DE1196784B - Mit fester Isolation verkleideter Schirmring fuer Hochspannungswicklungen - Google Patents

Description

• Mit fester Isolation verkleideter Schirmrina für Hochspannungswicklungen Zur Herstellung von günstigen Feldverhältnissen, vorzugsweise im Randgebiet von Hochspannungswicklungen bei Transformatoren, werden vielfach sogenannte Schirmringe angewendet. Ein Wicklungsaufbau, bei dem hiervon Gebrauch gemacht ist, ist in F i g. 1 dargestellt. Mit 1 sei die Niederspannungswicklung, mit 2 ein Endschirmring bezeichnet, mit 3,4 und 5 die Lagen einer Hochspannungswicklung, an deren Enden die jeweils mit ihnen verbundenen metallischen Schirmringe 6, 7 und 8 vorgesehen sind. Diese Schirmringe, die meist nicht stromführend sind, können mit einer wesentlich dickeren Isolierun- versehen werden als die Drähte der aktiven Wicklung, so daß sich damit eine entsprechend verbesserte Randisolierung erzielen läßt. Bei solchen Schinnringen ist selbstverständlich darauf zu achten, daß sie keine Kurzschlußwindung bilden.
• Da solche Schirmringe meistens auch im Bereich magnetischer Felder eingebaut werden, sind sie der Gefahr einer unzulässigen Erwärmung infolge der Wirbelstrombildung ausgesetzt. Um dem zu begegnen, ist es bekannt, die leitenden Flächen in mancherlei Weise zu unterteilen. Eine Lösung geht dahin, die leitende Fläche in Streifen aufzulösen, die nebeneinander oder überlappt angeordnet und durch ein ge- meinsames Anlenkband verbunden sind. Eine andere Lösung besteht darin, die Schirmringe aus zwei oder mehreren dünnen Metalleinlagen zusammenzusetzen, die in entsprechendem Isolationsabstand in einen mehrschichtigen Preßholzring eingelegt und ein- oder mehrfach gegeneinander verdrillt sind, wobei alle Einlagen gemeinsam an die stoßspannungsführende Zuleitung angelenkt sind.
• Schirmringe mit ihrer Isolation einen relativ großen Platzanteil in Anspruch nehmen, besonders wenn sich zwischen der durch den Schirinring dargestellten Elektrode und der Gegenelektrode unterteilte Isolierstrecken mit Stoffen verschiedener Dielektrizitätskonstante befinden, z. B. freie Ölstrecken und Papier. Es entfällt damit ein entsprechend großer Teil der elektrischen Beanspruchung auf die spezifisch niedriger belastbaren Stoffe, was bei der Isolierung berücksichtigt werden muß. Unter Umständen ist man dann gezwungen, die Isolation des Schirmringes wesentlich kräftiger auszuführen, was einen meist erheblichen Verlust an Wickelraum zusammen mit einem umständlichen und teueren Isolationsaufbau zur Folge hat.
• Bei einem mit fester Isolation verkleideten Schirmring für Hochspannungswicklungen von Transfonnatoren lassen sich erhebliche Einsparungen an Isolieraufwand und Platzbedarf dadurch erreichen, daß der Schirinring aus zwei oder mehr voneinander isolierten, für sich mit einem Leitbelag versehenen Teilschinnringen besteht, die gemeinsam mit einer Schicht festen Isoliennaterials verkleidet sind. Erfindungsgemäß besitzen die einzelnen Teilschirmringe verschiedenes Potential.
• Das wird z. B. dadurch erreicht, daß ein Teil der mit einer gemeinsamen Isolierschicht verkleideten Teilschirinringe an ein festes Potential angelenkt ist. Die nicht angelenkten Teilschirmringe nehmen dann ein Potential zwischen dem angelenkten Teilschirmring und der Gegenelektrode an und entlasten damit die außerhalb der Schinnringisolation liegende elektrisch beanspruchte Isolierstrecke.
• Da solche Teilschirinringe im allgemeinen sehr dünn sind, ist es nach einem weiteren Erfindungsgedanken vorteilhaft, die Tragkörper aus kunstharzgetränktem Glasfaserband herzustellen, das sich leicht in der gewünschten Weise verformen läßt und im ausgehärteten Zustand des Kunstharzes die erforderliche Festigkeit und Steifigkeit besitzt.
• In der Zeichnung sind zwei Beispiele für derartige mehrteilige Schirmringe nach der Erfindung dargestellt.
• In F i g. 2 sind zwei voneinander elektrisch getrennte Einzelschirmringe 11 und 12 wiedergegeben, die von einer gemeinsamen Schicht festen Isoliermaterials 13 umgeben sind. Wird bei einer solchen Anordnung nach F i g. 2 nur etwa der äußere Schirmring 11 mit der zugehörenden Wicklung elektrisch verbunden und der innere Schinnring 12 auf freiem Potential gelassen, dann ergibt sich bei bestimmten Isolieranordnungen eine erhebliche Verbesserung der Randfeldisolieruno, dadurch, daß der nicht angelenkte Schiiinring 12 ein Mittelpotential zwischen dem Schinnring 11 und der jeweiligen Gegenelektrode annimmt, so daß über der zwischen dem Schirmring 12 und der Gegenelektrode liegenden Isolation eine kleinere Spannung abfällt. Vorteile ergeben sich vor allem dann, wenn diese Isolation zwischen dem Schirm.ring 12 und der Gegenelektrode freie ölstrecken enthält, die im allgemeinen spezifisch nur wesentlich schwächer belastet werden können, als etwa die feste Isolation zwischen den Schirrnringen 11 und 12.
• In F i g. 3 ist die in F i g. 2 im Prinzip dargestellte Idee durch Unterteilung des gesamten Schirmringes in drei Teilschirmringe 14, 15 und 16 noch weiter ausgeführt. Hier wird man etwa den Schirinring 14 an ein Wicklungspotential anlenken und die Teilschirmringe 15 und 16 ein freies Potential annehmen lassen.
• Das erwähnte Glasfaserband ist verhältnismäßig teuer. Sollen daher nach dem vorgeschlagenen Verfahren Schirmringe mit dickerem Tragkörper hergestellt werden, kann es sich empfehlen, zwischen Lagen aus Glasfaserband billigeres, gegebenenfalls ebenfalls harzgetränktes Material vorzusehen. Als solches Material kommt Papier in Frage, das ebenfalls mit aushärtbarem Kunstharz getränkt ist. Bei richtiger Abstimmung der Harze des Glasfaserbandes und des Beilaufes kann der Tragkörper in einem Gang ausgehärtet werden.
• In den F i g. 2 und 3 sind nun Schirmringe dargestellt, deren axiale Höhe relativ groß ist im Verhältnis zu der in radialer Richtung gemessenen Dicke. Zur Herstellung von Schirmringen, die mehr die Form einer Ringscheibe besitzen, deren Höhe in Achsrichtung also klein ist zu ihrer radialen Breite, verwendet man zweckmäßig einen Ringscheibenträger aus Isoliermaterial, etwa aus Preßspan oder Preßholz, der zur Erzielung hoher mechanischer Festigkeit mit dem mehrfach erwähnten Glasfaserband überdeckend bandagiert und dann entsprechend ausgehärtet wird. Der weitere Aufbau mit Leitbelag und Isolierverkleidung entspricht dann den oben beschriebenen Schirmringen.
• Das mit einem aushärtbaren Kunstharz getränkte Glasfaserband läßt sich aber auch mit Vorteil zum Aufbau von Schirmringen aus dünnen Metallreifen oder Metallscheiben in der Weise verwenden, daß das isolierende Zwischenstück in Form eines dünnen Streifen Isoliennaterials zwischen die abgesetzten Enden der Metallringe gelegt und diese Trennstelle mit dem erwähnten Glasfaserband auf größere Länge bandagiert wird.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Mit fester Isolation verkleideter Schirmring für Hochspannunswicklungen von Transformatoren, aus zwei oder mehr voneinander isolierten, für sich mit einem Leitbelag versehenen Teilschirmringen, die gemeinsam mit einer Schicht festen Isoliermaterials verkleidet sind, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die einzelnen Teilschirmringe verschiedenes Potential besitzen.
2. 2. Schirmring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Teil der mit einer gemeinsamen Isolierschicht verkleideten Teilschirmringe an ein festes Potential angelenkt ist. 3. Schirmring nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper der Teilschirmringe aus mit aushärtbarem Kunstharz getränktem Glasfaserband besteht. 4. Schirmring nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper der Teilschirmringe in an sich bekannter Weise aus einem ringförmigen Träger aus festem Isoliermaterial besteht, der mit mit aushärtbarem Kunstharz getränktern Glasfaserband umwickelt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 892 166, 1009 715; deutsche Auslegeschriften Nr. 1057 218, 1011984; Zeitschrift: Elektrotechnik (Würzburg), Nr. 42 vom 17. 10. 1959, S. 373/374; VDI-Zeitschrift vom 11. 10. 1959, S. 1341 ff.