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Schirinring zur Steuerung der Randfelder an Wicklungen von Hochspannungstransforinatoren
od. dgl. Die Erfindung betrifft einen Schirmring zur Steuerung der Randfelder an
Wicklungen von Hochspannungstransformatoren od. dgl., welcher aus einem schlauchartigen
metallischen oder metallisierten Körper besteht.
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Die ersten bzw. letzten Windungen der einzelnen Lagen einer Hochspannungswicklung,
aber auch die Außenkanten der metallischen Beläge von Hochspannungskondensatoren
oder Kondensatordurchführungen bilden Zonen mit relativ hoher elektrischer Feldstärke,
die einmal die Durchschlagspannung zu benachbarten Teilen herabsetzen und zum anderen
der Anlaß zu Glimmentladungen im umgebenden Dielektrikum und damit zur Zerstörung
der Wicklung oder des Kondensators sind. Es ist deshalb erforderlich, die elektrische
Feldstärke in diesen Zonen herabzusetzen, was in den meisten Fällen dadurch geschieht,
daß man die gefährdeten Randgebiete von Hochspannungswicklungen, Hochspannungskondensatoren
oder Kondensatordurchführungen mit wulstartigen Elektroden versieht, die an dem
jeweiligen Potential liegen und infolge ihrer relativ großen und gerundeten Oberfläche
die elektrischen Randfelder vergleichmäßigen bzw. die Randfeldstärke verringern.
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Es ist bekannt, derartige Elektroden für Hochspannungswicklungen aus
einem zu einem Ring gebogenen Kupfer- oder Aluminiumrohr herzustellen, der zur Vermeidung
einer Kurzschlußwindung an einer Stelle unterbrochen bzw. aufgetrennt ist.
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Derartige Ringe haben den Nachteil, daß sie wenig elastisch sind und
sich deshalb bei betriebsbedingten Schrumpfungen der Hart- oder Weichpapierisolation,
auf der sie befestigt sind, während des Trocknungsprozesses bzw. während des Betriebes
verschieben, wodurch die Isolation der betreffenden Hochspannungswicklung gefährdet
oder die elektrische Verbindung zwischen den Windungen und dem Schirmring gelöst
wird. Hinzu kommt, daß derartige Schirmringe materialintensiv sind und für jede
Wicklung gesondert angefertigt werden müssen, wobei eine genaue Anpassung erforderlich
ist, da Toleranzen beim Wickelprozeß auf Grund der geringen Elastizität des Ringes
nicht ausgeglichen werden können.
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Es ist weiterhin bekannt, Schirmringe aus einem gewendelten Leiterband
oder aus einem metallischen oder metallisierten Schlauch herzustellen. Derartige
Schirmringe haben gegenüber den aus Rohr gebogenen Schirmringen lediglich den Vorteil,
daß eine genaue Anpassung an die einzelnen Durchmesser der Wicklung entfallen kann,
da die Wicklungs-bzw. Isolationstoleranzen auf Grund der Dehnbarkeit des Ringmaterials
ausgeglichen werden können.
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Schließlich ist es noch bekannt, die Schirmringe aus einem elastischen
gummiähnlichen Werkstoff herzustellen, dessen Oberfläche mit einem leitenden Belag
versehen ist. Diese Ringe sind zwar elastisch und können demzufolge Schrumpfungen
und Veränderungen des Isolationsmaterials folgen, ohne daß sie sich dabei verschieben
und den Wicklungs- bzw. Kondensatoraufbau gefährden; jedoch weisen auch sie noch
verschiedene Nachteile auf.
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So ist es einmal schwierig, eine einwandfreie elektrische Verbindung
zwischen den Windungen bzw. den Kondensatorbelägen und dem gummiähnlichen Schirmring
herzustellen, und zum anderen ist der Einsatz von gummiähnlichen Werkstoffen unter
Isolieröl, welches bei Hochspannungstransformatoren in vielen Fällen als Isolier-
bzw. Kühlmedium Verwendung findet, stets mit einem gewissen Risiko verbunden.
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Die Erfindung bezweckt, einen Schirmring zur Steuerung der Randfelder
an Wicklungen von Hochspannungstransformatoren od. dgl. zu schaffen, bei dem die
Nachteile und Mängel der vorerwähnten Konstruktionen vermieden sind.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, unter Verwendung des bekannten dehnbaren
Metallschlauches einen elastischen Schirmring zu schaffen, der sowohl Schrumpfungen
und Veränderungen des tragenden Isolationsmaterials zu folgen vermag, ohne den elektrischen
Aufbau des betreffenden Hochspannungsapparates zu gefährden, und der bei jedem Isoliermedium
eingesetzt werden kann, wobei Toleranzen im Isolationsaufbau in weiten Grenzen ausgeglichen
werden.
Diese Aufgabe wird gelöst, indem erfindungsgemäß das Innere
des schlauchartigen Körpers von einer Zugfeder durchsetzt ist, deren Enden zur Vermeidung
einer Kurzschlußwindung über ein isolierendes Zwischenstück miteinander verbunden
sind.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dient das die
Federenden verbindende isolierende Zwischenstück gleichzeitig der Distanzierung
der einander gegenüberliegenden Enden des schlauchartigen Körpers.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht außerdem vor, außer einem der
Verbindung der Federenden dienenden isolierenden Zwischenstück noch ein der Distanzierung
der Enden des schlauchartigen Körpers dienendes, ebenfalls isolierendes Zwischenstück
zu verwenden und diese derart zueinander anzuordnen, daß das erstere Zwischenstück
im letzteren geführt ist.
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An Hand von Ausführungsbeispielen soll der Gegenstand der Erfindung
näher erläutert werden. Die F i g. 1 zeigt die teilweise geschnittene Draufsieht
auf einen Schirmring gemäß der Erfindung. Der schlauchartige metallische oder metallisierte
Körper 1 umschließt die als Schraubenfeder ausge-
bildete Zugfeder
2, deren Enden an dem isolierenden Zwischenstück 3 in geeigneter Weise befestigt
sind. Die Enden des schlauchartigen Körpers 1 sind durch abgerundete metallische
Elektroden 4 und 4' verschlossen.
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Die F i g. 2 zeigt eine Seitenansicht der Verbindungsstelle
der Schlauch- und Federenden im Schnitt. In die Enden 1 und l' des
schlauchartigen Körpers sind die abgerundeten Elektroden 4 und 4' eingefügt. Ein
mit zwei stabförmigen Ansätzen 5
und 5' versehenes isolierendes scheibenförmiges
Zwischenstück 3 dient der Distanzierung der Elektroden 4 und 4' zum Zwecke
der Vermeidung einer Kurzschlußwindung durch den schlauchartigen Körper. Die stabförmigen
Ansätze 5 und 5' durchgreifen die Mittelbohrungen der Elektroden 4
und 4' und weisen an ihren Enden ebenfalls Bohrungen auf, in die die Enden 2 und
2' der Zugfeder eingehängt sind.
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Die F i g. 3 zeigt eine andere Möglichkeit der Verbindung der
Federenden 2 und 2' und der Distanzierung der Elektroden 4 und 4'. Das scheibenförmige
isolierende Zwischenstück 3 zur Distanzierung der Elektroden 4 und 4' ist
hier durchbohrt und führt in seiner Mittelbohrung ein zweites Zwischenstück
5, in dessen Enden die Enden 2 und 2' der Zugfeder eingehängt sind. Es ist
bei dieser Ausführung auch möglich, auf das verbindende Isolierstück 5 überhaupt
zu verzichten und die Federenden 2 und 2' z. B. durch ein Stück Kordelschnur oder
Baumwollband, welches durch die Mittelbohrung des Zwischenstückes 3 geführt
wird, zu verbinden.
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Gemäß der Erfindung ist es also in vorteilhafter Weise möglich, Schirmrinje
herzustellen. die auf Grund der Dehnbarkeit des schlaucharti-en Metallringes und
der Elastizität der Zugfeder für verschiedene Wicklungsdurchmesser verwendbar sind
und keiner Anpassung bedürfen, da durch ihren Aufbau ein einwandfreier Paßsitz auf
der tracenden Isolation garantiert ist.