DE1057218B - Aus mechanisch festem, elektrisch nichtleitendem Material bestehender Schirmring fuer Transformatoren und Drosselspulen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT 1 057

INTERNAT. EL. H 02 1 ANMELDETAG: 5. APRIL 1957

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT:

AUSGABE DER PATENTSCHRIFT:

14. MAI 1959

12. MÄRZ 1964
WEICHT AB VON

AUSLEGESCHRIET

(L 27322 VIII b/21 d^!)

Bekanntlich werden bei Transformatoren mit Spannungen über 2OkV die Wicklungsstirnen mit Schirmringen versehen, denen die Aufgabe zufällt, eine gleichmäßige elektrische Feldverteilung gegenüber dem Joch zu gewährleisten. Ferner bewirken die Schirmringe eine gleichmäßige Spannungsverteilung in den Eingangsspulen, die von den Schirmringen kapazitiv überbrückt sind.

Obwohl die Schirmringe, von denen eine bekannte Ausführung beispielsweise aus elektrisch nichtleitendem Material mit auf der Oberfläche aufgebrachter leitender Schicht besteht, an ihrem Umfang geschlitzt sind, also keine Kurzschlußwindung bilden, treten in ihnen erhebliche Verluste auf, die im wesentlichen auf Wirbelströme zurückzuführen sind. Diese Verluste bewirken insbesondere bei TransfoTmatoren größter Leistung eine derartige Erwärmung der Schirmringe, daß die Gefahr des Verbrennens der auf die Schirmringe aufgebrachten Papierisolation besteht. Um eine Verminderung der Wirbelstrombildung in Einführungsschutzringen zu erzielen, hat man derartige Schutzringe auch schon mindestens teilweise unterteilt. Bei einer bekannten Ausführungsform besteht der Schutzring aus einem Träger aus Holz mit anschmiegendem umgebördeltem und mit radialen Schlitzen versehenen Blechstreifen, d. h., der leitende Teil des Schutzringes besteht aus einheitlichem Material. Aus dieser Tatsache resultiert dann, wenn die Forderung nach gleichmäßiger Aufteilung eines Stoßstroms auf die Teilflächen und deren Potentialgleichheit erfüllt werden soll, der Nachteil, daß infolge des hierzu erforderlichen Materials verhältnismäßig geringen spezifischen Widerstandes die Wirbelstrombildung entsprechend begünstigt wird. Sollen dagegen die Wirbelstromverluste weitestgehend unterdrückt werden, so wird die Aufteilung eines Stoßstroms auf die einzelnen Teilflächen infolge der Anwendung von Material hohen spezifischen Widerstandes ungleichmäßig, so daß gleiche Potentialverhältnisse auf den einzelnen Teilflächen nicht mehr gewährleistet sind. Weiterhin wirkt sich bei dem bekannten Einführungsschutzring der Umstand sehr nachteilig aus, daß der kompakte mittlere Teil des Blechstreifens an der Innenkante des Holzrings anliegt, denn in der Regel sind gerade an dieser Stelle die Feldverhältnisse sowohl in magnetischer als auch elektrischer Hinsicht äußerst ungünstig.

Diese Nachteile werden nun dadurch beseitigt, daß bei einem Schirmring für Transformatoren und Drosselspulen mit einem aus mechanisch festem, elektrisch nichtleitendem Material bestehenden Träger und einer auf dessen Oberfläche aufgebrachten leitenden Schicht, die in galvanisch miteinander verbundene Teilflächen aufgegliedert ist, erfindungsgemäß die auf der Ober-Schirmring für Transformatoren
und Drosselspulen

Patentiert für:

LICENTIA Patent -Verwaltungs - G. m. b.
Frankfurt/M.

Dipl.-Math. Gottfried Broszat,
Dipl.-Ing. Werner Knaack, Stuttgart-Bad! Cartnstatt,,
und Rudolf Küchler, Stuttgart-Degjerlodi,.
sind als Erfinder genannt warfen

fläche des Trägers liegenden Teilflächen der leitenden Schicht nebeneinander oder schuppenartig isoliert überlappt über ein von den Teilflächen mechanisch getrenntes, aus leitendem Material bestehendes Band galvanisch miteinander verbunden sind und daß—-zur Unterdrückung von stromstarken Vorentladungen an den Kanten der Teilflächen— über den leitenden Teilflächen eine mit diesen in leitender Berührung stehende Folie aus leitendem Material von derart geringer Leitfähigkeit aufgebracht ist, daß infolge des hohen Widerstandes der Entladestrom gegen Null geht.

Es sind auch schon Sprühringe für elektrische Hochspannungsgeräte bekanntgeworden, die aus einem gewendelten Band von solcher Stärke gebildet sind, daß sie sich selbst tragen können. Dabei besitzt aber der Sprühring keine Unterbrechung, so daß er praktisch einen Kurzschluß ring darstellt. Demzufolge ist die Verwendung solcher Sprühringe zur Abschirmung

z. B. der Stirn von Transformatorwicklungen praktisch nicht möglich. Hinzu kommt noch, daß ein solcher gewendelter Sprühring eine verhältnismäßig hohe Induktivität besitzt, die bei Stoßbeanspruchung einen entsprechenden Spannungsabfall bewirkt. Mit dem Schirmring nach der Erfindung stehen somit die bekannten Sprühringe in keinem näheren Zusammenhang.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Schirmring aus einem mechanisch festen, elektrisch nichtleitenden Material bezeichnet, auf den unter Belassuhg jeweils eines gegenseitigen Isolationsabstandes einzelne Teilflächen bzw. metallene Folienteile 2 gelegt sind. Damit beim Auf-

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treffen eines Stoß stromes auf eine in dieser Form auf den Schirm aufgebrachte leitende Schicht gewährleistet ist, daß sich der Stoßstrom möglichst schnell und gleichmäßig auf die einzelnen Teilflächen bzw. Folienteile verteilt, wodurch hohe Spannungsdifferenzen zwischen diesen Folienteilen vermieden werden, ist ein mit den einzelnen Folienteilen verbundenes Metallband 3 vorgesehen.

Um eine gleichmäßige metallische Oberfläche zu erhalten, ist es weiterhin zweckmäßig, die Folienteile beispielsweise schuppenartig überlappt anzuordnen. Dabei werden die einzelnen Folienteile gegeneinander isoliert. Diese Ausführungsform ist in Fig. 2 dargestellt. Hierbei sind die überlappten Folienteile mit 4 bezeichnet, während das Metallband, mit dem die einzelnen Folienteile verbunden sind, ebenso wie in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 3 versehen ist.

Zur Unterdrückung von stromstarken Vorentladungen an den Kanten der Metallbeläge wird nun in Erweiterung der Erfindung über den Metallbelägen eine Folie aus leitendem Material mit geringerer Leitfähigkeit, als sie die Metallbeläge besitzen, aufgebracht. Als leitendes Material geringerer Leitfähigkeit kann halbleitendes Papier verwendet werden. Dies bewirkt dann, daß der Widerstand so· hoch wird, daß der Entladestrom gegen Null geht. Während beim Aufbringen der Metallbeläge auf eine Isolation zwischen den einzelnen Windungen bzw. zwischen den einzelnen Folienteilen geachtet wird, wird die über den Metallbelägen aufgebrachte Folie derart aufgewickelt, daß sich die einzelnen Windungen überlappen. Um dieser Anordnung einen festen Halt und eine besonders innige Isolierverkleidung zu geben, kann die ganze Anordnung mittels Isolierlack überzogen werden.

Der gesamte Aufbau eines Schirmringes gemäß der erweiterten Erfindung ist Fig. 3 zu entnehmen. Auf den Schirmring 5 aus elektrisch nichtleitendem Material sind auf der Ober- oder Unterseite Metallbeläge 6 in einer der vorbeschriebenen Formen auf den Schirmring aufgebracht und durch das Metallband 3 miteinander verbunden. Der mit den Metallbelägen 6 versehene Schirmring 5 ist dann insgesamt mit einer Folie 7 geringerer Leitfähigkeit, als sie die Metallbeläge 6 besitzen, umbandelt, wobei sich die einzelnen Windungen überlappen. Nach dem Aufbringen der Beläge 6 und der Folien 7 wird dann der gesamte Schirmring in an sich bekannter Weise mit Isolationsmaterial 8 umbandelt. Selbstverständlich ist es dabei möglich, den Schirmring auch mit einem Niederdruck-Gießharz vollständig zu umschließen.

Dieser Aufbau hat nun den Vorteil, daß die an einen Schirmring gestellten spannungsmäßigen Anforderungen in vollem Maße erfüllt werden. Durch die Unterteilung der leitenden Schicht des Schirmrings in galvanisch voneinander getrennte Teilflächen entsprechend den angegebenen Ausführungsformen wird weiterhin erreicht, daß sich Wirbelströme nur in einem ganz geringen Maße ausbilden können, so daß auch eine Erwärmung des Schirmringes nur in einem

ίο geringen Umfang eintritt. Eine Überhitzung des Schirmringes und damit eine eventuelle Beschädigung

-der Schirmringisolation ist auf diese Weise vermieden.

Die Erfindung ist nur in der Gesamtheit aller

Merkmale des Anspruches 1 zu sehen; Elementenschutz wird nicht begehrt.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schirmring für Transformatoren und Drosselspulen mit einem aus mechanisch festem, elektrisch nichtleitendem Material bestehenden Träger und einer auf dessen Oberfläche aufgebrachten leitenden Schicht, die in galvanisch miteinander verbundene Teilflächen aufgegliedert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Oberfläche des Trägers liegenden Teilflächen der leitenden Schicht nebeneinander oder schuppenartig isoliert überlappt über ein von den Teilflächen mechanisch getrenntes, aus leitendem Material bestehendes Band galvanisch miteinander verbunden sind und daß — zur Unterdrückung von stromstarken Vorentladungen an den Kanten der Teilflächen — über . den leitenden Teilflächen eine mit diesen in leitender Berührung stehende Folie aus leitendem Material von derart geringer Leitfähigkeit aufgebracht ist, daß infolge des hohen Widerstandes der Entladestrom gegen Null geht.

2. Schirmring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Umbandelung auf die Metallbeläge aufgebrachte Folie aus halbleitendem Papier besteht und derart auf die Schirmringe aufgewickelt ist, daß sich die einzelnen Windungen überlappen.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 892 166, 552 021, 988, 893 083;

deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 284 444.

In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1 002 874.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen