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Die
Erfindung betrifft einen elektrischen Transformator oder eine elektrische
Drosselspule nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Der
Kessel eines elektrischen Transformators ist üblicherweise aus einer Mehrzahl
von Blechen zusammengesetzt. Damit eine ausreichende Steifigkeit
erreicht wird, muss das Blech eine Mindestdicke aufweisen. Dies
hat den Nachteil, dass der Kessel meist ein hohes Gewicht besitzt.
Weiterhin werden die Bleche im Betrieb des Transformators häufig zu
Schwingungen angeregt. Dies führt
zu unerwünschten
Geräuschentwicklungen,
die meist gar nicht oder nur mit einem hohen Aufwand gedämpft werden
können.
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Entsprechendes
gilt auch für
eine elektrische Drosselspule.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen Transformator und eine Drosselspule
zu schaffen, die die erläuterten
Nachteile überwinden.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe durch einen Transformator oder eine Drosselspule nach
dem Anspruch 1.
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Bei
der Erfindung ist der Kessel im wesentlichen als Hohlkörper ausgebildet
und weist mindestens eine Seitenwand auf, die als Profilteil ausgebildet
ist.
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Im
Unterscheid zum Stand der Technik ist der Kessel des Transformators
oder der Drosselspule nicht aus im wesentlichen glattflächigen Blechen aufgebaut,
sondern mit Hilfe einer profilierten Seitenwand. Durch die Profilierung
der Seitenwand wird der Vorteil einer erhöhten Biegesteifigkeit der Seitenwand
erreicht. Damit kann die Dicke des Materials der Seitenwand im Vergleich
zum Stand der Technik vermindert werden. Dies ist gleichbedeutend
mit einer Gewichtsreduktion des Kessels.
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Weiterhin
hat die erfindungsgemäße Seitenwand
den Vorteil, dass sie aufgrund der Profilierung nur noch in einem
geringen Umfang in Schwingungen versetzt werden kann. Im Betrieb
des Transformators oder der Drosselspule, insbesondere im Leerlauf-
und Lastbetrieb, entsteht somit, wenn überhaupt, nur eine geringe
Geräuschentwicklung,
und zwar bereits ohne das Erfordernis eines zusätzlichen Aufwands.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Seitenwand mindestens eine Sicke aufweist,
die in Richtung zu dem Hohlraum des Kessels geöffnet ist. Dies stellt eine
besonders einfache, aber trotzdem sehr biegesteife Ausführung der
Seitenwand dar.
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Seitenwand
mit mindestens einer Flussfalle versehen, die vorzugsweise derart
angeordnet sind, dass sich ein Raum zwischen der Sicke und der Flussfalle
bildet. Mit Hilfe der Flussfallen können magnetische Streufelder
kontrolliert beeinflusst werden.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn in dem Raum zwischen der Sicke und der
Flussfalle mindestens ein Dämpfer
vorhanden ist. Mit Hilfe dieses Dämpfers können mögliche Schwingungen der Flussfalle
gedämpft
und damit vermindert werden. Ebenfalls werden von dem Dämpfer auch
Schwingungen der Seitenwand gedämpft
und dadurch unerwünschte
Geräuschentwicklungen
vermindert oder gar verhindert.
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Die
profilierte Seitenwand ist also nicht nur im Hinblick auf eine erhöhte Biegesteifigkeit
vorteilhaft, sondern die Erfindung nutzt die durch die Profilierung
entstehenden Räume
zusätzlich
zur Aufnahme des Dämpfers
und damit zu einer noch weitergehenden Geräuschminderung. Eine derartige
Vorgehensweise ist bei den Kesseln nach dem Stand der Technik nicht
möglich.
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Weitere
Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten
und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen
der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind.
Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder
in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von
ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung
sowie unabhängig
von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw.
in der Zeichnung.
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1 zeigt
eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Seitenwand
eines elektrischen Transformators, 2a, 2b zeigen
die Seitenwand der 1 mit Flussfallen und Dämpfern,
und 3 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung der
Seitenwand der 2b.
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Ein
elektrischer Transformator weist einen Kessel auf, in dem die elektrischen
Wicklungen des Transformators untergebracht sind. Unter anderem zum
Zwecke der Isolation ist der Kessel mit einem Transformatoröl befüllt. Dem
Kessel sind Radiatoren zugeordnet, die über Leitungen mit dem Innenraum des
Kessels verbunden sind. Das Transformatoröl kann zum Zwecke der Kühlung aus
dem Innenraum des Kessels heraus und den Kühlradiatoren zugeführt werden.
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Der
Kessel bildet im wesentlichen einen quaderförmigen flüssigkeitsdichten Hohlkörper, der
aus vier metallischen Seitenwänden,
einem Boden und einem Deckel aufgebaut ist. Jede der Seitenwände hat
eine etwa rechteckige Fläche
und ist etwa vertikal ausgerichtet. Der Boden und der Deckel sind
ebenfalls etwa rechteckig ausgebildet und etwa horizontal ausgerichtet.
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In
der 1 ist eine Seitenwand 10 des Kessels
in einer Schnittdarstellung gezeigt. Der Schnitt liegt dabei in
einer etwa horizontalen Ebene.
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Die
Seitenwand 10 ist als Profilteil ausgeführt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
weist die Seitenwand 10 einen in der horizontalen Ebene
gesehenen, etwa zick-zack-förmigen
Verlauf auf. Die Seitenwand 10 ist damit in etwa vertikaler
Richtung profiliert. Insbesondere sind bei der Seitenwand 10 aufeinander
folgende Sicken 11, 12 vorhanden, die abwechselnd
in entgegengesetzte Richtungen geöffnet sind. Im vorliegenden
Ausführungsbeispiel
sind die Breiten b1, b2 der Sicken 11, 12 unterschiedlich groß. Es entstehen
damit zwei Stege 13, 14, die in vertikaler Richtung
ausgerichtet sind, und die die Breiten b1, b2 aufweisen. Mit Hilfe
der Sicken 11, 12 und der Stege 13, 14 wird
eine Versteifung der Seitenwand 10 erreicht. Insbesondere
wird die Biegesteifigkeit der Seitenwand 10 wesentlich
erhöht.
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Auf
der Außenseite 15 der
Seitenwand 10 sind metallische Leisten 16 angeordnet.
Die Leisten 16 sind etwa mittig auf dem Steg 13 befestigt,
weisen einen länglichen
Querschnitt auf und erstrecken sich über die gesamte Länge der
zugehörigen
Sicke 11. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Leisten 16 nur
auf jeder zweiten Sicke 11 vorhanden. Die Leisten 16 sind
vorzugsweise mit der Sicke 11 verschweißt. Mit Hilfe der Leisten 16 wird
eine weitere Versteifung der Seitenwand 10 erreicht.
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Auf
der Außenseite 15 der
Seitenwand 10 sind metallische Anschlussstutzen 17 angeordnet, und
zwar auf denjenigen Stegen 13, die nicht mit den Leisten 16 versehen
sind. Jeder Sicke 11 sind zwei Anschlussstutzen zugeordnet,
und zwar im Bereich des oberen und des unteren Endes der Sicke 11 bzw. der
Seitenwand 10. Die Anschlussstutzen 17 sind zylindrisch
ausgebildet und vorzugsweise mit der Sicke 11 verschweißt. An die
Anschlussstutzen 17 werden die Leitungen angeschlossen, über die
das Transformatoröl
von dem Kessel zu den Radiatoren gelangt.
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In
den 2a, 2b ist die als Profilteil ausgebildete
Seitenwand 10 der 1 in vergleichbarer
Weise dargestellt.
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Ebenfalls
sind die Leisten 16 und die Anschlussstutzen 17 auf
der Außenseite 15 des
Kessels vorhanden.
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Zusätzlich sind
in den 2a, 2b mehrere
sogenannte Flussfallen 21 auf der Innenseite 22 des
Kessels vorhanden. Flussfallen sind üblicherweise aus einem oder
mehreren vorzugsweise gewalzten Kernblechen zusammengesetzt, die
ihrerseits aus einem magnetischen Material bestehen. Flussfallen
haben die Aufgabe, magnetische Streufelder, die im Betrieb des Transformators
insbesondere von den Wicklungen desselben ausgehen können, auf sich
zu ziehen und damit „einzufangen”. Die Streufelder
laufen damit kontrolliert durch die Flussfallen und nicht unkontrolliert
durch irgend welche sonstigen Bauteile des Transformators.
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Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
sind die Flussfallen 21 als rechteckige Platten ausgebildet.
Die Länge
der Flussfallen 21 ist kleiner als die Länge der
Seitenwand 10 in vertikaler Richtung. Dies wird anhand
der 3 noch erläutert
werden. Die Breite der Flussfallen 21 ist etwas größer als
die Breite der Sicken 11 an ihrer breitesten Stelle. Die
Flussfallen 21 sind parallel nebeneinander angeordnet und in
vertikaler Richtung ausgerichtet. In den 2a, 2b sind
die Flussfallen 21 daher nur im Querschnitt zu sehen.
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In
der 2a sind die Flussfallen 21 derart versetzt
zu den Sicken 11 angeordnet, dass ein mittlerer Bereich
der Flussfallen 21 an den Stegen 14 anliegt. Dort
sind die Flussfallen 21 mit der Seitenwand 10 fest
verbunden, beispielsweise verschraubt oder verschweißt.
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Im
Unterschied zu der 2a sind die Flussfallen 21 in
der 2b nicht versetzt zu den Sicken 11 angeordnet.
Statt dessen sind die Flussfallen 21 der 2b derart
angeordnet, dass sie die Sicken 11 an ihrer breitesten
Stelle gerade abdecken. Die Flussfallen 21 können im
Fall der 2b beispielsweise mit Hilfe
von nicht-dargestellten, quer angeordneten Streben mit der Seitenwand 10 verschraubt sein.
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Weiterhin
sind in den 2a, 2b zusätzlich mehrere
Dämpfer 23 auf
der Innenseite 22 der Seitenwand 10 vorhanden.
Die Dämpfer 23 sind
in demjenigen Raum angeordnet, der von den Sicken 11 und
den Flussfallen 21 gebildet wird. Die Dämpfer 23 sind länglich ausgebildet
und erstrecken sich in dieselbe Richtung wie die Sicken 11.
Die Länge
der Dämpfer 23 entspricht
etwa der Länge
der Flussfallen 21 und ist dabei eher etwas geringer als
die Länger
der Flussfallen 21. Die Dämpfer 23 bestehen
aus einem flexiblen Material, das mit dem Transformatoröl kompatibel
ist.
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Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
weisen die Dämpfer 23 einen
etwa rechteckigen Querschnitt auf. Der Querschnitt der Dämpfer 23 kann
dabei – wie
beispielhaft dargestellt – nahezu
quadratisch sein und sich damit von der jeweils zugehörigen Flussfalle 21 bis
zu der Seitenwand 10 erstrecken. Als Alternative kann der
Querschnitt – wie
ebenfalls beispielhaft dargestellt – länglich ausgebildet sein, so
dass sich die Dämpfer 23 im
wesentlichen parallel zu den jeweils zugehörigen Flussfallen 21 erstrecken.
Als weitere nicht-dargestellte Alternative ist es möglich, dass der
Querschnitt der Dämpfer 23 derart
ausgebildet ist, dass er dem Querschnitt des zwischen den Sicken 11 und
den Flussfallen 21 gebildeten Raums entspricht. Im letztgenannten
Fall füllen
also die Dämpfer 23 den
genannten Raum zwischen den Sicken 11 und den Flussfallen 21 im
wesentlichen vollständig
aus. Es versteht sich, dass auch jegliche andere Querschnitte denkbar
sind, und dass auch jegliche Kombinationen davon denkbar sind. Ebenfalls versteht
es sich, dass die einzelnen Dämpfer 23 auch aus
mehreren Bestandteilen zusammengesetzt sein können.
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Unabhängig von
ihrer Ausgestaltung dienen die Dämpfer 23 dazu,
die Geräuschentwicklung
im Betrieb des Transformators zu vermindern. Eine derartige Geräuschentwicklung
kann dadurch entstehen, dass im Betrieb des Transformators die Flussfallen 21 geringfügig schwingen.
Mit Hilfe der Dämpfer 23,
insbesondere durch das Anliegen der Flussfallen 21 an den
Dämpfern 23,
wird ein derartiges Schwingen der Flussfallen 21 vermindert
oder gar vollständig
verhindert. Diese Verminderung von Schwingungen der Flussfallen 21 kann
dabei durch die Ausgestaltung des Querschnitts der Dämpfer 23 beeinflusst werden.
So kann beispielsweise durch ein vollständiges Ausfüllen des Raums zwischen den
Sicken 11 und den Flussfallen 21 eine weitreichende
Dämpfung von
Schwingungen erreicht werden.
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In
der 3 ist die Seitenwand 10 zusammen mit
den Flussfallen 21 und den Dämpfern 23 im zusammengebauten
Zustand als Perspektivansicht gezeigt. Die Flussfallen 21 sind
dabei gemäß der 2b montiert.
Die Blickrichtung der 3 ist auf die Innenseite 22 der
Seitenwand 10 gerichtet. Die auf der Außenseite 15 befindlichen
Leisten 16 und Anschlussstutzen 17 sind daher
in der 3 nicht gezeigt.
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Aus
der 3 kann entnommen werden, dass sich die Flussfallen 12 nicht über die
gesamte Länge
der Seitenwand 10 in vertikaler Richtung erstrecken. Statt
dessen ist die Länge
der Flussfallen 21 etwa derart bemessen, dass die in der 3 sichtbaren Öffnungen
der (auf der Außenseite 15) montierten
Anschlussstutzen 17 frei zugänglich sind. Die Flussfallen 21 sind
somit oben und unten kürzer ausgebildet
als die Seitenwand 10. Hinter den Öffnungen für die Anschlussstutzen 17 sind
also auf der Innenseite 22 der Seitenwand keine anderen
Bauteile vorgesehen.
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Die
Dämpfer 23 sind,
wie erläutert
wurde, zwischen den Sicken 11 und den Flussfallen 21 angeordnet.
Dies bedeutet in der 3, dass die Dämpfer 23 sich
hinter den Flussfallen 21 befinden und damit nicht sichtbar
sind. Die Länge
der Dämpfer 23 ist
dabei, wie ebenfalls erläutert
wurde, gleich oder kleiner als die Länge der Flussfallen 21.
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Es
können
alle Seitenwände
des Kessels auf die beschriebene Art und Weise ausgebildet sein.
Es versteht sich, dass auch nur einzelne Seitenwände oder auch nur Teile davon
derart ausgebildet sein können.
Weiterhin versteht es sich, dass die beschriebene Seitenwand 10 auch
ohne die Flussfallen 21 und gegebenenfalls auch ohne die
Dämpfer 23 zum
Einsatz kommen kann. Auch die Leisten 16 können unter
Umständen
nicht vorhanden sein.
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Die
Seitenwand 10 ist vorstehend am Ausführungsbeispiels eines elektrischen
Transformators beschrieben. Es versteht sich, dass die Seitenwand 10 auch
bei vergleichbaren elektrischen Vorrichtungen in entsprechender
Weise zum Einsatz kommen kann.
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Beispielsweise
kann die beschriebene Seitenwand 10 bei einer elektrischen
Drosselspule vorhanden sein. In diesem Fall ist es möglich, dass
keine Isolations- und/oder Kühlflüssigkeit
vorhanden ist und damit auch keine Anschlussstutzen vorhanden sind.
Ebenfalls ist es in diesem Fall möglich, dass keine Leisten,
Flussfallen oder Dämpfer
vorhanden sind.