DE1150447B

DE1150447B - Giessharzspannungswandler

Info

Publication number: DE1150447B
Application number: DES62086A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Math Wolfram Loebe
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1959-03-10
Filing date: 1959-03-10
Publication date: 1963-06-20

Description

Gießharzspannungswandler BeiTrockenspannungswandlern,insbesondere höherer Spannungsreihen, bestehen Schwierigkeiten, große Feindrahtwicklungen und spannungssteuernde Kondensatordurchführungen in Gießharz elektrisch einwandfrei einzubetten, während ein rißfreies Umgießen derselben ohne weiteres möglich ist.
Bei gasisolierten Spannungswandlern ist die Stoß-und Wechselspannungsfestigkeit in Schichtrichtung der Isolationslagen von Hochspannungswicklung und Kondensatordurchführung ungenügend, während die Hochspannungswicklung und die Kondensatordurchführung, wenn nur eine Beanspruchung quer zur Schichtrichtung aufritt, bei Verwendung von Gasen stoß- und wechselspannungsfest sowie glimmfrei isoliert werden können.
Auf Grund dieser Erkenntnis sind bei dem Spannungswandler, dessen als Lagenwicklung ausgeführte Hochspannungswicklung und durch Kondensator= einlagen spannungsgesteuerte Zuleitung mit Gießharz umgossen sind, gemäß der Erfindung nur die Randschichten der aus gasdurchlässigem, schwach saugfähigem Material bestehenden Zwischenisolation der Hochspannungswicklung und Kondensatoreinlagen von dem Gießharz durchtränkt, während der übrige Teil von Hochspannungswicklung und Kondensatoreinlagen in an sich bekannter Weise mit elektronegativem Gas durchsetzt ist, das durch ein die Zuleitung der Hochspannungswicklung bildendes bzw. diese aufnehmendes Rohr zugeführt ist.
Soweit Meßwandleranordnungen in Gießharzausführung bekannt sind, dient das Gießharz entweder in dünnflüssiger Form zum Imprägnieren und, mit Füllmitteln versetzt, zum Umgießen der Wicklungen oder nur zum Umguß der Hochspannungswicklung und der spannungssteuernden Kondensatoreinlagen, wobei es dann aber nicht in die Randschichten einer saugfähigen Zwischenisolation eindringt; hierbei wird auch kein Hochspannungswicklung und Kondensatoreinlagen durchsetzendes elektronegatives Gas verwendet, um eine Erhöhung der Spannungsfestigkeit quer zur Schichtrichtung der Zwischenisolation zu erreichen.
Für Leistungstransformatoren ist es bekannt, elektronegatives Gas zu verwenden, das hierbei als Imprägnier- und Kühlmittel dient. Ein Gießharzumguß der Wicklungen zur Isolation erfolgt nicht; vielmehr dienen zur Isolation nur Folien aus Isolierstoff.
Sofern bisher Gießharz und elektronegatives Gas bei Gießharzwandlern nebeneinander verwendet werden, geschieht dies in der Weise, daß das Gießharz zum Umguß ohne Durchtränkung benutzt wird und das elektronegative Gas den zwischen einer Hülle und dem Spulenaufbau vorhandenen Zwischenraum ausfüllt, so daß zwar hierdurch quer zur Schichtrichtung eine stoß- und wechselspannungsfeste sowie glimmfreie Isolation erzielt wird, in Schichtrichtung aber, da in den Randschichten auch nur elektronegatives Gas als Isolation dient, eine oft ungenügende Spannungsfestigkeit vorhanden sein wird.
Schließlich ist noch in der Fachliteratur darauf hingewiesen worden, daß, wenn die Gasisolation im Transformatoren- und Gerätebau eingeführt wird, durch die Gießharzisolierung viele neue Konstruktionselemente herstellbar sein werden; denn die Gase mit hoher Durchschlagsfestigkeit, vor allem z. B. SF., das als unbrennbares, sehr schweres und dadurch eingießbares Gas sehr große Möglichkeiten bietet, können nur ausgenutzt werden, wenn der tragende Isolierstoff hohe und vorzugsweise isotrope elektrische Festigkeit hat. Diesem Hinweis ist aber nicht zu entnehmen, daß das Gießharz bei der Verwendung zum Umguß von Hochspannungswicklungen und spannungsgesteuerten Zuleitungen nur die Randschichten einer aus gasdurchlässigem, schwach saugfähigem Material bestehenden Zwischenisolation durchtränkt, während der übrige Teil mit elektronegativem Gas durchsetzt ist.
Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Zeichnung als Ausführungsbeispiel ein Hochspannungswandler mit einem einfenstrigen Eisenkern dargestellt. Dieser Eisenkern 1 mit der Niederspannungswicklung 2 ist in dem Querdurchgang des Gießharzkörpers 3 gehalten. Der Gießharzkörper 3 umgibt die hier als Trapezwicklung ausgebildete Hochspannungswicklung 4 und das auf diese Hochspannungswicklung aufgesetzte, mit zur Spannungssteuerung dienenden Kondensatoreinlagen 5 umgebene Rohr 6. Das Rohr 6 bildet die Zuleitung der Hochspannungswicklung 4 oder nimmt diese Zuleitung auf. Als Zwischenisolation der Hochspannungswicklung 4 und der Kondensatoreinlagen dient ein Material, das gasdurchlässig, aber nur schwach saugfähig ist. Die Zwischenisolation ist etwas breiter als die jeweiligen Wicklungslagen bzw. Kondensatoreinlagen. Beim Herstellen des Gießharzkörpers 3 findet infolge der Saugfähigkeit des zur Zwischenisolation benutzten Materials an den Randschichten 7 der Kondensatoreinlagen 5 und Hochspannungswicklung 4 eine geringe Durchtränkung statt, die genügt, einen Durchschlag längs der Randschichten 7 zu vermeiden. Infolge der nur schwachen Saugfähigkeit dringt das Gießharz. jedoch nicht in die Zwischenisolation zwischen den Wicklungslagen und den Kondensatoreinlagen vor. Die Hochspannungswicklung und die Kondensatoreinlagen werden vielmehr nur mit elektronegativem Gas durchsetzt, wobei das Rohr 6, und zwar durch Öffnung auf seiner Oberfläche, zur Durchsetzung der Kondensatoreinlagen und durch Verbindung mit dem die Hochspannungswicklung 4 umgebenden Kanal 8 zur Durchsetzung der Hochspannungswicklung 4 mit Gas dient. Das Gießharz dient somit auch als Druckkörper für das Gas.
Man erkennt, daß an den kritischen Stellen, an denen beim reinen gasisolierten Hochspannungswandler Beanspruchungen in Schichtrichtung auftreten würden, eine Gießharzisolation vorhanden ist. Die Gaszuführung durch das Rohr 6 erfolgt nach dem Verguß und Härtung des Gießharzes sowie nachdem eine Evakuierung mittels dieses Rohres durchgeführt ist. Durch Verlöten wird das Rohr druckdicht abgeschlossen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Spannungswandler, dessen als Lagenwicklung ausgeführte Hochspannungswicklung und durch Kondensatoreinlagen spannungsgesteuerte Zuleitung mit Gießharz umgossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Gießharz nur die Randschichten der aus gasdurchlässigem, schwach saugfähigem Material bestehenden Zwischenisolation der Hochspannungswicklung und Kondensatoreinlagen durchtränkt, während der übrige Teil von Hochspannungswicklung und Kondensatoreinlagen in an sich bekannter Weise mit elektronegativem Gas durchsetzt ist, das durch ein die Zuleitung der Hochspannungswicklung bildendes bzw. diese aufnehmendes Rohr zugeführt ist.
2. Gießharzwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Wicklungslage der vorzugsweise als Trapezwicklung ausgebildeten Hochspannungswicklung in an sich bekannter Weise von einem mit dem Rohr in Verbindung stehenden Kanal umgeben ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 966 274; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1767 896; schweizerische Patentschriften Nr. 261736, 295124, 279 344, 331334; Zeitschrift ETZ-A, Heft 11, 1957, S. 388.