DE1293334B

DE1293334B - High voltage shunt reactor without iron cores

Info

Publication number: DE1293334B
Application number: DE1964G0039944
Authority: DE
Inventors: Stanley Harry Charles; Wetherill Lynn; Welch Alanson Uriah
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1963-02-27
Filing date: 1964-02-25
Publication date: 1969-04-24
Also published as: GB983481A; CH410173A; BE644356A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine eisenkernlose Höchstspannungs-Nebenschlußdrossel mit wenigstens einer Wicklung und an den Wicklungsstirnflächen angeordneten lamellierten Jochen und Jochversteifungen, die das aus hochkant gestellten Lamellen aufgebaute Joch in Querrichtung zu den Lamellen zusammenhalten.The invention relates to an extra-high voltage shunt reactor without an iron core laminated with at least one winding and arranged on the winding end faces Yokes and yoke stiffeners made up of upright lamellas Hold the yoke together in the transverse direction to the lamellas.

Derartige Nebenschlußdrosseln stellen eine induktive Wicklung dar, die parallel oder im Nebenschluß zu einer Hochspannungs- oder Höchstspannungsübertragungsleitung geschaltet werden kann. Die Drosseln werden dazu benutzt; den Ladestrom einer solchen Übertragungsleitung einzuspeisen oder zu neutralisieren, der rasch mit der Leitungsspannung wächst. Damit ein hoher Magnetisierungsstrom in. den Drosseln fließt, werden sie in einer eisenkernlosen Ausführung hergestellt.Such shunt chokes represent an inductive winding, those parallel or shunted to a high-voltage or extra-high voltage transmission line can be switched. The chokes are used for this; the charging current of such Infeed or neutralize the transmission line, which rapidly with the line voltage grows. So that a high magnetizing current flows in the chokes, they are manufactured in an iron core-less version.

Eine Gefahr bei solchen Hochspannungs- und Höchstspannungs-Nebenschlußdrosseln, die sich durch große Abmessungen auszeichnen, besteht darin, daß der Magnetfluß in der Nähe der Stirnflächen der Drosselwicklung von der axialen Richtung abweicht und eine Querrichtung relativ zur Achse durch die Spule annimmt. Dieser magnetische Querfluß wirkt mit dem Strom in den benachbarten Leiterwindungen der Spule zusammen, erzeugt hohe axiale mechanische Kräfte auf die Spulenanordnung und bringt diese in Schwingungen, deren Amplituden ein schädliches Ausmaß annehmen können. Die hierbei auftretenden Druckkräfte können zu einer Beschädigung der Spulenisolation führen.A danger with such high-voltage and extra-high voltage shunt reactors, which are characterized by large dimensions, is that the magnetic flux in the vicinity of the end faces of the inductor winding deviates from the axial direction and assumes a transverse direction relative to the axis through the coil. This transverse magnetic flux interacts with the current in the adjacent conductor turns of the coil, generates high axial mechanical forces on the coil arrangement and causes it to oscillate, the amplitudes of which can be harmful. The pressure forces that occur here can damage the coil insulation.

Es ist eine eisenkernlose Drossel bekannt, die eine bandförmige Wicklung aufweist, welche auf Grund ihrer Eigenfestigkeit ohne einen zentralen abstützenden Kern auskommt. Diese Drossel enthält ferner lamellierte Joche, die mit mehreren quer verlaufenden Versteifungen versehen sind, welche die beim Betrieb der Drossel auftretenden Kräfte aufnehmen. Es sind hier ferner unmittelbar auf der Stirnseite der bandförmigen Wicklung Verstrebungsteile angebracht, die jedoch aus Isoliermaterial hergestellt sind und kein Teil des magnetischen Kreises bilden. Diese Anordnung mag bei einer Drossel mit einer relativ niedrigen Wicklung von großer Eigenfestigkeit zufriedenstellend sein, ist jedoch nicht ohne weiteres auf Drosseln anwendbar, deren , Wicklung eine größere Höhe und keine besonders große Eigenfestigkeit aufweist.A coreless reactor is known which has a ribbon-shaped winding has, which due to their inherent strength without a central supporting Core comes from. This choke also contains laminated yokes with multiple transverse stiffeners are provided, which when operating the throttle absorb occurring forces. There are also here directly on the front side Strut parts attached to the band-shaped winding, but made of insulating material are manufactured and do not form part of the magnetic circuit. This arrangement like a choke with a relatively low winding of great inherent strength be satisfactory, but is not readily applicable to chokes whose , Winding has a greater height and is not particularly strong.

Es ist auch bereits eine Drosselspule bekannt, in deren Wicklungsfenster zur Erhöhung der Festigkeit eine abstützende Säule aus Isoliermaterial vorgesehen ist.A choke coil is also already known in its winding window a supporting column made of insulating material is provided to increase the strength is.

Bei einer flüssigkeitsgekühlten, eisenkernlosen Drosselspule mit einem Paar von Scheibenspulenwicklungen ist es ferner bekannt, die gesamte Stirnfläche der Wicklungen durch lamellierte Joche zu überdecken und die Länge der Jochlamellen so zu bemessen, daß sie dem Abstand zwischen den äußeren Durchmessern der Wicklungen entspricht.In the case of a liquid-cooled, iron-core-less inductor with a Pair of pancake coil windings are also known to cover the entire face of the windings to be covered by laminated yokes and the length of the yoke lamellas to be dimensioned so that they correspond to the distance between the outer diameters of the windings is equivalent to.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Eigenschwingungen, die von den Jochteilen auf die Wicklung ausgeübten Kräfte und die magnetische Streuung an den Wicklungsstirnflächen im Betrieb von Höchstspannungs-Nebenschlußdrosseln weiter zu verringern.The invention is based on the object of the natural vibrations that forces exerted on the winding by the yoke parts and the magnetic scattering on the winding face during operation of extra-high voltage shunt reactors further decrease.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer eisenkernlosen Höchstspannungs-Nebenschlußdrossel der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Versteifungen als die Jochlamellen teilweise überbrückendes lamelliertes Hilfsjoch ausgebildet sind, wobei mindestens ein Wicklungsende mit einem jeweils zugeordneten der beiden Joche verbunden ist und die Jochabschnitte die Wicklung elektrostatisch abschirmen, und daß im Wicklungsfenster eine abstützende Säule aus Isoliermaterial vorgesehen ist. Das Hilfsjoch dient also einerseits zur Versteifung der Jochteile und bildet andererseits ein Teil des magnetischen Kreises, das die magnetische Streuung an den Wicklungsstirnflächen herabsetzt. Die Jochabschnitte werden gleichzeitig zur elektrostatischen Abschirmung der Wicklung verwendet.According to the invention, this object is achieved in a coreless extra-high voltage shunt reactor of the type mentioned above in that the stiffeners act as the yoke lamellae partially bridging laminated auxiliary yoke are formed, wherein at least one end of the winding is connected to a respectively assigned one of the two yokes and the yoke sections shield the winding electrostatically, and that in the winding window a supporting column of insulating material is provided. So the auxiliary yoke is used on the one hand to stiffen the yoke parts and on the other hand forms part of the magnetic Circle that reduces the magnetic scattering at the winding end faces. the Yoke sections also act as an electrostatic shield for the winding used.

Das Hilfsjoch kann aus C-förmigen Jochlamellen aufgebaut sein, und die Joche der Drossel und die benachbarten Wicklungsenden können geerdet sein.The auxiliary yoke can be constructed from C-shaped yoke lamellas, and the yokes of the choke and the adjacent winding ends can be grounded.

Bei einer Drossel mit einem Paar von flachen, in Längsrichtung lamellierten Jochen, deren jedes über ein in einer Ebene liegendes Paar von Wicklungsstimflächen verlegt ist, können die Wicklungen elektrisch parallel zu einem Anschluß gelegt und ein Leitungsanschluß mit einem Joch und der andere Anschluß, ein Erdanschluß, mit dem anderen Joch verbunden sein, wobei die Jochabschnitte elektrostatisch beide Wicklungen abschirmen.In the case of a throttle with a pair of flat, longitudinally laminated Yokes, each of which has a pair of winding end faces lying in one plane is laid, the windings can be placed electrically in parallel with a connection and one line connection with a yoke and the other connection, a ground connection, be connected to the other yoke, the yoke sections electrostatically both Shield windings.

Die Länge und Breite der Joche kann zum Überdecken der gesamten Stirnfläche der Wicklungen bemessen sein, und die Länge der Lamellen kann in Stufen von einer längsten in der Mitte zu einer kürzesten an den Seiten eines jeden Joches abgestuft sein.The length and width of the yokes can cover the entire face of the windings, and the length of the slats can be in steps of one longest in the middle graduated to a shortest on the sides of each yoke be.

Die Länge der längsten Lamelle kann im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den äußeren Durchmessern der Wicklungen bemessen sein, und die Länge der kürzesten Lamelle kann zumindest dem Abstand zwischen den Achsen der Wicklungen gleich sein.The length of the longest lamella can be substantially equal to the distance be sized between the outer diameters of the windings, and the length of the shortest lamella can be at least the distance between the axes of the windings be equal.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels, F i g. 2 einen horizontalen Schnitt längs einer Linie 2-2 nach F i g. 1, F i g. 3 eine perspektivische Ansicht eines Hilfsjoches gemäß der Erfindung, F i g. 4 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform, F i g. 5 einen horizontalen Schnitt längs der Linie 5-5 nach F i g. 4, F i g. 6 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform und F i g. 7 einen horizontalen Schnitt längs einer Linie 7-7 der F i g. 6.Exemplary embodiments of the invention are explained in the drawing. It shows F i g. 1 is a side view of an embodiment according to the invention, F i g. 2 shows a horizontal section along a line 2-2 according to FIG. 1, Fig. 3 is a perspective view of an auxiliary yoke according to the invention, FIG. 4 one Side view of another embodiment, FIG. 5 a horizontal section along the line 5-5 of FIG. 4, fig. 6 is a side view of a further embodiment and F i g. 7 is a horizontal section along a line 7-7 of FIG. 6th

In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 eine Höchstspannungs-Nebenschlußdrossel mit einer Wicklung 1, einem lamellierten Joch 2 aus Stahl und einer nichtmagnetischen Säule 3 aus Isoliermaterial im Wicklungsfenster. Die Wicklung 1 besteht aus oberen und unteren Teilen 4 und 5, die in entgegengesetzten Richtungen gewickelt und elektrisch parallel geschaltet sind. Beispielsweise sind der obere Teil 4 im Uhrzeigersinn und der untere Teil 5 entgegen dem Uhrzeigersinn gewickelt. Jeder Teil ist in scheibenförmigen Wicklungsabschnitten 6 unterteilt, die über die ganze Wicklung identisch sind. Die benachbarten Enden der Teile 4 und 5 sind in der Mitte der Wicklung l miteinander verbunden und bilden eine Mittenanzapfung oder Leitung 7, an die eine stromleitende oder metallische statische Platte oder elektrostatische Abschirmung 8, welche in die Wicklung 1 in der Mitte zur elektrostatischen Abschirmung des Leitungspotentials eingebettet ist, angeschlossen sein kann. Damit wird die Spannungsbeanspruchungsverteilung in den Abschnitten in der Nähe des Leitungsendes unter Impulsspannungsbedingungen abgestuft. Die elektrostatische Abschirmung 8 weist vorzugsweise radiale Schlitze auf oder nimmt die Form von schmalen Schlitzen an, damit zu hohe Wirbelströme vermieden werden. Die Abschnitte 6 in jedem Wicklungsteil sind in Serie geschaltet. Die äußeren Enden der Teile 4 und 5 sind mit dem lamellierten Joch 2 verbunden, das geerdet ist und den anderen bzw. Erdanschluß der Drossel bildet.In the drawings, F i g. 1 a high voltage shunt reactor with a winding 1, a laminated yoke 2 made of steel and a non-magnetic Column 3 made of insulating material in the winding window. The winding 1 consists of upper and lower parts 4 and 5, which are wound in opposite directions and electrically are connected in parallel. For example, the upper part 4 are clockwise and the lower part 5 is wound counterclockwise. Each part is in disk-shaped Subdivided winding sections 6, which are identical over the entire winding. the adjacent ends of the parts 4 and 5 are in the middle of the winding l with each other connected and form a center tap or line 7 to which a current-conducting or metallic static plate or electrostatic shield 8 inserted into the Winding 1 in the middle for electrostatic shielding of the line potential is embedded, can be connected. This becomes the stress distribution in the sections near the end of the line under impulse voltage conditions graduated. The electrostatic shield 8 preferably has radial slots or takes the form of narrow slots, so that too high eddy currents are avoided will. The sections 6 in each winding part are connected in series. The outer Ends of the parts 4 and 5 are connected to the laminated yoke 2, which is grounded and forms the other or ground connection of the choke.

Die Teile 4 und 5 der Wicklung 1 stellen zwei elektrisch parallele, stromleitende Pfade dar, während gleichzeitig diese Teile magnetisch in Reihe geschaltet sind und ihre magnetomotorischen Kräfte in einem gemeinsamen magnetischen Kreis addiert werden.Parts 4 and 5 of winding 1 represent two electrically parallel, electrically conducting paths, while at the same time these parts are magnetically connected in series and their magnetomotive forces are in a common magnetic circuit can be added.

Das lamellierte Joch 2 ist im wesentlichen ein rechteckförmiger Rahmen, der die Wicklung l umgibt, ist aber verschieden von Jochen üblicher stationärer Induktionsvorrichtungen; seine Teile sind in einer Richtung parallel zu den Lamellierungen weniger breit und in Richtung senkrecht zu den Lamellierungen breiter. Dieses letztere Merkmal ist in F i g. 2 sehr deutlich gezeigt. So ist in der Richtung senkrecht zu den Lamellierungen nach F i g. 2 der Rahmen mindestens so breit und vorzugsweise etwas breiter als der Außendurchmesser der Wicklung 1. Infolgedessen besteht nur eine geringe oder keine Tendenz für den Magnetfluß, in der Wicklung 1 entweder in dem Fenster oder in der Wicklung selbst eine Richtung anzunehmen, die von der Richtung parallel zur Achse der Wicklung abweicht, welche natürlich parallel zur Zeichenebene und senkrecht in F i g. 1 ist und auch senkrecht zur Zeichenebene nach F i g. 2 verläuft. Dies ist durch die Richtung der gestrichelten Flußlinien an den Enden der Wicklung 1 angedeutet, wenn sie in das Joch 2 treten. Wie sich aus F i g. 2 ergibt, trifft dies für alle radialen Richtungen an den Endflächen der Wicklung 1 zu.The laminated yoke 2 is essentially a rectangular frame which surrounds the winding 1, but is different from yokes of conventional stationary induction devices; its parts are less wide in a direction parallel to the lamellas and wider in a direction perpendicular to the lamellas. This latter feature is shown in FIG. 2 shown very clearly. So is in the direction perpendicular to the lamellas according to FIG. 2 the frame at least as wide and preferably slightly wider than the outside diameter of the winding 1. As a result, there is little or no tendency for the magnetic flux in the winding 1, either in the window or in the winding itself, to take a direction that is different from the direction differs parallel to the axis of the winding, which of course is parallel to the plane of the drawing and perpendicular in FIG. 1 and also perpendicular to the plane of the drawing according to FIG. 2 runs. This is indicated by the direction of the dashed lines of flux at the ends of the winding 1 when they enter the yoke 2. As can be seen from FIG. 2 results, this applies to all radial directions at the end faces of the winding 1.

Die horizontalen Lamellen des Joches 2, die quer zu den Enden der Wicklung liegen, welche eine augenblickliche entgegengesetzte magnetische Polarität aufweist, haben eine starke magnetische Anziehung, die eine axiale Druckkraft auf die Wicklung ausübt, und weil die Jochlamellen, die parallel zur Ebene der Lamellierung schmal sind, vergleichsweise nachgiebige Träger darstellen, würde deren Auslenkung unter einer solchen Krafteinwirkung zu groß. Diese Auslenkung wird durch die zentrische Säule 3 aus paramagnetischem Isoliermaterial, z. B. Porzellan, verhindert, die den Druckkräften einen starken Widerstand entgegensetzt und sich in Längsrichtung durch das Wicklungsfenster erstreckt sowie einen Durchmesser aufweist, der etwa gleich dem Innendurchmesser der Wicklung ist. Die Endflächen der Säule 3 sind etwa bündig mit den Endflächen der Wicklung 1.The horizontal lamellae of the yoke 2, which run across the ends of the Winding, which have an instantaneous opposite magnetic polarity has a strong magnetic attraction that exerts an axial compressive force the winding exerts, and because the yoke lamellae, which are parallel to the plane of the lamination are narrow, represent comparatively flexible girders, their deflection would be too big under such a force. This deflection is caused by the centric Column 3 made of paramagnetic insulating material, e.g. B. porcelain, which prevents the Opposes a strong resistance to compressive forces and extends in the longitudinal direction the winding window extends and has a diameter that is approximately the same is the inside diameter of the winding. The end faces of the column 3 are approximately flush with the end faces of the winding 1.

Das Joch schirmt nicht nur die Wicklung 1 magnetisch ab, indem die Ausbildung eines Streuflusses verhindert wird, wie durch die gestrichelten Flußlinien angezeigt ist, sondern es wirkt auch als elektrostatische bzw. die Potentialbeanspruchungsverteilung staffelnde Abschirmung für die geerdeten Enden der Wicklung 1 wegen der ziemlich großen Oberfläche und weil es auf dem gleichen Potential wie die entgegengesetzten Enden der Wicklung 1 liegt, indem es direkt elektrisch damit verbunden ist. Soweit kein Potentialunterschied zwischen den Enden der Wicklung 1 und dem Joch vorhanden ist, ist keine oder nur eine geringe Isolation zwischen den Enden der Wicklung und dem Joch erforderlich. Dies trägt auch zur magnetischen Abschirmung des Joches bei, da das magnetische Material zur Aufrechterhaltung der gewünschten axialen Richtung des Magnetflusses in der Wicklung um so mehr beiträgt, je enger das magnetische Material im Joch an den Enden der Wicklung anliegt.The yoke not only shields the winding 1 magnetically by the Formation of a leakage flux is prevented, as indicated by the dashed flux lines is indicated, but it also acts as an electrostatic or the potential stress distribution staggering shielding for the grounded ends of winding 1 because of the fairly large surface and because it is on the same potential as the opposite Ends of the winding 1 lies in that it is directly electrically connected to it. So far there is no potential difference between the ends of the winding 1 and the yoke there is little or no insulation between the ends of the winding and the yoke required. This also contributes to the magnetic shielding of the yoke, because the magnetic material to maintain the desired axial direction of the magnetic flux in the winding, the closer the magnetic, the more it contributes Material in the yoke rests against the ends of the winding.

Wenn Isoliermaterial für die Säule 3 verwendet wird, ist das geerdete Metall so weit von dem Scheibenwicklungsstapel weg, daß eine relativ gleichförmige übergangsspannungsverteilung längs des Stapels vorliegt und die Beanspruchung zwischen benachbarten Wicklungsabschnitten vergleichsweise klein ist. Deshalb ist es möglich, ein verhältnismäßig hohes Verhältnis von Leiter zu Isolation (Wicklung mit hohem Raumausnutzungsfaktor) zu verwenden, und dies führt zu einem Wicklungsaufbau, der wirtschaftlicher ist als die Lagenwicklungen, die üblicherweise in Leistungstransformatoren verwendet werden.If insulating material is used for column 3, it is earthed Metal so far away from the disc winding stack that a relatively uniform transient stress distribution is present along the stack and the stress between adjacent winding sections is comparatively small. Therefore it is possible a relatively high ratio of conductor to insulation (winding with high Space utilization factor) and this leads to a winding structure that is more economical than the layer windings that are usually used in power transformers be used.

Weil die Jochlamellen eine ziemlich große Breite entsprechend dem Außendurchmesser der Wicklung aufweisen, wie in F i g. 2 gezeigt, damit das gesamte Magnetfeld aufgenommen und radiale Streuflüsse vermieden werden können, ist diese Breite offensichtlich größer als der Durchmesser der Säule 3, und deshalb ist es erforderlich, die Kraft von den äußeren, nicht abgestützten Jochlamellen auf die Säule 3 zu übertragen. Zu diesem Zweck ist ein lamelliertes Hilfsjoch 10 vorgesehen, das die Jochlamellen 2 teilweise überbrückt und die Funktion eines Querträgers erfüllt.Because the yoke lamellas have a fairly large width corresponding to that Have the outer diameter of the winding, as in FIG. 2 shown so the entire Magnetic field can be absorbed and radial leakage flux can be avoided, is this Width obviously larger than the diameter of the column 3, and that's why it is required the force from the outer, unsupported yoke lamellae on the Transfer to pillar 3. A laminated auxiliary yoke 10 is provided for this purpose, which partially bridges the yoke lamellae 2 and fulfills the function of a cross member.

Eine abgeänderte Ausführungsform eines Joches ist in F i g. 3 gezeigt, in der das Joch 2' schmaler gebaut und die Breite senkrecht zur Ebene der Lamellierung etwa gleich dem Durchmesser der abstützenden Säule 3 oder dem Innendurchmesser der Wicklung 1 ist. Diese Anordnung wird mit einem C-förmigen Hilfsjoch 10' kombiniert, das ähnlich geformte Jochlamellen aufweist, welche die Lamellen des Joches 2' überbrücken. Die Enden der Schenkel des C-förmigen Hilfsjoches 10' bedecken die übrigen, sonst unbedeckten Endflächen der Wicklung 1. Magnetische Kräfte auf das C-förmige Hilfsjoch 10' werden auf das Hauptjoch 2' und von dort auf die zentrische Säule 3 übertragen. Um einen Kurzschluß zwischen den Lamellen zu verhindern, wird elektrisch isolierendes Material 11 zwischen das Hauptjoch 2' und das C-förmige Hilfsjoch 10' eingesetzt. Dieses Isoliermaterial 11 ist so dünn, daß der zusätzliche magnetische Widerstand des magnetischen Flußüberganges gering ist.A modified embodiment of a yoke is shown in FIG. 3, in which the yoke 2 'is built narrower and the width perpendicular to the plane of the lamination is approximately equal to the diameter of the supporting column 3 or the inner diameter of the winding 1. This arrangement is combined with a C-shaped auxiliary yoke 10 ', which has similarly shaped yoke lamellae which bridge the lamellae of the yoke 2'. The ends of the legs of the C-shaped auxiliary yoke 10 'cover the remaining, otherwise uncovered end surfaces of the winding 1. Magnetic forces on the C-shaped auxiliary yoke 10' are transmitted to the main yoke 2 'and from there to the central column 3. In order to prevent a short circuit between the lamellas, electrically insulating material 11 is inserted between the main yoke 2 'and the C-shaped auxiliary yoke 10'. This insulating material 11 is so thin that the additional magnetic resistance of the magnetic flux transition is low.

Die abgeänderte Ausführungsform nach den F i g. 4 und 5 ist insofern vorteilhaft, als die Menge an magnetischem Material, die im äußeren Joch erforderlich ist, vermindert wird.The modified embodiment according to FIGS. 4 and 5 is so far advantageous than the amount of magnetic material required in the outer yoke is decreased.

Die Drossel nach den F i g. 4 und 5 weist doppelte zylindrische Wicklungen 1 und 1' auf, die nebeneinander und mit parallelen Achsen angeordnet sind. Weiter bestehen diese Wicklungen aus im wesentlichen doppelten Teilen oder Hälften 4 und 5 im Falle der Wicklung 1 und 4' und 5' im Falle der Wicklung 1'. Der wesentliche Unterschied zwischen den Teilen oder Hälften besteht darin, daß sie, wie angedeutet, in entgegengesetzten Richtungen gewickelt sind. Die Wicklungsteile oder Hälften sind wiederum in Scheibenwicklungsabschnitte 6 und 6' aufgeteilt, die aufbaumäßig durch die ganzen Wicklungen ähnlich ausgebildet sind, mit Ausnahme ihrer Wicklungsrichtung, und diese Wicklungsabschnitte sind in jeder Wicklungshälfte in Serie zusammengeschaltet. Die gegenüberliegenden Enden der Wicklungshälften 4 und 5 sind miteinander so verbunden, daß sie eine Mittelanzapfung der Wicklung 1 ergeben, und in ähnlicher Weise sind die benachbarten Enden der Wicklungshälften 4' und 5' so miteinander verbunden, daß sie eine Mittenanzapfung der Wicklung 1' ausbilden, wobei diese Mittenanzapfungen ihrerseits so geschaltet sind, daß sie eine Leitung 7 der Drossel bilden. Für die Potentialbeanspruchungsstaffelung unter Impulsbedingungen sind die Leitungsanschlußzonen der Wicklungen 1 und 1' vorzugsweise elektrostatisch durch stromleitende statische Plattenteile 8 und 8' abgeschirmt, die mit den Mittenanzapfungen der Wicklungen 1 und 1' verbunden und in die Wicklungen zwischen .ihren beiden Hälften eingebettet sind. Diese Plattenteile sind in radialer Richtung geschlitzt oder weisen die Form von schmalen Streifen auf, so daß sie keine vollständige oder kurzgeschlossene Windung darstellen und hohe Wirbelströme verhindern.The throttle according to FIGS. 4 and 5 has double cylindrical windings 1 and 1 'arranged side by side and with parallel axes. Furthermore, these windings consist of essentially double parts or halves 4 and 5 in the case of winding 1 and 4 'and 5' in the case of winding 1 '. The main difference between the parts or halves is that, as indicated, they are wound in opposite directions. The winding parts or halves are in turn divided into disc winding sections 6 and 6 'which are structurally similar throughout the windings, with the exception of their winding direction, and these winding sections are connected in series in each winding half. The opposite ends of the winding halves 4 and 5 are connected to one another so that they form a center tap of the winding 1, and similarly the adjacent ends of the winding halves 4 'and 5' are connected to one another so that they form a center tap of the winding 1 ' , these center taps are in turn connected so that they form a line 7 of the throttle. For the potential stress grading under pulse conditions, the line connection zones of the windings 1 and 1 'are preferably electrostatically shielded by current-conducting static plate parts 8 and 8', which are connected to the center taps of the windings 1 and 1 'and embedded in the windings between their two halves. These plate parts are slotted in the radial direction or have the shape of narrow strips so that they do not represent a complete or short-circuited turn and prevent high eddy currents.

Um die magnetischen Flüsse in der Nähe der äußeren Enden der Wicklungen 1 und 1' an der Abweichung von der axialen Richtung zu hindern, sind getrennte magnetische Jochabschnitte 12 und 12' quer gelegt oder magnetisch in der Nähe der äußeren Enden der Wicklungen an entgegengesetzten Enden verbunden. Wie am besten der F i g. 5 zu entnehmen, sind diese Jochabschnitte lamelliert, wobei die Ebenen dieser Lamellen hochkant zu den Endflächen der leitenden Wicklungen gestellt sind und die Fläche der Jochabschnitte in der Nähe der Wicklungsenden wenigstens gleich und vorzugsweise etwas größer als die Endfläche der Wicklungen oder Wicklungsabschnitte ist. Der Pfad geringsten magnetischen Widerstandes für jeden Fluß in den Wicklungen verläuft in axialer Richtung, damit er in das magnetische Material der Jochabschnitte 12 und 12', die vorzugsweise aus hochpermeablem Siliziumstahl bestehen, eintreten kann. Die äußeren Enden aller Wicklungsteile sind elektrisch mit den benachbarten Jochabschnitten verbunden, die ihrerseits geerdet oder auf Erdpotential betrieben werden, so daß nur eine Scheibenabschnitts-Wicklungsisolation zwischen den Enden der Wicklungen und den metallischen, stromleitenden Jochabschnitten, erforderlich ist.Around the magnetic fluxes near the outer ends of the windings Preventing 1 and 1 'from deviating from the axial direction are separate magnetic ones Yoke sections 12 and 12 'placed transversely or magnetically near the outer ends of the windings connected at opposite ends. As best the fig. 5 can be seen, these yoke sections are laminated, the levels of these lamellae are placed on edge to the end faces of the conductive windings and the surface of the yoke sections in the vicinity of the winding ends at least equally and preferably is slightly larger than the end face of the windings or winding sections. Of the Least reluctance path for any flux passes through the windings in the axial direction so that it is in the magnetic material of the yoke sections 12 and 12 ', which are preferably made of highly permeable silicon steel, can enter. The outer ends of all winding parts are electrical with the adjacent yoke sections connected, which in turn are grounded or operated at ground potential, so that just a disc section winding insulation between the ends of the windings and the metallic, electrically conductive yoke portions, is required.

Innerhalb der Wicklungsfenster der Wicklungen 1 und 1' sind paramagnetische oder nichtmagnetische abstützende Säulen 3 und 3', vorzugsweise aus Isoliermaterial, wie z. B. Porzellan oder Glas, vorgesehen. Die Enden dieser Säulen, die sehr widerstandsfähig gegen Druck sind, schließen bündig mit den äußeren Endflächen der zylindrischen Wicklungen ab, und sie leisten den starken magnetischen Anziehungskräften zwischen den Jochabschnitten 12 und 12', die an entgegengesetzten Enden einer jeden Wicklung auf unterschiedlicher magnetischer Polarität liegen, Widerstand, so daß die Wicklungsisolation gegen eine Beschädigung durch die hohen von außen aufgebrachten mechanischen und sich aus der magnetischen Anziehung zwischen den Jochabschnitten ergebenden Kräften geschützt ist. Quer verlaufende lamellierte Hilfsjoche 10 überbrücken wieder teilweise die Lamellen der Jochabschnitte 12,12', damit die Kraft, die auf die äußeren Jochlamellen wirkt, auf die zentrischen Säulen 3 und 3' übertragen werden kann.Within the winding windows of windings 1 and 1 'are paramagnetic or non-magnetic supporting pillars 3 and 3 ', preferably made of insulating material, such as B. porcelain or glass, provided. The ends of these pillars that are very tough are against pressure, close flush with the outer end faces of the cylindrical Windings, and they perform the strong magnetic forces of attraction between them the yoke sections 12 and 12 'on opposite ends of each winding lie on different magnetic polarity, resistance, so that the winding insulation against damage caused by the high mechanical and forces resulting from the magnetic attraction between the yoke sections is protected. Laminated auxiliary yokes 10 running transversely again partially bridge the lamellas of the yoke sections 12, 12 'so that the force acting on the outer yoke lamellas acts, can be transferred to the central columns 3 and 3 '.

Aus vorstehender Beschreibung ergibt sich, daß die Drossel vier elektrisch parallele Pfade oder Stromkreise aufweist, deren magnetomotorische Kräfte in einem gemeinsamen magnetischen Kreis, der die beiden Jochabschnitte und die Wicklungen in Serie enthält, kumulativ oder additiv wirken.From the above description it can be seen that the throttle is four electrically having parallel paths or circuits, the magnetomotive forces in one common magnetic circuit that forms the two yoke sections and the windings contains in series, act cumulatively or additively.

Zusätzlich wirken die Jochabschnitte 12 und 12' als elektrostatische Potentialstufenabschirmungen für die geerdeten Enden der Wicklungen unter Impulsbedingungen insofern, als sie vergleichsweise große stromleitende oder kapazitive Oberflächen auf dem gleichen Potential wie die äußeren Enden der Wicklungen und in unmittelbarer Nähe derselben ergeben.In addition, the yoke sections 12 and 12 'act as electrostatic ones Potential step shields for the grounded ends of the windings under pulse conditions insofar as they have comparatively large electrically conductive or capacitive surfaces at the same potential as the outer ends of the windings and in close proximity Closeness to the same.

In dem weiteren Ausführungsbeispiel nach den F i g. 6 und 7 sind die Vorteile der geringeren Anzahl von parallelen stromleitenden Pfaden der Konstruktion nach F i g. 1 und die verringerte Menge an magnetischem Material im Joch der Konstruktion nach F i g. 4 in einer Drosselanordnung zusammengefaßt, in der ein Jochabschnitt auf Leitungspotential betrieben wird.In the further exemplary embodiment according to FIGS. 6 and 7 are the Advantages of the fewer number of parallel conductive paths of the construction according to FIG. 1 and the reduced amount of magnetic material in the yoke of the structure according to FIG. 4 summarized in a throttle arrangement in which a yoke section is operated on line potential.

Die Drossel nach den F i g. 6 und 7 weist zwei stromleitende, zylindrisch ausgebildete Wicklungen 1 und 1' auf, die mit der Ausnahme identisch sein können, daß sie entsprechend umgekehrt gewickelt sind. Vorzugsweise bestehen die Wicklungen jeweils aus einer Vielzahl von in Serie geschalteten Scheiben oder Wicklungsabschnitten 6 und 6'. Elektrisch stromleitende magnetische Jochteile 13 und 14 sind über die benachbarten Enden der entsprechenden Wicklungen gelegt oder magnetisch miteinander verbunden. Wie in F i g. 7 gezeigt, sind diese Jochteile lamelliert, wobei die Lamellen hochkant zu den Endflächen der Wicklungen verlaufen, und die Jochteile sind wenigstens ebenso breit und vorzugsweise etwas breiter als der äußere Durchmesser der Wicklungen in der Nähe davon, so daß der Pfad geringsten magnetischen Widerstandes für den Magnetfluß in den Wicklungen in axialer Richtung in die Jochteile hinein und aus diesen heraus und nicht in Querrichtung relativ zu einer solchen axialen Richtung verläuft, was für den ganzen Bereich der Endflächen der Wicklungen zutrifft.The throttle according to FIGS. 6 and 7 has two conductive, cylindrical formed windings 1 and 1 ', which can be identical with the exception that they are wound in reverse accordingly. Preferably the windings are made each of a large number of disks or winding sections connected in series 6 and 6 '. Electrically conductive magnetic yoke parts 13 and 14 are on the adjacent ends of the respective windings placed or magnetically with each other tied together. As in Fig. 7, these yoke parts are laminated, with the lamellae run upright to the end faces of the windings, and the yoke parts are at least just as wide and preferably slightly wider than the outer diameter of the windings near it, so that the path of least reluctance for the Magnetic flux in the windings in the axial direction in and out of the yoke parts this out and not in the transverse direction relative to such an axial direction runs, which applies to the entire area of the end faces of the windings.

Die Enden der Wicklungen 1 und 1' in der Nähe des Jochteils 13 sind elektrisch mit diesem und mit einer Leitung 7 verbunden, so daß das Jochteil 13 auf Leitungspotential liegt, d. h. auf dem gleichen Potential wie die oberen oder Leitungsenden der Wicklungen 1 und 1'. Infolgedessen ist keine besondere Isolation zwischen dem Jochteil 13 und den benachbarten Stirnflächen der Wicklungen erforderlich, wie dies der Fall wäre, wenn das Jochteil 13 auf Erdpotential liegen würde. Ein weiterer Vorteil, das Jochteil 13 auf Leitungspotential zu betreiben, besteht darin, daß es dann als elektrostatische Abschirmung für das Leitungsende der Wicklungen dient, wobei es eine vergleichsweise große stromleitende Oberfläche besitzt.The ends of the windings 1 and 1 'in the vicinity of the yoke part 13 are electrically connected to this and to a line 7, so that the yoke part 13 is at line potential, ie at the same potential as the upper or line ends of the windings 1 and 1' . As a result, no special insulation is required between the yoke part 13 and the adjacent end faces of the windings, as would be the case if the yoke part 13 were at ground potential. A further advantage of operating the yoke part 13 at line potential is that it then serves as an electrostatic shield for the line end of the windings, with it having a comparatively large electrically conductive surface.

Die gewöhnlich sehr scharfen Ecken und Kanten des Jochteils 13 sollen abgerundet sein, damit die Gefahr einer Koronarentladung verringert wird, die dadurch besteht, daß das Jochteil 13 auf einem sehr hohen Potential gegenüber benachbarten geerdeten Teilen oder Oberflächen, z. B. der Wandung eines die Drossel aufnehmenden Metallgehäuses, liegt. Es kann erwünscht sein, eine zusätzliche, abgerundete, stromleitende, elektrostatische Abschirmung zwischen das »heiße« Jochteil 13 und solchen geerdeten Oberflächen oder Teilen zu legen.The usually very sharp corners and edges of the yoke part 13 should rounded to reduce the risk of coronary discharge, the through this consists that the yoke part 13 at a very high potential with respect to neighboring earthed parts or surfaces, e.g. B. the wall of a throttle receiving Metal housing. It may be desirable to have an additional, rounded, electrically conductive, electrostatic shielding between the "hot" yoke part 13 and those that are earthed Laying surfaces or parts.

Die entgegengesetzten Enden der Wicklungen sind direkt mit dem Jochteil 14 verbunden, das so geerdet ist, daß das Jochteil 14 auch magnetisch die geerdeten Enden der Wicklungen abschirmt und auch eine elektrostatische Abschirmung für die geerdeten Enden der Wicklungen unter Impulsbedingungen ergibt.The opposite ends of the windings are directly with the yoke part 14 connected, which is grounded so that the yoke member 14 also magnetically the grounded Shields the ends of the windings and also an electrostatic shield for the grounded ends of the windings under pulse conditions.

Innerhalb der Wicklungsfenster sind isolierende paramagnetische oder nichtmagnetische abstützende Säulen 3 und 3' vorgesehen, die Querabmessungen aufweisen, welche im wesentlichen dem inneren Durchmesser der Wicklungen entsprechen und die ferner druckunempfindlich sind und z. B. aus Porzellan bestehen können. Die Stirnflächen dieser Säulen verlaufen bündig mit den Stirnflächen der Wicklungen und dienen zur Aufnahme der mechanischen Belastung oder Kräfte, die durch die magnetische Anziehung zwischen den Jochteilen 13 und 14 auftreten, welche sonst die Wicklungen beschädigen und die elektrische Isolation zerstören würden.Inside the winding window are insulating paramagnetic or non-magnetic supporting columns 3 and 3 'provided which have transverse dimensions, which essentially correspond to the inner diameter of the windings and the are also insensitive to pressure and z. B. can be made of porcelain. The end faces these pillars run flush with the end faces of the windings and are used to Absorption of the mechanical load or forces caused by the magnetic attraction occur between the yoke parts 13 and 14, which otherwise damage the windings and destroy the electrical insulation.

Damit die Kräfte an den äußeren Lamellen, die nicht über den Säulen 3 und 3' liegen, auf diese Säulen übertragen werden, sind wieder lamellierte Hilfsjoche 10 an den Jochteilen 13 und 14 angebracht.So that the forces on the outer lamellas, which do not lie above the columns 3 and 3 ', are transmitted to these columns, lamellar auxiliary yokes 10 are again attached to the yoke parts 13 and 14.

Damit nicht mehr magnetisches Material in den Jochteilen 13 und 14 als erforderlich verwendet wird, sind die Jochteile an ihren äußeren Enden in zwei Richtungen, von der Mitte der Wicklungen beginnend, abgestuft. Obgleich die Jochteile auf ihren Innenseiten flach ausgebildet sind, an denen sie die Stirnflächen der Wicklungen 1 und 1' berühren, sind sie in der Breite quer zu den Lamellen und auch in der Höhe parallel zu den Lamellen an den Enden abgesetzt. Wie beispielsweise gezeigt ist, sind die beiden Absetzungen in zwei Stufen vorgenommen. Die Abstufung quer zu den Lamellen hat den Zweck, daß nicht mehr magnetisches Material über den äußeren Umfang der Wicklungen an den Enden der Jochteile hinaussteht, als erforderlich ist, um die Stirnflächen der Wicklungen vollständig abzudecken. Die Abstufung in der Richtung parallel zu den Lamellen ist deshalb zulässig, weil diese Teile der Lamellen nur den Fluß von den äußeren Hälften der Wicklungen führen müssen, während die übrigen Teile der Lamellen den gesamten Fluß der Wicklungen zu führen haben. Somit ist auf dem Pfad, der die Achsen oder Mittenlinien der Wicklungen verbindet, d. h. an den Enden der Joche und an ihren Mitten quer zu ihren Lamellen, der Fluß ein Minimum, und damit kann die Fläche des magnetischen Materials, die zur Führung dieses Flusses erforderlich ist, ein Minimum sein, wie durch die unterste und schmalste Stufe an den äußersten Enden der Jochteile 13 und 14 angedeutet ist.So that no more magnetic material is used in the yoke parts 13 and 14 than is necessary, the yoke parts are stepped at their outer ends in two directions, starting from the center of the windings. Although the yoke parts are flat on their insides, where they touch the end faces of the windings 1 and 1 ' , they are offset in width across the lamellae and also in height parallel to the lamellae at the ends. For example, as shown, the two depositions are done in two stages. The purpose of the gradation transversely to the lamellas is that no more magnetic material protrudes beyond the outer circumference of the windings at the ends of the yoke parts than is necessary to completely cover the end faces of the windings. The gradation in the direction parallel to the lamellas is permissible because these parts of the lamellas only have to carry the flux from the outer halves of the windings, while the remaining parts of the lamellas have to carry the entire flux of the windings. Thus, on the path connecting the axes or center lines of the windings, ie at the ends of the yokes and at their centers across their lamellas, the flux is a minimum and thus the area of magnetic material required to guide this flux is to be a minimum, as indicated by the lowest and narrowest step at the extreme ends of the yoke parts 13 and 14.

Aus den gleichen Gründen sind die Hauptabschnitte der Jochteile 13 und 14, die zwischen den abgestuften Enden verlaufen, auch stufenweise ausgebildet, wobei die Lamellen in einer mittleren Zone breiter als die Lamellen in den äußeren Zonen auf beiden Seiten der Mittelzone sind. Dies ist möglich, weil die Wicklungsflußdichte in der Querschnittsfläche am größten ist, die durch den inneren Wicklungsdurchmesser bestimmt wird, und fortschreitend auf Null abnimmt, wenn man in radialer Richtung von dem inneren Durchmesser zum äußeren fortschreitet.The main portions of the yoke parts are 13 for the same reasons and 14, which run between the stepped ends, are also stepped, the lamellae in a central zone being wider than the lamellae in the outer ones Zones are on either side of the central zone. This is possible because of the winding flux density is greatest in the cross-sectional area, which is determined by the inner winding diameter is determined, and progressively decreases to zero when moving in the radial direction progresses from the inner diameter to the outer.

Die Jochformen können als Hälften eines in Längsrichtung gespaltenen Zylinders mit abgerundeten Enden betrachtet werden.The yoke shapes can be split lengthways as halves Cylinder with rounded ends can be considered.

Da es schwierig ist, Porzellan oder gegossenes Glas in einer Dicke von mehr als einigen Zentimetern zu brennen, ohne daß innere thermische Spannungen auftreten, und da der Durchmesser der Säulen 3 und 3' in einer großen Höchstspannungsdrossel eher nach Metern als nach Zentimetern gemessen wird, bestehen die abstützenden Säulen 3 und 3' vorzugsweise aus konzentrischen Zylindern aus Porzellan oder Glas, deren jeder eine maximale Wandstärke aufweist, die nicht größer ist, als dies ohne nachteilige, im Innern auftretende thermische Spannungen erreicht werden kann.Because it is difficult to make porcelain or cast glass in one thickness to burn of more than a few centimeters without causing internal thermal stresses occur, and because the diameter of the pillars 3 and 3 'in a large extra-high voltage reactor If you measure in meters rather than centimeters, the supporting pillars exist 3 and 3 'preferably made of concentric cylinders made of porcelain or glass, their each has a maximum wall thickness that is not greater than this without disadvantageous, Thermal stresses occurring inside can be achieved.

Um die Anordnung zusammenzuhalten und zu starke Schwingungen zu verhindern, soweit die reine Augenblickskraft auf das obere Jochteil 13 unter bestimmten Bedingungen negativ werden und das Jochteil 13 von den Wicklungsflächen abheben kann, werden Zugstangen 17 und 17' aus Isoliermaterial durch die Mittenbohrung der Säulen 3 und 3' geführt. Mit Hilfe der Druckplatten und Schraubenmuttern an den Enden der Zugstangen 17 und 17' in Verbindung mit Druckfedern 15 und 15' kann jeder gewünschte Wert der Befestigungskraft auf die Anordnung aufgebracht werden. Es ist natürlich erforderlich, daß die Zugstangen 1.7 und 17' aus Isoliermaterial bestehen, weil das Jochteil 13 auf Leitungspotential liegt, während das Jochteil 14 auf Erdpotential liegt. Die Federn 15 und 15' halten den Befestigungsdruck an den Säulenenden aufrecht und die Joche eng an den Säulenenden fest, wenn Dimensionsänderungen auf Grund von Temperaturschwankungen auftreten.In order to hold the arrangement together and to prevent excessive vibrations, as long as the pure momentary force on the upper yoke part 13 is negative under certain conditions and the yoke part 13 can lift off the winding surfaces, tie rods 17 and 17 'made of insulating material through the center hole of the columns 3 and 3 'led. With the aid of the pressure plates and screw nuts at the ends of the tie rods 17 and 17 'in conjunction with compression springs 15 and 15', any desired value of the fastening force can be applied to the arrangement. It is of course necessary that the tie rods 1.7 and 17 'consist of insulating material, because the yoke part 13 is at line potential, while the yoke part 14 is at ground potential. The springs 15 and 15 ' maintain the fastening pressure on the column ends and the yokes tightly on the column ends when dimensional changes occur due to temperature fluctuations.

Durch Befestigung der gesamten Anordnung auf einer unteren Halterung, die bis zu einem bestimmten Grad nachgiebig ist, z. B. Holzbohlen oder Träger 16 an Stelle einer direkten Befestigung auf einem starren Material, das praktisch nicht nachgibt, wie ein Sockel oder der Fußboden, kann das untere Joch 14 ohne übertragung der gesamten Vibrationsbewegung durch die Säulen 3 und 3' zum oberen Joch vibrieren. Mit anderen Worten, es kann bei einer gewissen Nachgiebigkeit des unteren Trägers 16 die gesamte Anordnung einen Nullpunkt für die Schwingung entsprechend dem Mittelpunkt der Wicklungen aufweisen, und auf diese Weise wird versucht, die Schwingungsamplitude der oberen und unteren Jochteile auszugleichen.By attaching the entire assembly to a lower bracket, which is compliant to a certain extent, e.g. B. wooden planks or beams 16 instead of a direct attachment to a rigid material, which is practically not yields, like a base or the floor, the lower yoke 14 can without transmission of the entire vibratory movement through the pillars 3 and 3 'to the upper yoke. In other words, it can with a certain flexibility of the lower beam 16 the entire arrangement has a zero point for the oscillation corresponding to the center point of the windings, and in this way an attempt is made to determine the oscillation amplitude balance the upper and lower yoke parts.

Die Erfindung ist an Hand einphasiger Ausführungsbeispiele beschrieben und dargestellt; es können natürlich beliebige Phasen einer mehrphasigen Drossel in ähnlicher Weise aufgebaut sein.The invention is described on the basis of single-phase exemplary embodiments and shown; any phases of a polyphase choke can of course be used be constructed in a similar way.

Claims

Claims: 1. Iron-coreless extra-high voltage shunt choke with at least one winding and lamellated yokes and yoke stiffeners arranged on the winding end faces, which hold the yoke made up of upright lamellas together in the transverse direction to the lamellas, characterized in that the stiffeners as the auxiliary yoke lamellas partially bridging lamellas (10, 10 ') are formed, at least one winding end is connected to a respectively assigned one of the two yokes (2, 2'; 12, 12 '; 13, 14) and the yoke sections shield the winding electrostatically and that in the winding window a supporting Column (3, 3 @ made of insulating material is provided.

2. Throttle according to claim 1, characterized in that the auxiliary yoke (10, 10 ') is constructed from C-shaped yoke lamellas and the yokes (2, 2'; 12, 12 '; 13, 14) of the throttle and the adjacent winding ends are grounded.

3. Choke according to claim 1 or 2, with a pair of flat longitudinally laminated yokes, each of which is laid over a pair of winding end faces lying in one plane, characterized; that the windings are placed electrically in parallel with a connection, that one line connection is connected to a yoke (13) and the other connection, a ground connection, is connected to the other yoke (14) and that the yoke sections electrostatically shield both windings.

4. Throttle according to claim 3, characterized in that the length and width of the yokes (13,14) to cover the entire face of the windings and the length of the lamellae in steps from a longest in the middle to a shortest on the sides of a dimension each yoke is graded.

5. Throttle according to claim 4, characterized in that the length of the longest lamella is essentially equal to the distance between the outer diameters of the windings is dimensioned and the length of the shortest lamella at least the distance is the same between the axes of the windings.