Mit Isolierflüssigkeit getränkte Hochspannungsspule mit geschichtetem
Dielektrikum, insbesondere für Meßwandler Sind die Drahtlagen der Wicklung, z. B.
eines Meßwandlers, mittels Papierschichten unter Verwendung von Öl als Isolierflüssigkeit
gegeneinander isoliert, so besitzt ein solches geschichtetes Öl-Papier-Dielektrikum
bekanntlich eine höhere elektrische Festigkeit, wenn die Papierschichten senkrecht
zur Feldrichtung liegen, als wenn sie parallel dazu verlaufen. Im ersten Fall ist
die elektrisch schwächere Ölstrecke durch die Papierlagen mehrfach unterteilt, so
daß wesentlich höhere Feldstärkewerte als im zweiten Fall notwendig sind, um eine
Hochspannungsentladung aufzubauen. Außerdem wird eine beginnende Entladung durch
die senkrecht zu ihrer Vorwachsrichtung stehenden Papierlagen erschwert. Im zweiten
Fall, in dem die Richtung des elektrischen Feldes und die der Papierlagen zusammenfallen,
ist der jeweils zwischen zwei Papierlagen eingeschlossene Ölspalt ausschließlich
in Spaltrichtung ohne Unterteilung über eine lange Strecke beansprucht. Demzufolge
zünden hier schon bei verhältnismäßig niedriger Feldstärke Entladungen, die außerdem
unbehindert vorwachsen können. Die Feldbeanspruchung muß in diesem Falle entsprechend
niedrig gehalten werden. Eine solche elektrisch ungünstige Beanspruchung in Schichtrichtung
läßt sich aus konstruktiven und wirtschaftlichen Gründen nicht immer vermeiden.High-voltage coil impregnated with insulating liquid with a layered
Dielectric, especially for transducers Are the wire layers of the winding, e.g. B.
a transducer, by means of paper layers using oil as an insulating liquid
insulated from one another, then such a layered oil-paper dielectric has
is known to have a higher electrical strength when the paper layers are perpendicular
to the field direction as if they run parallel to it. In the first case is
the electrically weaker oil section divided several times by the paper layers, see above
that much higher field strength values than in the second case are necessary to achieve a
Build up high voltage discharge. In addition, an incipient discharge is caused by
the paper layers standing perpendicular to their pre-waxing direction are difficult. In the second
Case in which the direction of the electric field and that of the paper layers coincide,
is the oil gap enclosed between two layers of paper only
stressed over a long distance in the split direction without subdivision. As a result
Even at a relatively low field strength, discharges ignite here, as well
can grow in advance unhindered. The field exposure must in this case accordingly
be kept low. Such an electrically unfavorable stress in the direction of the layers
cannot always be avoided for structural and economic reasons.
In der Fig. 1 ist ein Ausschnitt aus einer z. B. bei Hochspannungsmeßwandlem
oft ausgeführten, offenen Lagerwicklung gezeigt. Die einzelnen Drahtlagen
1
sind mittels Papierschichten 2 unter Verwendung von t51 als Isolierflüssigkeit
in der dargestellten Weise isoliert. Die elektrische Feldstärke verläuft links außerhalb
der Drahtlagen 1 vorwiegend in Richtung der Papierschichten, so daß wegen der dann
nur geringen zulässigen Beanspruchung dort ein verhältnismäßig großes Isoliervolumen
vorzusehen ist.In Fig. 1 is a section of a z. B. in Hochspannungsmeßwandlem often executed, open bearing winding shown. The individual wire layers 1 are insulated by means of paper layers 2 using t51 as the insulating liquid in the manner shown. The electric field strength runs on the left outside of the wire layers 1 predominantly in the direction of the paper layers, so that a relatively large insulating volume has to be provided there because of the then only low permissible stress.
Um eine Erhöhung der elektrischen Festigkeit einer solchen offenen
Lagerwicklung zu erzielen, sind gemäß der Erfindung die der Spulenleiterdicke entsprechenden
Isolierschichten aus Isolierschnur; z. B. Papierschnur, in einer bei Spulen-Isolierzwischenlagen
aus Isolierschnur bekannten Weise gewickelt, deren Durchmesser gleich oder etwa
gleich dem Spulenleiterdurchmesser ist, im Sinne der Erzielung einer in an sich
bekannter Weise senkrecht zur Spulenachse geschichteten Lagenendisolierung.To increase the electrical strength of such an open
To achieve bearing winding, according to the invention, are those corresponding to the coil conductor thickness
Insulating layers of insulating cord; z. B. paper cord, in a coil insulating layer
Wound from insulating cord in a known manner, the diameter of which is equal to or approximately
is equal to the coil conductor diameter, in the sense of achieving an in itself
layer end insulation layered in a known manner perpendicular to the coil axis.
Es ist bereits bekannt, bei einer in geschlossenen Schraubengängen
auf einen Isolierzylinder gewickelten Spule an deren beiden Enden Fadenspulen aus
Isoliermaterial als Stütze für die Drahtwindungen aufzuwickeln. Dies geschieht,
um bei Verwendung eines Spulenkörpers ohne Endflansche zu vermeiden, daß die Windungen
sich übereinanderschieben und unregelmäßig werden und um die elektrischen Eigenschaften
der Spule hinsichtlich einer Verringerung der Kurzschlußgefahr zu verbessern. Es
handelt sich aber um keine Isolierung, die zwischen seitlich überragenden, zwischen
den Spulenwindungslagen befindlichen geschichteten Isoliereinlagen aufgewickelt
ist, um Kanäle für eine Isolierflüssigkeit zu schaffen, die senkrecht zu ihrer Achse
von der elektrischen Feldstärke durchsetzt werden.It is already known to use a closed screw thread
bobbins wound onto an insulating cylinder at both ends of the bobbin
Wind up insulation material to support the wire windings. This happens,
in order to avoid the windings when using a bobbin without end flanges
overlap and become irregular and affect the electrical properties
to improve the coil in terms of reducing the risk of short circuits. It
but it is not an insulation between the laterally protruding, between
the coil winding layers located layered insulating inserts wound
is to create channels for an insulating liquid that are perpendicular to its axis
be penetrated by the electric field strength.
Eine ähnliche Isolation weist auch eine andere bekannte Flanschspulenwicklung
auf. Hier sind zwar zwischen den Drahtlagen seitlich überragende Isolierschichten
vorgesehen; die zwischen dem Spulenfiansch und der Wicklung regellos eingewickelte
und mit Isolierstoff getränkte Isolierschnur biegt aber die nur sehr kurz im Verhältnis
zur Dicke des Spulendrahtdurchmessers überragenden Enden der Isolierschichten über
eine kurze Strecke um, so daß bei einer solchen Ausbildung einer Hochspannungsspule
Durchschläge um diese kurz umgelegten Kanten der Isolierschichten herum erfolgen
würden.Another known flanged coil winding also has a similar insulation
on. There are laterally protruding insulating layers between the wire layers
intended; the randomly wrapped between the spool flange and the winding
and the insulating cord soaked with insulating material bends it only for a very short time
to the thickness of the coil wire diameter protruding ends of the insulating layers
a short distance around, so that with such a design a high-voltage coil
Breakthroughs occur around these briefly folded edges of the insulating layers
would.
Es ist auch bekannt, bei Verwendung von Folien aus thermoplastischem
Kunststoff als Isoliereinlagen die an den Stirnseiten der Spule weit im Verhältnis
zur Dicke des Spulendrahtdurchmessers überragenden Folienränder - nach Anfügen von
im Wickelverfahren hergestellten streifenförmigen Isolierschichten gleicher Dicke
wie der Drahtdurchmesser an die äußerste Windung jeder Lage - miteinander zu verschmelzen.
Demgegenüber ist die Isolation gemäß der Erfindung in erheblich einfacherer Weise
herzustellen.
Das gleiche gilt für eine bekannte Isolation an den
Stirnseiten von Spulen mit abgestuften Wicklungen von Hochspannungswandlern, wo
einzelne, fertig zubereitete Isolierscheiben an die Spulenstirnseiten angesetzt
werden. Die Stirnseitenisolation weist dadurch eine senkrecht zur Spulenachse verlaufende
Schichtung auf, deren Sinn es ist, eine Beanspruchung des Isolierstoffes senkrecht
zur Schichtung desselben und dadurch eine erhöhte Sicherheit gegen Spannungsdurchschläge
zu erzielen.It is also known when using films made of thermoplastic
Plastic as insulation inserts on the front sides of the coil are far in proportion
Foil edges protruding beyond the thickness of the coil wire diameter - after adding
Strip-shaped insulating layers of equal thickness produced in the winding process
like the wire diameter to the outermost turn of each layer - to fuse together.
In contrast, the insulation according to the invention is much simpler
to manufacture.
The same applies to a known isolation on the
End faces of coils with graduated windings from high voltage converters where
individual, ready-made insulating washers are attached to the end of the spool
will. As a result, the end face insulation has a direction perpendicular to the coil axis
Stratification, the purpose of which is to stress the insulating material vertically
for layering the same and thereby increased security against voltage breakdowns
to achieve.
Schließlich ist noch eine elektrische Spule bekannt, bei der die Drahtlagen
in Kegelflächen liegen und jede folgende Drahtlage über die vorangehende gestülpt
ist. Als Isolierschichten zwischen den Drahtlagen dienen Papierlagen oder eine gewickelte
Schicht von Garnfäden. Zwischen diesen überragenden, kurz umgelegten Teilen dieser
Isolierschichten sind keine weiteren Isolierschichten als Fortsetzung der jeweiligen
Drahtlage vorhanden, so daß bei Verwendung einer solchen Isolierung für eine Hochspannungsspule
Durchschläge um die kurz umgelegten Teile der Isolierschichten herum erfolgen würden.Finally, an electrical coil is known in which the wire layers
lie in conical surfaces and put each subsequent wire layer over the previous one
is. Layers of paper or a wound one serve as insulating layers between the wire layers
Layer of yarn threads. Between these towering, briefly folded parts of this
Insulating layers are no further insulating layers as a continuation of the respective one
Wire layer present, so that when using such insulation for a high-voltage coil
Breakdowns would occur around the briefly folded parts of the insulating layers.
In Fig. 2 ist ein Ausschnitt einer gemäß der Erfindung ausgestalteten
Hochspannungsspule gezeigt. Man erkennt, daß die sich an die Drahtlagen 1 anschließenden,
in der Fig. 1 aus Papier bestehenden Lagen erfindungsgemäß durch die aus Papier
bestehende Isolierschnur 3 ersetzt sind. Die Schnur hat den gleichen Durchmesser
wie der Draht der entsprechenden Wickellage und ist ebenso wie der Draht aufgewickelt.
Die Schnur kann auch einen geringfügig größeren Durchmesser besitzen. Bei dieser
Ausbildung entstehen an Stelle von in Feldrichtung liegenden Ölspalten entsprechend
dem Wickelsinn spiralartig verlaufende Ölkanäle, die senkrecht zu ihrer Achse von
der elektrischen Feldstärke durchsetzt werden. Aus diesem Grunde tritt ein Gewinn
an elektrischer Festigkeit ein. Außerdem werden bei entsprechend großem Wickelzug
beim Aufbringen der Isolierschnur die Ölspalte zwischen den jeweils darunter liegenden,
durchgehenden Lagenpapieren zusammengedrückt und zum Teil eingeschnürt. Hierdurch
ist auch in dem elektrisch etwas weniger gefährdeten Gebiet eine Verbesserung der
Hochspannungsisolation erreicht.In Fig. 2 is a detail of a designed according to the invention
High voltage coil shown. It can be seen that the wire layers 1 adjoining,
in Fig. 1 consisting of paper layers according to the invention by the paper
existing insulating cord 3 are replaced. The cord has the same diameter
like the wire of the corresponding winding layer and is wound up just like the wire.
The cord can also have a slightly larger diameter. At this
Training arise in place of oil gaps in the direction of the field
the winding direction spiral oil channels that are perpendicular to their axis of
the electric field strength are penetrated. Because of this, there is a profit
in electrical strength. In addition, with a correspondingly large winding tension
when applying the insulating cord, the oil gaps between the respective underlying,
continuous layered papers compressed and partially constricted. Through this
is also an improvement in the electrically less endangered area
High voltage isolation achieved.
Der Lösungsgedanke gemäß der Erfindung ist auch mit anderen geschichteten
Isolierstoffen als Papier und bei anderen Hochspannungsspulen als von Meßwandlern
anwendbar. Das Material der Isolierschnur und deren Querschnittsform können den
jeweiligen Verhältnissen angepaßt werden.The idea of a solution according to the invention is also layered with others
Insulating materials as paper and for high-voltage coils other than transducers
applicable. The material of the insulating cord and its cross-sectional shape can
be adapted to the respective conditions.