DE1030449B - Drosselspule, insbesondere Strombegrenzungs-drosselspule fuer Hochspannungsanlagen - Google Patents

Description

• Drosselspule, insbesondere Strombegrenzungsdrosselspule für Hochspannungsanlagen Beispielsweise zur Unterdrückung von Kurzschlußströmen in Hochspannungsanlagen ist es bekannt, ein- oder mehrphasige eisenlose Drosselspulen zu verwenden, deren Teilwicklungen entweder als übereinander angeordnete Scheibenspulen oder als konzentrisch sich umfassende Zylinderspulen ausgebildet sind. Durch die Erfindung wird eine Drosselspule geschaffen, die gegenüber den bekannten Drosselspulen hinsichtlich der Erwärmung und des Kupferaufwandes erheblich verbessert ist. Die Erfindung sieht hierzu vor. zwischen benachbarten Teilwicklungen der Drosselspule ein Kühlmittel, beispielsweise Kühlluft, führende Isolierschirme anzuordnen. Vorzugsweise erhalten die Isolierschirme eine solche Form, daß jeder Teilwicklung der Drosselspule ein gesonderter Kühlmittelstrom zugeführt wird, indem die radial bzw. axial überstehenden Isolierschirme beispielsweise scheiben-, Minder- oder kegelförmig ausgebildet werden. Neben einer verbesserten Kühlmittelführung wird durch die Verwendung dieser Isolierschirme gemäß der Erfindung gleichzeitig die fTberschlagspannung zwischen den einzelnen Scheiben-bzw. Zylinderspulen sowie zwischen Anfang und Ende, einer Spule vergrößert, so daß die Abstände der einzelnen Spulen voneinander gegenüber den bekannten Ausführungen verkleinert werden können. Durch diese Verkleinerung der radialen und axialen Abmessungen der Spulen ergibt sich bei gleichbleibendem mittlerem Durchmesser der Drosselspulen eine Verringerung des Kupferaufwandes.
• Durch die verbesserte Kühlmittelführung, die die Erfindung vorsieht, wird die Erwärmung im Dauerbetrieb herabgesetzt, so daß es möglich wird, für die Abstandsstücke Kunststoff, beispielsweise Gießharz, zu verwenden, wie es an sich bereits für in Gießharz eingegossene Trockenstromwandler bekannt ist. Bei den vorzugsweise als Strombegrenzungsdrosselspuleii für Hochspannungsanlagen verwendeten Drosselspulen, mit deren Belüftung sich die Erfindung befaßt, war hingegen eine Verwendung von Kunststoff, insbesondere von Gießharz, infolge des therrnoplast.ischen Verhaltens der Kunststoffe bei hohen Temperaturen bisher nicht möglich. Es ist durch die Erfindung aber auch möglich, unter Beibehaltung der bisherigen Erwärmungsgrenze die Kupferquerschnitte einer solchen Drosselspule herabzusetzen.
• An Hand der Fig. 1 bis 4 sei die Erfindung erläutert.
• In der Fig. 1 ist eine eisenlose Drosselspule mit Luftkühlung im Schnitt wiedergegeben, deren Teilwic=Idungen als übereinander angeordnete Scheibenspulen l bis 4 ausgebildet sind. Zwischen je zwei benachbarten Scheibenspulen, also zwischen den Scheibenspulen 1 und 2, 2 und 3 sowie 3 und 4, befinden sich die etwa kegelförmig ausgebildeten Isolierschirme 5 bis 7, die sowohl in axialer als auch in radialer Richtung über die Scheibenspulen 1 bis 4 überstehen. Der beispielsweise infolge der Konvektion sich bei Erwärmung einstellende Verlauf der Kühlluft ist durch die in der linken Seite der Fig. 1 eingezeichneten Pfeile angedeutet. Da der innere Hohlraum der Drosselspule durch die Isolierstoffplatt.e 8 abgeschlossen ist, ist der gesamte Kühlluftstrom, der aus dem durch die Isolierstoffabdeckung 9 entstehenden Kanal von der erwärmten Drosselspule angesaugt wird, gezwungen. die Scheibenspulen 1 bis 4 der Drosselspule in der gezeichneten Weise zu durchsetzen.
• Durch die gemäß der Erfindung vorgesehenen, aus Isolierstoff bestehenden Ahdeckungen, nämlich die Iso@lierstoffschirme 1 bis 4, die Isolierstoffpla,tte 8 und die Abdeckung 9, wird erreicht. daß jeder Scheibenspule ein gesonderter Kühlluftteilstrom zugeführt wird, der nicht bereits infolge des Durchströmens einer anderen Scheibenspule vorgewärmt ist. Die gemäß der Erfindung vorgesehenen Isolierschirme 1 bis 4 dienen also dazu, an ihrer einen Seite der darüber befindlichen Scheibenspule frische. Kühlluft zuzuführen und an ihrer anderen Seite die aus der darunter Befindlichen Scheibenspule austretende Abluft abzuführen.
• Fi.g. 2 gibt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Drosselspule wieder. Abweichend von Fig. 1 sind hierbei die Teilwicklungen der Drosselspule als sich konzentrisch umfassende Zylinderspulen 10, 11 und 12 ausgebildet. jeweils zwischen zwei solchen sich konzentrisch umfassenden. Spulen befindet sich ein etwa, kegelförmig ausgebildeter Isolierschirm, also zwischen den Zylinderspulen 10 und 11 der Isolierschirm 13 und zwischen den Zylinderspulen 11 und 12 der Isolierschirm 14. Dem inneren Hohlraum der Drosselspule wird über den durch die Isolierstoffabdeckung 9 gebildeten Kanal frische Kühlluft zugeführt. Die: kegelförnzigen Isolierschirme 13 und 14 führen also an ihrer Außenseite: den Zylinderspulen 11 bzw. 12 Kühlluft zu, die dann durch die Zwischenräume zwischen den einzelnen Leitern dieser Spulen hindurchströmt; an ihrer Innenseite führen die kegelförmigen Isolierschirme 13 und 14 die Abluft der Zylinderspulen 10 und 11 ab. Es wird also jeder Zylinderspule ein gesonderter Kühlluftstrom zugeführt.
• Bei einer mehrphasigen Drosselspule, deren aus mehreren Teilwicklungen bestehende Wicklungsstränge übereinander angeordnet sind, empfiehlt es sich, in Weiterbildung des Erfindungsgedankens jedem Wicklungsstrang mit Hilfe von im Inneren. der Drosselspule befindlichen, aus Isolierstoff bestehenden Abdeckungen einen gesonderten Kühlmittelstrom zuzuführen. In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer solchen Drosselspule. wiedergegeben. Diese Drosselspule weist drei übereinander angeordnete Wicklungsstränge auf, die entsprechend der Drosselspule, der Fig. 1 aus Scheibenspulen aufgebaut sind. Der oberste Wicklungsstrang ist dabei mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wie- sie in Fig. 1 verwendet werden, während die entsprechenden Bezugszeichen des mittleren und unteren Wicklungsstranges mit den Indizes ' bzw. " versehen sind. Um eine ausreichende Zuführung frischer Kühlluft zu den einzelnen Wicklungssträngen zu gewährleisten, sind die an der Unterseite der Wicklungsstränge befindlichen Isolierstoffabdeckungen 9, 9' und 9" in axialer Richtung mit rohrförmigen. Ansätzen versehen, die einander konzentrisch umfassen. Auf diese Weise werden für die einzelnen Wicklungsstänge gesonderte Kühlkanäle geschaffen, die in axialer Richtung durch die Isolierstoffplatten bzw. -ringe B. 8' und 8" abgeschlossen sind.
• Um die Kühlluftführung des obersten Wicklungsstranges zu verbessern, ist im inneren Hohlraum des obersten Wicklungsstranges der aus Isolierstoff bestehende Formkörper 18 vorgesehen, der an der Isolierstoffplatte 8 befestigt ist.
• In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer gemäß der Erfindung ausgebildeten mehrphasigen Drosselspule wiedergegeben. Die hier dargestellte Drosselspule unterscheidet sich von der Drosselspule der Fig. 3 im wesentlichen dadurch, daß die Kühlluft von außen angesaugt wird, während die Abluft entsprechend den eingezeichneten Pfeilen den inneren Hohlraum der Drosselspule über den durch die Isoliersto:ffabdeckungen 17 gebildeten Kanal verbüßt. Entsprechend der veränderten Kühlluftführung sind bei der Drosselspule der Fig.4 die zwischen den übereinander angeordneten Scheibenspulen. 1 bis 4 und 1' bis 4' und 1" bis 4" befindlichen kegelförmigen Isolierschirme 16 nach außen abfallend geneigt. Nach unten wird das Innere der Drosselspule durch die Iso:lierstoffplatte 15 abgeschlossen.
• Um die Kühlung der Drosselspule zu vergrößern, kann in an sich bekannter Weise eine Fremdbelüftung vorge3ehen werden. Der Fremdlüfter wird dann beispielsweise entweder im Zuluftkanal der Drosselspule der Fig. 3 oder im Abluftkanal der Drosselspule der Fig. 4 angeordnet.

Claims (10)

1. PATEN TA\S1'R@C1I1i 1. Drosselspule, insbesondere Strombegrenzungsdrosselspule für Hochspannungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen benachbarten Teilwicklungen der Drosselspule ein Kühlmittel führende Isolierschirme angeordnet sind.
2. 2. Drosselspule nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Formgebung der Isolierschirme, daß jeder Teilwicklung ein gesonderter Kühlmittels.trom zugeführt wird.
3. 3. Drosselspule nach Anspruch 2, deren Wicklungsteile als Scheibenspulen ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich jeweils zwischen zwei übereinanderliegenden Scheibenspulen ein etwa kegelförmig ausgebildeter Isolierschirm befindet (Fig. 1).
4. 4. Drosselspule nach Anspruch 2, deren Teilwicklungen als Zylinderspulen ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich jeweils zwischen zwei sich konzentrisch umfassenden Zylinderspulen ein etwa kegelförmig ausgebildeter Isolierschirm befindet (Fig. 2).
5. 5. Drosselspule nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Hohlraum der Drosselspule in Richtung des Kühlmittelstromes oben durch eine Isolierstoffplatte abgedeckt ist.
6. 6. Mehrphasige Drosselspule nach Anspruch 5, deren aus mehreren Teilwicklungen bestehende Wicklungsstränge übereinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Wicklungsstrang mit Hilfe von im inneren Hohlraum der Drosselspule befindlichen. aus Isolierstoff bestehenden Abdeckungen ein gesonderter Kühlmittelstrom zugeführt wird (Fig. 3 und 4).
7. 7. Drosselspule nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungsstränge der Drosselspule in der dem Kühlluftstrom entgegengesetzten Richtung mit Isolierstoffabdeckungen versehen sind, die sich konzentrisch umfassende rohrförmige Ansätze aufweisen. B.
8. Drosselspule nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß im inneren Hohlraum des in Richtung des Kühlmi.ttelstromes letzten Wicklungsstranges der Drosselspule ein aus Isoolierstoff bestehender Formkörper zur Führung der Kühlluft an der den Hohlraum abschließenden Isolierstoffplatte befestigt ist.
9. 9. Drosselspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Belüftung der Drosselspule ein Fremdlüfter vorgesehen ist.
10. 10. Drosselspule nach Anspruch 1 oder einem der voraufgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsstücke in an sich bekannter Weise aus Kunststoff, insbesondere aus Gießharz, bestehen. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 268 951.