandleranordnung an einem Kapselungsgehäuse einer Elektroenergieübertragungseinrichtung. 3 a plan view of a transducer assembly to an encapsulating housing an electric power transmission device.

In der 1 ist eine Seitenansicht einer Oberspannungswicklung 1 mit einem ersten Teilwickel 2 und einem zweiten Teilwickel 3 dargestellt. Die Teilwickel 2, 3 sind gleichartig aufgebaut. Jeder der Teilwickel 2, 3 weist eine Vielzahl von Windungen auf, die voneinander elektrisch isoliert sind. Dazu sind die Windungen beispielsweise in Lagen ausgerichtet, wobei zwischen den Lagen eine elektrisch isolierende Schicht angeordnet ist. Die elektrisch isolierende Schicht ist beispielsweise eine Folie. Am äußeren Umfang der Teilwickel 2, 3 sind zur Feldsteuerung ringförmige Schirmhauben 4 angeordnet. Die Teilwickel 2, 3 sind koaxial zu einer Achse eines Tragrohres 5 angeordnet. Im Anlagebereich der Teilwickel 2, 3 an dem Tragrohr 5 sind zur Schirmung eines Anlagespaltes jeweils Schirmelektroden 6 vorgesehen.In the 1 is a side view of a high voltage winding 1 with a first part wrap 2 and a second part wrap 3 shown. The partial wraps 2 . 3 are similar. Each of the sub-wraps 2 . 3 has a plurality of turns that are electrically isolated from each other. For this purpose, the windings are aligned, for example, in layers, wherein an electrically insulating layer is arranged between the layers. The electrically insulating layer is for example a foil. At the outer circumference of the part winding 2 . 3 are for field control annular shield covers 4 arranged. The partial wraps 2 . 3 are coaxial with an axis of a support tube 5 arranged. In the investment area of the part wrapping 2 . 3 on the support tube 5 For shielding a plant gap each shielding electrodes 6 intended.

Das Tragrohr 5 ist beispielsweise aus einem elektrisch leitenden Material geformt und an seinen Enden trichterartig erweitert. Das Tragrohr 5 weist ein schwimmendes elektrisches Potential auf.The support tube 5 is formed, for example, of an electrically conductive material and widened like a funnel at its ends. The support tube 5 has a floating electrical potential.

Koaxial zu den Teilwickeln 2, 3 der Oberspannungswicklung 1 ist im Innern des Tragrohres 5, dieses durchsetzend, eine Unterspannungswicklung 7 angeordnet. Die Unterspannungswicklung 7 weist eine geringere Anzahl von Windungen auf als die Oberspannungswicklung 1. Die Unterspannungswicklung 7 ist einseitig geerdet. An dem freien Ende der Unterspannungswicklung 7 ist ein Messsignal abgreifbar. In den Figuren ist aus Gründen der Übersichtlichkeit die Unterspannungswicklung 7 lediglich mit ihrer Außenkontur dargestellt.Coaxial to the part coils 2 . 3 the high voltage winding 1 is inside the support tube 5 By enforcing this, a low voltage winding 7 arranged. The low voltage winding 7 has a smaller number of turns than the high voltage winding 1 , The low voltage winding 7 is grounded on one side. At the free end of the low voltage winding 7 is a measurement signal can be tapped. In the figures, for reasons of clarity, the undervoltage winding 7 shown only with its outer contour.

Das Tragrohr 5 ist über eine Isolierstrecke an der Unterspannungswicklung 7 befestigt. In der 1 sind dazu symbolisch mehrere Säulenisolatoren 8 dargestellt. Vorteilhaft kann beispielsweise vorgesehen sein, statt Säulenisolatoren einen aushärtenden Isolierstoff, beispielsweise ein Kunstharz oder Polyurethan, der ein Isolieren sowie ein Verkleben von Unterspannungswicklung 7 und Tragrohr 5 gewährleistet, einzusetzen. Die Unterspannungswicklung 7 wiederum ist von einem Schenkel eines Kernes 9 durchsetzt. Der Kern 9 ist in sich geschlossen und dient der Lenkung und Leitung von magnetischen Feldern. Die Unterspannungswicklung 7 ist wiederum elektrisch isoliert gegen den Schenkel des Kernes 9 abgestützt. Es kann die Verwendung eines Harzes bzw. eines anderen geeigneten Isolierstoffes vorgesehen sein, um zum einen eine Isolierwirkung zwischen Kern 9 und Unterspannungswicklung 7 und zum anderen eine Fixierung der Unterspannungswicklung 7 an dem Schenkel des Kernes 9 zu gewährleisten.The support tube 5 is via an insulating gap on the low voltage winding 7 attached. In the 1 are symbolically several column insulators 8th shown. Advantageously, for example, be provided instead of column insulators a thermosetting insulating material, such as a synthetic resin or polyurethane, the insulating and bonding of undervoltage winding 7 and support tube 5 guaranteed to use. The low voltage winding 7 turn is from one leg of a nucleus 9 interspersed. The core 9 is self-contained and serves to direct and conduct magnetic fields. The low voltage winding 7 is in turn electrically isolated against the leg of the core 9 supported. It may be provided to use a resin or other suitable insulating material, on the one hand, an insulating effect between the core 9 and undervoltage winding 7 and on the other hand a fixation of the low-voltage winding 7 on the leg of the core 9 to ensure.

Jeder der beiden Teilwickel 2, 3 der Oberspannungswicklung 1 weist an einem ersten Wickelende einen Anschlusspunkt auf. Die Anschlusspunkte dienen dem Kontaktieren mit elektrische Potentiale führenden Kontaktierungselementen. Die beiden Teilwickel 2, 3 sind an zweiten Wickelenden miteinander elektrisch leitend kontaktiert, so dass die Teilwickel 2, 3 miteinander elektrisch in Reihe verschaltet sind. Zur Kontaktierung der Teilwickel 2, 3 dient das Tragrohr 5. Dabei kann das Tragrohr 5 selbst als elektrischer Leiter fungieren. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass dazu ein entsprechender elektrisch leitender Belag an dem Tragrohr 5 angeordnet ist oder ein zusätzlicher gegebenenfalls elektrisch isolierter Leiterzug Verwendung findet.Each of the two sub-wraps 2 . 3 the high voltage winding 1 has a connection point at a first winding end. The connection points serve for contacting with electrical potentials leading contacting elements. The two part wraps 2 . 3 are contacted with each other electrically conductive at second winding ends, so that the part of the winding 2 . 3 interconnected electrically in series. For contacting the part wrapping 2 . 3 serves the support tube 5 , In this case, the support tube 5 even act as an electrical conductor. But it can also be provided that in addition a corresponding electrically conductive coating on the support tube 5 is arranged or an additional optionally electrically insulated conductor track is used.

In der 2 ist eine Messanordnung dargestellt, die zwei in der 1 gezeigte Anordnungen aufweist. Dabei ist eine erste Oberspannungswicklung 1a an einem ersten Kern 9a und eine zweite Oberspannungswicklung 1b an einem zweiten Kern 9b angeordnet. Die erste Oberspannungswicklung 1a weist einen ersten Teilwickel 2a sowie einen zweiten Teilwickel 3a auf. Die zweite Oberspannungswicklung 1b weist einen dritten und einen vierten Teilwickel 2b, 3b auf. Die dem ersten Kern 9a zugeordneten Teilwickel 2a, 3a sind mit zweiten Wickelenden elektrisch leitend miteinander kontaktiert. Die an dem zweiten Kern 9b angeordneten Teilwickel 2b, 3b sind ebenfalls mittels zweiter Wickelenden miteinander elektrisch in Reihe verschaltet.In the 2 a measuring arrangement is shown, the two in the 1 having shown arrangements. This is a first high-voltage winding 1a at a first core 9a and a second high voltage winding 1b at a second core 9b arranged. The first high-voltage winding 1a has a first part winding 2a and a second part of the winding 3a on. The second high-voltage winding 1b has a third and a fourth sub-winding 2 B . 3b on. The first core 9a associated sub-winding 2a . 3a are contacted with second coil ends electrically conductive with each other. The at the second core 9b arranged part of winding 2 B . 3b are also interconnected by means of second coil ends electrically connected in series.

Zum Anschluss der ersten und der zweiten Oberspannungswicklungen 1a, 1b ist vorgesehen, dass erste Wickelenden des zweiten Teilwickels 3a der ersten Oberspannungswicklung 1a und des dritten Teilwickels 2b der zweiten Oberspannungswicklung 1b mit dem selben Potential S kontaktiert werden. Das erste Wickelende des ersten Teilwickels 2a der ersten Ober spannungswicklung 1a ist mit einem Potential R beaufschlagbar. Das erste Wickelende des vierten Teilwickels 3b der zweiten Oberspannungswicklung 1b ist mit einem Potential T beaufschlagbar. Die Potentiale R, S, T entsprechen Außenleiterspannungen eines dreiphasigen Wechselspannungssystems, so dass mittels der ersten Oberspannungswicklung 1a eine verkettete Spannung R, S und mittels der zweiten Oberspannungswicklung 1b eine verkettete Spannung S, T abgebildet werden kann.For connecting the first and second high-voltage windings 1a . 1b is provided that first winding ends of the second sub-winding 3a the first high-voltage winding 1a and the third subwindow 2 B the second high-voltage winding 1b be contacted with the same potential S. The first winding end of the first part of the winding 2a the first upper voltage winding 1a is acted upon by a potential R. The first winding end of the fourth sub-winding 3b the second high-voltage winding 1b can be acted upon by a potential T. The potentials R, S, T correspond to external conductor voltages of a three-phase AC voltage system, so that by means of the first high-voltage winding 1a a chained voltage R, S and by means of the second high-voltage winding 1b a chained voltage S, T can be mapped.

In der 3 ist eine mögliche räumliche Anordnung der in der 2 gezeigten Messwandleranordnung in einer Draufsicht abgebildet. Ein Kapselungsgehäuse einer gasisolierten Schaltanlage weist einen Flansch 10 auf. In einer Draufsicht auf den Flansch 10 sind drei Kontaktierungselemente R, S, T von im Innern des Kapselungsgehäuses der Schaltanlage angeordneten elektrischen Leiterzügen erkennbar. Die Kontaktierungselemente R, S, T sind beispielsweise mittels eines gasdicht abschließenden Scheibenisolators 11 aus einem angrenzenden Gasraum herausgeführt und an den Eckpunkten eines gleichseitigen Dreieckes angeordnet. Dabei sind die Achsen der Tragrohre 5 jeweils annähernd parallel zu zwei zwischen sich einen Winkel einschließenden Schenkeln des Dreieckes angeordnet. Über entsprechende Anschlussleitungen ist der erste Teilwickel 2a sowie der zweite Teilwickel 3a der ersten Oberspannungswicklung 1a und der dritte Teilwickel 2b und der vierte Teilwickel 3b der zweiten Oberspannungswicklung 2a an die Kontaktierungselemente R, S, T des mehrphasigen Wechselspannungssystems angeschlossen. Um die Anordnung vor äußeren Einflüssen zu schützen, kann ein haubenartiger Überfang auf den Flansch 10 aufgesetzt werden. Mittels des haubenartigen Überfanges kann ein gasdicht abschließendes Kapselungsgehäuse um die Oberspannungswicklungen 1a, 1b sowie die Unterspannungswicklungen und die weiteren Elemente der Messwandleranordnung ausgebildet werden.In the 3 is a possible spatial arrangement of the in the 2 shown transducer assembly shown in a plan view. An encapsulating housing of a gas-insulated switchgear has a flange 10 on. In a plan view of the flange 10 are three contacting elements R, S, T recognizable by arranged in the interior of the encapsulating housing of the switchgear electrical circuit traces. The contacting elements R, S, T are for example by means of a gas-tight final disc insulator 11 led out of an adjacent gas space and arranged at the vertices of an equilateral triangle. Here are the axes of the support tubes 5 each arranged approximately parallel to two between them an angle enclosing legs of the triangle. The first part of the package is via corresponding connecting cables 2a as well as the second part wrap 3a the first high-voltage winding 1a and the third part wrap 2 B and the fourth part wrap 3b the second high-voltage winding 2a connected to the contacting elements R, S, T of the polyphase AC voltage system. To protect the assembly from external influences, a hood-like overlay on the flange 10 be put on. By means of the hood-like overlay, a gas-tight enclosing encapsulating housing can be wound around the high-voltage windings 1a . 1b and the undervoltage windings and the further elements of the transducer array are formed.

Ein innerhalb des haubenartigen Überfanges befindliches Fluid, vorteilhaft ein elektrisch isolierendes Gas, kann mit einem erhöhten Druck beaufschlagt werden. So ist es möglich, die erfindungsgemäße Messwandleranordnung innerhalb eines druckgasisolierten Kapselungsgehäuses anzuordnen.One within the hood-like overlap fluid, advantageous an electrically insulating gas, can with an increased Pressure are applied. So it is possible, the inventive Measuring transducer arrangement within a pressure gas-insulated encapsulating housing to arrange.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 3721575 A [0002]

Claims

Instrument transformer arrangement with a high-voltage winding ( 1 . 1a . 1b ) and a low voltage winding ( 7 ) arranged for measuring a voltage in an AC system (R, S, T) in each case about an axis, characterized in that the high-voltage winding ( 1 . 1a . 1b ) a first and a second partial winding ( 2 . 2a . 2 B ; 3 . 3a . 3b ) which are spaced from each other.

Transducer assembly according to claim 1, characterized in that the sub-coils ( 2 . 2a . 2 B ; 3 . 3a . 3b ) are aligned coaxially with each other.

Instrument transformer arrangement according to one of claims 1 or 2, characterized in that the low-voltage winding ( 7 ) at least to one of the sub-packages ( 2 . 2a . 2 B ; 3 . 3a . 3b ) is aligned coaxially.

Instrument transformer arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the part of the winding ( 2 . 2a . 2 B ; 3 . 3a . 3b ) on a common support tube ( 5 ) are supported.

Instrument transformer arrangement according to claim 4, characterized in that the partial windings ( 2 . 2a . 2 B ; 3 . 3a . 3b ) over the support tube ( 5 ) are electrically contacted with each other.

Instrument transformer arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that a first high-voltage winding ( 1a ) a first and a second partial winding ( 2a . 3a ) and a second high-voltage winding ( 1b ) a third and a fourth sub-winding ( 2 B . 3b ), wherein in each case one of the partial wraps ( 2 B . 3b ) of the two high-voltage windings ( 1a . 1b ) are electrically contacted with each other.

Measuring transducer arrangement according to claim 6, characterized in that in each case one of the partial windings ( 3a . 2 B ) of the first and the second high-voltage winding ( 1a . 1b ) are subjected to the same electrical potential of a polyphase AC voltage system (R, S, T) and the two remaining partial windings ( 2a . 3b ) with different potentials of the polyphase AC voltage system (R, S, T) are acted upon.

Instrument transformer arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the high-voltage winding ( 1 . 1a . 1b ) and undervoltage winding ( 5 ) on a flow-bundling core ( 9 . 9a . 9b ) are supported.

Instrument transformer arrangement according to claim 8, characterized in that the core ( 9 . 9a . 9b ) the support tube ( 5 ) interspersed.

Measuring transducer arrangement according to one of claims 8 or 9, characterized in that the first high-voltage winding ( 1a ) a first core ( 9a ) and the second high-voltage winding ( 1a ) a second core ( 9b ) assigned.

Instrument transformer arrangement according to claim 10, characterized in that the cores ( 9a . 9b ) are decoupled from each other.

Instrument transformer arrangement according to one of the claims 1 to 11, characterized in that the voltage is a chained Voltage in a multiphase AC system (R, S, T) is.

Method for producing a transducer arrangement with a high-voltage winding ( 1 . 1a . 1b ) and a low voltage winding ( 7 ) arranged for measuring a voltage in an alternating voltage system (R, S, T) in each case about an axis, characterized in that a first and a second partial winding ( 2 . 3 . 2a . 2 B . 3a . 3b ) of the high voltage winding ( 1 . 1a . 1b ), which are spaced apart from each other, are wound at the same time.

A method according to claim 13, characterized in that the partial wraps ( 2 . 3 . 2a . 2 B . 3a . 3b ) on one of the sub-wraps ( 2 . 3 . 2a . 2 B . 3a . 3b ) carrying support tube ( 5 ).