DE1249397B - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES VMWW^ PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

HOIf

Deutsche Kl.: 21d2-49

S 82972 VIII b/21 d2
20. Dezember 1962
7. September 1967

Es sind Stumpfkernwandler bekannt, deren offener Eisenkern von einer zylindrischen Niederspannungswicklung und einer kegelstumpfförmigen, aus übereinander angeordneten Teilspulen bestehenden Hochspannungswicklung mit einer zwischen beiden Wicklungen vorgesehenen Papierölisolation konzentrisch umgeben ist; in die zwischenliegende Papierölisolation sind spannungssteuernde Leitbeläge eingelegt, die an die Hochspannungswicklung angelenkt sind.

Bei einer solchen aus lagenweise gewickelten Teilabschnitten bestehenden Hochspannungswicklung treten zwischen den einzelnen Teilabschnitten ihrer Anzahl entsprechende verhältnismäßig hohe Potentialsprünge längs dieser Wicklung auf. Diese Potentialsprünge zwischen den Teilabschnitten bedingen es, daß neben der Lagenisolation in jedem Teilabschnitt auch noch zwischen den Teilabschnitten eine ihrem Potentialunterschied entsprechend verstärkte Isolation vorhanden sein muß.

Außerdem stellt ein derartiger Wicklungsaufbau im Hinblick auf die Stoßspannungsverteilung insofern kein homogenes Gebilde dar, als die kapazitive und induktive Kopplung, wenn sie auch innerhalb eines Teilabschnittes von Lage zu Lage gleichmäßig ist, von Teilabschnitt zu Teilabschnitt einen von dem Kopplungswert innerhalb eines Teilabschnittes wesentlich abweichenden Wert hat. Damit ist ein derartiger Aufbau einer Hochspannungswicklung in sich nicht mehr homogen. Es treten zwischen den Teilabschnitten beim Einziehen einer Stoßspannungswelle Reflexionen ein, die sich ungünstig auf die Stoßspannungsverteilung auswirken.

Um hier Verbesserungen zu erreichen, besteht gemäß der Erfindung die Hochspannungswicklung in einem Stück aus fortlaufend im Zuge des Eisenkernes aufeinanderfolgenden, quer zur magnetischen Achse verlaufenden Lagen, die von innen nach außen oder lagenweise abwechselnd von innen nach außen und außen nach innen gewickelt sind.

Es ist zwar bereits eine Spule bekannt, bei der die aufeinanderfolgenden Lagen quer zur magnetischen Achse verlaufen, aber bei dieser Spule handelt es sich um eine aus Teilwicklungen zusammengesetzte Spule, bei der aufeinanderfolgende Teilwicklungen in jeweils entgegengesetztem Sinn gewickelt sind. Die Teilwicklungen der bekannten Spule sind nämlich einlagig aus jeweils mehreren übereinander angeordneten Windungen aus Flachband hergestellt, und zur Gewinnung einer zusammenhängenden Spule sind jeweils die inneren Enden zweier benachbarter Teilwicklungen untereinander und die äußeren Enden dieser Teilwicklungen mit den äußeren Enden der Spannungswandler mit Stumpfkern

Anmelder:

Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, München 2, Witteisbacherplatz 2

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Hans Kettler, Berlin

darauf jeweils folgenden weiteren Teilwicklungen untereinander elektrisch verbunden.

Bei der bekannten Spule handelt es sich demzufolge nicht um eine fortlaufend gewickelte Wicklung aus einem Stück, sondern um eine Spule, die in mehreren Fertigungsgängen aus einzelnen Teilwicklungen zusammengesetzt ist. Die Herstellung der bekannten Spule ist daher verhältnismäßig aufwendig.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung läßt sich eine weitere Verbesserung in der Stoßspannungsverteilung dadurch erzielen, daß die Dicke der Hochspannungswicklung zur Erdseite hin zunimmt. Infolge der unvermeidlichen Erdkapazität der Wicklung ergibt sich eine pro Längeneinheit der Wicklung nicht gleichmäßige Stoßspannungsverteilung, da der Anfang der Wicklung pro Längeneinheit höher beansprucht ist als die zum erdseitigen Ende hin gesehenen weiteren Längeneinheiten. Dadurch, daß die Dicke der Hochspannungswicklung zur Erdseite hin zunimmt, ist die Induktivität (Lageninduktivität) am kritischen hochspannungsseitigen Ende kleiner als am erdseitigen Ende; sie nimmt außerdem kontinuierlich zu, so daß der Spannungsabfall pro Längeneinheit der Hochspannungswicklung am hochspannungsseitigen Ende geringer gegenüber dem am erdseitigen Ende ist als bei einer Hochspannungswicklung mit gleichbleibendem Wicklungsaufbau.

Die Hochspannungswicklung · des erfindungsgemäßen Stromwandlers kann — wie an sich bekannt — z. B. durch Verwendung von aushärtenden Isolierstoffen (Gießharz) als frei tragende Spule ausgeführt sein, und zur Isolation zwischen Hochspannungs- und Niederspannungswicklung können in an sich bekannter Weise eine Papierölisolation oder flüssige oder gasförmige Isoliermittel (elektronegatives Gas) dienen.

Zur Erläuterung der Erfindung ist bei dem in der F i g. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel nur der offene Eisenkern 1, die ihn konzentrisch umgebende zylin-

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derförmige Niederspannungswicklung 2 und die ebenfalls konzentrisch um den Eisenkern 1 angeordnete kegelstumpfförmige Hochspannungswicklung 3 dargestellt, wobei die obere Stirnfläche des Eisenkernes durch die Bauteile 4 und 5 (metallisch) sowie die Hochspannungswicklung 3 durch die konzentrisch angeordnete metallische Kappe 6 abgedeckt ist. Stützelemente finden hierbei keine Verwendung. Zur Isolation zwischen der Niederspannungswicklung 2 und der Hochspannungswicklung 3 kann eine Papierölisolation oder ein flüssiges bzw. gasförmiges Isoliermittel allein dienen. Die Hochspannungswicklung 3 ist gemäß der Erfindung so gewickelt, daß zunächst die Lage α von innen nach außen, dann — nach Rückführung des Drahtes nach innen — die Lage b ebenfalls von innen nach außen usf. gewickelt wird. In diesem Fall ist der Potentialunterschied zwischen an den Außenseiten der Wicklung benachbart liegenden Drähten höchstens gleich der Lagenspannung.

Man kann aber auch beispielsweise nach dem Wikkein der Lage α von innen nach außen sofort anschließend die Lage b von außen nach innen, dann die nächste Lage von innen nach außen usf. wickeln. Dann ist der Potentialunterschied höchstens gleich der doppelten Lagenspannung.

Soll gemäß der weiteren Erfindung die an sich schon durch den in der F i g. 1 beispielsweise gezeigten Aufbau der Hochspannungswicklung 3 verbesserte Stoßspannungsverteilung noch weiter verbessert werden, so kann die Dicke der Hochspannungsspule 3, wie in der F i g. 2 beispielsweise gezeigt ist, zur Erdseite hin zunehmen.

In diesem Ausführungsbeispiel ist die Hochspannungsspule 3 so gewickelt, daß zunächst die Lage a von innen nach außen, dann sofort anschließend die Lage b von außen nach innen, anschließend die Lage c von innen nach außen usf. in entsprechender Wiederholung gewickelt ist.

Es sei noch bemerkt, daß die Niederspannungswicklung 2 nicht spiralförmig, wie in den Figuren ge- zeigt, über den gesamten Eisenkern 1 aufgebracht zu werden braucht; sie kann auch als konzentrierte Wicklung kleiner Bauhöhe hergestellt werden und auf dem Kern an einer den geeigneten Übersetzungsfehler ergebenden Stelle, gegebenenfalls verschiebbar, angeordnet sein.

Sofern die Hochspannungswicklung 3 als frei tragende, in sich steife Spule ausgeführt ist und zur Isolation zwischen Niederspannungswicklung 2 und Hochspannungswicklung 3 ein flüssiges oder insbesondere gasförmiges Isoliermittel verwendet wird, entfallen besondere Stützelemente, so daß die erfahrungsgemäße Herabsetzung der Stoß- und Spannungsfestigkeit infolge Verwendung von Stützelementen im elektrischen Feld zwischen den hoch- und erdspannungsseitigen Bauteilen vermieden ist.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Spannungswandler mit Stumpf kern und einer den Stumpfkern konzentrisch umgebenden Hochspannungswicklung, deren Abstand vom Kern zur Erdseite hin abnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannungswicklung (3) in einem Stück aus fortlaufend im Zuge des Eisenkernes (1) aufeinanderfolgenden, quer zur magnetischen Achse verlaufenden Lagen (a, b,c . . .) besteht, die von innen nach außen oder lagenweise abwechselnd von innen nach außen und außen nach innen gewickelt sind.

2. Spannungswandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Hochspannungswicklung zur Erdseite hin zunimmt.

3. Spannungswandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannungswicklung frei tragend ist.

4. Spannungswandler nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Isolation zwischen Niederspannungs- und Hochspannungswicklung flüssige oder gasförmige Isoliermittel (elektronegative Gase) dienen.

5. Spannungswandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stumpfkern (1) einerseits und das hochspannungsseitige Ende der Hochspannungswicklung (3) andererseits durch konzentrisch ohne besondere Stützelemente angeordnete Kappen (4, 5, 6) abgedeckt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1187 725;
deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 767 896;
schweizerische Patentschriften Nr. 204 606,
526, 257 220, 306 494, 318 589;
USA.-Patentschrift Nr. 2 980 874.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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