DE1129229B - Transformator oder Drosselspule fuer hohe Spannung mit an den Stirnenden durch Potential-steuerringe abgeschirmter Wicklung - Google Patents

Description

• Transformator oder Drosselspule für hohe Spannung mit an den Stirnenden durch Potentialsteuerringe abgeschirmter Wicklung Die Erfindung betrifft einen Transformator oder eine Drosselspule für hohe Spannung mit an den Stirnenden durch Potentialsteuerringe abgeschirmter Wicklung, die durch einen aus Schichten festen Isoliermaterials zusammengesetzten Körper isoliert ist, der aus einem zylindrischen, zur Wicklung konzentrischen Teil sowie aus an wenigstens einem seiner Enden durch axiale Einschnitte und Umbiegen der isolierenden Schichten gebildeten Flanschteilen besteht, die sich axial neben dem Wicklungs-Stirnende erstrecken und zwischen Druckringen und dem jeweiligen Potentialsteuerring eingeklemmt sind, wobei einer der Flanschteile um den Potentialsteuerring gebogen ist und sich wenigstens über einen Teil der von der Wicklung abgekehrten. Stirnfläche des Potentialsteuerringes hinzieht, und wobei der Isolierkörper mit wenigstens einem am Isolierzylinder und im um den Potentialsteuerring gebogenen Flanschteil verlaufenden, mit der Wicklung galvanisch verbundenen, leitenden oder halbleitenden Schirm versehen ist.
• Derartige Wicklungen sind an sich bekannt. Man hat beispielsweise bei solchen Transformatoren oder Drosselspulen eine Lagenwicklung vorgesehen und verwendet für die Isolation des Randfeldes verschachtelte Winkelringe, die mindestens zum Teil aus dem Papier der Hauptisolation gebildet werden, indem die Isolationspapiere verschachtelt umgerissen werden. Bei solchen Wicklungen sieht man häufig an den in axialer Richtung am weitesten hervorragenden Wicklungsteil einen Strahlungsring vor, der in axialer und radialer Richtung eine Schutzwirkung ausübt.
• Es ist weiterhin bekannt, bei derartigen Wicklungen für hohe Spannung zwischen den einzelnen, aus Papier oder anderem Isoliermaterial bestehenden Schichten einen leitenden oder halbleitenden Schirm vorzusehen, der mit der Wicklung verbunden ist und sich nicht nur im zylindrischen Teil des Isolierkörpers befindet, sondern bis in den Flansch, gegebenenfalls die Flansche, hinein erstreckt.
• Es hat sich herausgestellt, daß bei Transformatoren und Drosselspulen dieser Bauart an den scharfkantigen Enden des Schirmes eine zu hohe Feldstärke auftreten kann, und zwar sogar dann, wenn die Wicklung an ihrem Ende einen Potentialring besitzt und der Schirm mit seinem scharfkantigen Ende bis in die unmittelbare Nähe dieses Potentialringes ragt.
• Die Erfindung bezweckt, einen solchen Transformator oder eine solche Drosselspule derart zu verbessern, daß die scharfe Kante des Schirmendes keine Gefahr mehr bedeutet. Nach der Erfindung ist der Transformator oder die Drosselspule so ausgebildet, daß der mit dem Schirm versehene Flanschteil am freien Randteil des Schirmes derart zur Wicklung zurückgebogen ist, daß dieser Rand im Feldschatten des Potentialsteuerringes liegt.
• Es ist zwar bereits bekannt, bei Transformatoren für hohe Spannungen im Zylinderteil und den Flanschen des Isolierkörpers Schirme vorzusehen, die um die Potentialsteuerringe herumfassen. Hierbei kann aber der Nachteil auftreten, daß an den scharfkantigen Enden sich hohe Feldstärken ergeben, die zu einem örtlichen Zusammenbruch der Isolation führen können. Mit den Mitteln der Erfindung wird diese Gefahr vermieden, da sich der Rand des Schirmes im Feldschatten des Potentialsteuerringes befindet.
• Zweckmäßig wird der Potentialgteuerring so ausgebildet, daß er in seiner von der Wicklung abgekehrten Stirnfläche eine Ringnut aufweist, in die der Flansch mit dem Schirm hineingebogen ist, wobei der freie Rand des Schirmes sich am Boden der Ringnut befindet.
• Der Potentialsteuerring kann auch aus zwei am Zylinderteil des Isolierkörpers anliegenden Teilen bestehen, wobei der von der Wicklung abgekehrte Teil des Potentialsteuerringes einen kleineren Außendurchmesser als der andere Teil des Ringes besitzt; hierbei ist der Flanschteil mit dem Schirm wenigstens um den ersten Teil des Potentialsteuerringes gebogen, während der freie Rand des Schirmes in der Nähe der Trennfuge zwischen beiden Potentialsteuerringteilen liegt. Dadurch ergibt sich eine einfache Herstellung und eine günstige Form; außerdem lassen sich die einzelnen, rechtwinklig nach außen gebogenen und den Flansch bildenden Isolierschichten gut mit den üblichen Druckstücken an den Potentialsteuerring anpressen.
• Zur Erläuterung dient die Zeichnung. Diese zeigt in Fig.1 einen Vertikalschnitt des Kopfes der Hochspannungswicklung eines Transformators und in Fig. 2 einen Vertikalschnitt eines Einzelteiles.
• In der Zeichnung ist mit 1 die erste Lage einer Zylinderwicklung eines Transformators bezeichnet, an deren Stelle auch mehrere Lagen vorgesehen sein können. Diese Wicklung ist von der zweiten, nicht näher dargestellten Wicklung durch einen Isolierkörper 2 getrennt, der aus mehreren Papierschichten od. dgl. besteht. Mit 3 ist die Mittellinie des zugehörigen Magnetkernschenkels bezeichnet. Die Wicklung 1 ist an ihrem Stirnende rundherum durch einen Potentialsteuerring 4 aus Metall abgeschirmt, auf dem sich eine Schicht Isoliermaterial 5 befindet. Auf diesen Potentialsteuerring ist ein zweiter mit einer Schicht Isoliermaterial 7 versehener Potentialsteuerring 6 angeordnet, der einen kleineren Außendurchmesser besitzt als der Potentialsteuerring 4.
• Der Isolierkörper 2 ist mit Flanschen 8, 9, 10 versehen, die dadurch gebildet werden, daß die einzelnen Schichten des Isolierkörpers am Rande in an sich bekannter Weise mit Einschnitten versehen und die so entstandenen Lippen umgebogen sind. Diese Flansche 8, 9, 10 sind zwischen Druckstücken 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 und dem Potentialsteuerring 4 eingeklemmt.
• Sowohl zur Abschirmung als auch zur gleichmäßigen Verteilung etwa auftretender Stoßspannungen ist in dem Isolierkörper 2 ein Schirm 18 aus Metall angebracht, der bis in den Flanschteil 8 hineinragt. Dieser Teil 8 ist straff über den Potentialsteuerring 6 gezogen, der zu diesem Zwecke ein entsprechend gerundetes Profil besitzt, und liegt möglichst tief in der Ringnut 19. Der Flansch wird darin z. B. mittels eines Spanndrahtes 20 festgehalten. Gemäß der Erfindung endet der Schirm 18 an der mit 21 bezeichneten Stelle, d. h. möglichst nahe am Boden der Nut 19. Dadurch befindet sich der scharfkantige Rand des Schirmes 18 in der Nut in einem praktisch feldfreien Raum, so daß an ihm keine unzulässig hohen Feldstärken auftreten können.
• Gemäß Fig. 2, die eine abgewandelte Ausführungsform darstellt, ist die Wicklung 1 nur mit einem Potentialsteuerring 4 versehen, wobei der isolierende Flanschteil 8, der den Schirm 18 aufnimmt, straff über die Stirnfläche und die an die Stirnfläche angrenzende abgerundete Umfangsfläche des Potentialsteuerringes gezogen ist. Das Ende 21 des Schirmes 18 liegt in diesem Fall unter dem Potentialäteuerring 4 in einem abgeschatteten Feld, dessen Stärke beträchtlich niedriger ist als die Feldstärke zwischen dem Potentialsteuerring und den geerdeten Teilen, beispielsweise dem Eisenkern und dem aus Metall bestehenden Transformatorgehäuse. In beiden Fällen ist der Schirm 18 zuerst über die äußere Stirnfläche und danach über eine sich stoßfrei an die Stirnfläche anschließende Oberfläche des Potentialsteuerringes mit konvexem Profil gelegt. Es ist nicht erforderlich, daß in der in Fig. 1 angegebenen Weise zwei Potentialsteuerringe 4 und 6 verwendet werden. Beide können auch zu einem einzigen Ring kombiniert werden, wobei allerdings das Aufbringen der Isolation auf den Ring etwas schwieriger wird. Ferner können die Ringe 4 und 6 oder die ihnen entsprechenden Teile eines einzigen Ringes die gleiche radiale Abmessung besitzen. In diesem Falle wird die Nut, die den scharfkantigen Rand 21 des Schirmes 18 aufnimmt, an den Außenumfang der Potentialsteuerringe bzw. des Potentialsteuerringes gelegt.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE; 1. Transformator oder Drosselspule für hohe Spannung mit an den Stirnenden durch Potentialsteuerringe abgeschirmter Wicklung, die durch einen aus Schichten festen Isoliermaterials zusammengesetzten Körpers isoliert ist, der aus einem zylindrischen, zur Wicklung konzentrischen Teil sowie aus an wenigstens einem seiner Enden durch axiale Einschnitte und Umbiegen der isolierenden Schichten gebildeten Flanschteilen besteht, die sich axial neben dem Wicklungs-Stirnende erstrecken und zwischen Druckringen und dem jeweiligen Potentialsteuerring eingeklemmt sind, wobei einer der Flanschteile um den Potentialsteuerring gebogen ist und sich wenigstens über einen Teil der von der Wicklung abgekehrten Stirnfläche des Potentialsteuerringes hinzieht, und wobei der Isolierkörper mit wenigstens einem im Isolierzylinder und im um den Potentialsteuerring gebogenen Flanscht--il verlaufenden, mit der Wicklung galvanisch verbundenen, leitenden oder halbleitenden Schirm versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Schirm (18) versehene Flanschteil (8) am freien Randteil (21) des Schirmes derart zur Wicklung (1) zurückgebogen ist, daß dieser Rand im Feldschatten des Potentialsteuerringes (4, 6) liegt.
2. 2. Transformator oder Drosselspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Potentialsteuerring (4, 6) in seiner von der Wicklung abgekehrten Stirnfläche eine Ringnut (19) aufweist, in die der Flansch (8) mit dem Schirm (18) hineingebogen ist, wobei der freie Rand des Schirmes sich am Boden der Ringnut befindet.
3. 3. Transformator oder Drosselspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Potentialsteuerring aus zwei am Zylinderteil (2) des Isolierkörpers anliegenden Teilen (4, 6) besteht, wobei der von der Wicklung (1) abgekehrte Teil (6) des Potentialsteuerringes einen kleineren Außendurchmesser als der andere Teil (4) des Ringes besitzt, und daß der Flanschteil (8) mit dem Schirm (18) wenigstens um den ersten Teil (6) des PotentiaIsteuerringes gebogen ist, während der freie Rand (21) des Schirmes in der Nähe der Trennfuge zwischen beiden Potentialsteuerringteilen (4, 6) liegt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 735 367; Zeitschrift »Deutsche Elektrotechnik« Heft 3, 1957, S. 110 bis 115.