DE1293328B - Mit Schilden versehene Lagenwicklung - Google Patents

Description

• Das Hauptpatent betrifft eine mit Einzelschilden versehene Lagenwicklung für Transformatoren, bei der die Einzelschilde in gegeneinander allseitig isolierte und dadurch verschiedene Potentiale aufweisende Schildelemente aufgeteilt sind. Die gegenseitige kapazitive Kopplung benachbarter Schildelemente erfolgt dabei über die diesen Schildelementen gemeinsamen Windungen oder Wicklungsteile. Dies hat den Vorteil, daß keine zusätzliche Leitung erforderlich ist, die den Schild bzw. dessen einzelne Elemente an ein bestimmtes Potential anlenkt. Es hat aber den Nachteil, daß man Sorgfalt darauf verwenden muß, um an den Kanten der einzelnen Schildelemente zu hohe Feldstärken zu vermeiden. Das erreicht man entweder dadurch, daß die Schildelemente in geringem Abstand nebeneinanderliegen und eine Schicht bilden. Die einzelnen Schildenden können jedoch auch zum Teil übereinanderliegen und die Überlappungsstellen durch dazwischengeschobene Überlappungen gegeneinander isoliert sein, wodurch sich an diesen überlappungsstellen drei Schichten bilden.
• Bei elektrostatischen Schirmen, die zwischen Wicklungen verschiedenen Potentials angeordnet sind und beispielsweise Unterbrechungen im Wicklungsverband überdecken, um dadurch Feldeinbrüche zu verhindern, ist es schon bekannt, diesen leitenden Schirmzylinder aus einzelnen galvanisch getrennten oder nur durch einen niedrigleitenden Belag verbundenen Elementen zusammenzusetzen.
• Solche Schirmflächen können in der Anwendung als elektrostatischer Schirm ihre Aufgabe nur unzureichend erfüllen, wenn sie nicht über ihre ganze Fläche ein bestimmtes einheitliches Potential besitzen, was bei Unterteilung in nicht miteinander verbundene Elemente nicht der Fall ist. Demgegenüber unterscheiden sich die Schilde, auf die sich die Erfindung bezieht, in wesentlichen Punkten. Die erfindungsgemäßen Schilde sollen definitionsgemäß den Eingangslagen von Lagenwicklungen benachbart sein und durch ihre kapazitive Verkopplung eine gleichmäßigere Verteilung von auftreffenden Stoßspannungen auf diese Eingangslage bewirken. Da die Stoßvorgänge sehr hochfrequent ablaufen, sind besonders die. Kapazitäten maßgebend. Das Patent 1064 623 schlägt vor, den Schild aus nebeneinanderliegenden, voneinander getrennten Elementen aufzubauen, die miteinander durch sehr kleine Reihenkapazitäten, jedoch durch große Querkapazitäten über die Wicklung gekoppelt sind.
• Die Herstellung derartiger Schilde wird durch die Möglichkeit des Verzichts auf die peinliche Einhaltung exakter Abstände zwischen benachbarten Elementen ohne dabei auftretende nachteilige Wirkungen wesentlich verbilligt. Eine verbesserte elektrische Festigkeit wird außerdem erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die benachbarten Schildelemente zusätzlich ohmisch gekoppelt sind, indem die einzelnen Schildelemente mit leitfähigen Isolierschichten verbunden oder auf diesen mit Abstand angeordnet sind, und daß die leitfähigen Isolierschichten eine um viele Zehnerpotenzen geringere Leitfähigkeit aufweisen als die Schildelemente. Insbesondere eignet sich dazu durch Ruß in an sich bekannter Weise leitfähig gemachtes Isolierpapier. Normales Isolierpapier hat einen Widerstand, der viele Zehnerpotenzen höher ist als der von Kupfer, während das bei der erfindungsgemäßen Anordnung verwendete Leitpapier einen etwa zwischen Kupfer und Isolierstoff liegenden mittleren Wert haben soll. Dadurch wird gewährleistet, daß einmal die Potentialunterschiede zwischen den Schildelementen 1 (F i g. 1) geringer werden und daß die Abstände 3 zwischen den Schildelementen nicht genau eingehalten zu werden brauchen, da die Kanten 4 der Schildelemente 1 bei Wechselspannung nicht mit hohen Feldstärken beaufschlagt sind, weil über die Isolierschicht 2, die durch Ruß leitfähig gemacht ist, kein großer Spannungsabfall auftreten kann. Bei Stoßspannungsvorgängen jedoch, wo über die Isolierschicht 2 schon höhere Spannungsabfälle auftreten, werden die dadurch bedingten Feldstärken an den Kanten 4 in Kauf genommen, weil während der kurzen Zeitdauer der Stoßspannung an den Schildelementen 1 auftretende Vorentladungen unschädlich sind.
• In dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind mit 5 die den Schildelementen 1 gemeinsamen Windungen und mit 6 die Isolation zwischen den Windungen 5 und der leitfähigen Isolierschicht 2 gekennzeichnet. Man erkennt, daß durch verschieden starke kapazitive Kopplung zwischen 1 und 5 Potentialunterschiede zwischen den einzelnen Schildelementen 1 auftreten können, insbesondere bei Stoßvorgängen, bei denen die einzelnen Windungen 5 stark abweichendes Potential haben können. Diese Potentialunterschiede können zwischen den Schildelementen 1 jedoch durch entsprechende Wahl der Leitfähigkeit der Schicht 2 so vermindert werden, wie es den zwischen Stoß-und Wechselspannungsvorgängen bestehenden Unterschieden am günstigsten angepaßt ist. Durch die Verwendung von mit Ruß schwach leitfähig gemachtem Isolierpapier für die Schicht 2 ergibt sich neben der beschriebenen erhöhten elektrischen Sicherheit außerdem der Vorteil einer besonders einfachen und gefahrlosen Herstellung, bei welcher unbeabsichtigte Toleranzabweichungen des Abstandes 3 unschädlich sind. Die Herstellung ist denkbar einfach: Man wikkelt die Windungen 5 der Wicklung etwa zylindrisch, darüber die zylindrische Isolation 6 und bringt darauf die leitfähige Isolierschicht 2 mit einer um mehrere Zehnerpotenzen geringeren Leitfähigkeit als die Schildelemente 1 auf, die schließlich auf der leitfähigen Isolierschicht 2 angeordnet werden. Die Schicht 2 kann auch mit den Schildelementen 1 überlappt werden und eine an sich bekannte aus der Schicht 2 und den Schildelementen 1 hergestellte Leitbahn bilden. Auch in diesem Fall erfolgt die gegenseitige kapazitive Kopplung der benachbarten Schildelemente 1 über die diesen Schildelementen 1 gemeinsamen Windungen oder Wicklungsteile 5. In F i g. 1 können natürlich die Teile 5 auch als einzelne Wicklungsteile angesehen werden. Diese Schilde können im Streukanal angeordnet und dazu verwendet werden, das Feld zwischen der Oberspannungswicklung einerseits und der benachbarten Unterspannungswicklung bzw. den benachbarten Erdteilen andererseits zu steuern, insbesondere im Randgebiet dieser Wicklung, wodurch eine weitgehende kapazitiv gesteuerte lineare Spannungsaufteilung erreicht werden kann, die eine einfachere stirnseitige Wicklungsrandisolation erlaubt, im Vergleich zum ungesteuerten inhomogenen Randfeld.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Mit Einzelschilden versehene Lagenwicklung für Transformatoren, bei der die Einzelschilde in gegeneinander allseitig isolierte und dadurch verschiedene Potentiale aufweisende Schildelemente aufgeteilt sind und die gegenseitige kapazitive Kopplung benachbarter Schildelemente über die diesen Schildelementen gemeinsamen Windungen oder Wicklungsteile erfolgt, nach Patent 1064 623, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß die benachbarten Schildelemente zusätzlich ohmisch gekoppelt sind, indem die einzelnen Schildelemente (1) mit leitfähigen Isolierschichten (2) verbunden oder auf diesen mit Abstand (3) angeordnet sind, und daß die leitfähigen Isolierschichten (2) eine um viele Zehnerpotenzen geringere Leitfähigkeit aufweisen als die Schildelemente (1).
2. 2. Mit Einzelschilden versehene Lagenwicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähigen Isolierschichten (2) aus mittels Zusätzen von Ruß leitfähig gemachtem Papier bestehen.