DE1413549C - Hochspannungslagenwicklung mit Inneneingang für Transformatoren und Drosselspulen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochspannungslagenwicklung mit Inneneingang für Transformatoren und Drosselspulen mit an die Enden der dem Streukanal benachbarten Lage angelöteten stromdruchflossenen Endwindungen, mit gegenüber den übrigen Windungen der Lage verstärkten Querschnitten und Isolierungen, sowie mit im Streukanal und zwischen den Lagen aus Isolierstoffbahnen bestehender fester Isolierung und dazwischenliegenden Ölkanälen.

Bei einer derartigen Hochspannungslagenwicklung wird erfindungsgemäß eine rationelle Herstellung von kompletten Ober- und Unterspannungswicklungen, bei der die Wicklungen ohne weitere Arbeiten sofort komplett auf den Kern gesetzt werden können, einschließlich aller Aufbauteile auf der Wickelbank dadurch festen Isolierungen aus flanschlosen zylindrischen, axial über die Lagenränder überstehenden Isolierstoffbahnen bestehen, daß für alle axial übereinanderliegenden Endwindungen ein Leiter mit gleichem Profil und Querschnitt verwendet wird, wobei jedoch die jochnäheren Endwindungen eine stärkere Isolationsumbandelung erhalten als die jochferneren, daß radial auf diese jochferneren Endwindungen Ausfüllstreifen beigelegt sind, die die verringerte Isolierung der jochferneren Endwindungen so ausgleichen, daß die Radialabmessung der umbandelten jochnäheren und der jochferneren Endwindungen einschließlich der Ausfüllstreifen gleich der Radialabmessung der umbandelten übrigen Windüngen der Wicklungslage ist, daß die Radialabmessung der Endwindungsleiter kleiner als die Leiter der übrigen Windungen der Lage, dagegen die Axialabmessung der Endwindungsleiter größer als die der Leiter der übrigen Windungen der Lage gewählt ist und daß die Endwindungen mit Steigung gewickelt sind, wobei die gegen die Horizontale geneigte Stirnseite der Endwindung mit einem keilförmigen Abstützelement mit ebener Stirnseite abgestützt ist, welches zu einem offenen, als Steigungsausgleich dienendem Stützzylinder gebogen ist, daß der Entwindungsleiter selbst als Leiter für die Ausleitung verwendet, dazu axial abgekröpft und in der offenen Trennstelle des Stützzylinders geführt ist.

F i g. 1 bis 3 zeigen bekannte Wicklungsaufbauten, die Fig. 6 bis 9 die wesentlichen Merkmale der Erfindung, die einen neuen, einfachen Wicklungsaufbau gemäß Fig. 10 ermöglichen. Die Fig. 4 und 5 erläutern die Randfelder, die F i g. 6 das Prinzip der neuen Randfeldisolation.

Die Art der Endisolation von Wicklungen ist bekanntlich von sehr großer Bedeutung für die Auslegung und Betriebssicherheit des Gerätes. Es sind daher schon viele verschiedene Vorschläge und Ausführungsarten bekanntgeworden. Die Vorschläge gehen fast immer von der Tatsache aus, daß im Randgebiet von Hochspannungswicklungen die Feldverteilung wesentlich ungünstiger ist als im Inneren der Wicklung und beruhen auf einer besonders ausgeführten Schirmelektrode, die an die Stirnseite der Wicklung gesetzt als sogenannter Schirmring das Randfeld infolge seiner Formgebung steuert und infolge seiner starken Isolation dafür sorgt, daß die hohen Gradienten vorzugsweise im Papier und nicht im öl oder einem anderen Kühlmittel verlaufen.

Eine Ausführungsform eines solchen Schirmringes für Scheibenspulenwicklungen zeigt F i g. 1 und für Lagenwicklungen Fig. 2 und 3. Der Erfindung liegt nun vor allem die Aufgabe zugrunde, im Zuge der Vereinfachung und Normalisierung von Hochspannungswicklungsaufbauten eine Endisolation für Wicklungen zu finden, welche ein fortlaufendes schnelles Aufwickeln erlaubt, und gleichzeitig Fehlermöglichkeiten, die bei den bisherigen Verfahren vorhanden sind, zu verringern.

Um die Darstellung der auftretenden Probleme bei den bisherigen Ausführungen und deren Verbesserung zu ermöglichen, seien die beiden Haupttypen der bisherigen Konstruktionen nach den Fig. 1 bis 3 näher beschrieben. Die Bezugszeichen werden bei allen Anordnungen gemäß den F i g. 1 bis 10 stets gleich gewählt, so daß es genügt, nur in Fig. 1 einen relativ großen Wicklungsausschnitt wiederzugeben, während in den anderen Beispielen dann nur interessierenden Teilausschnitte dargestellt sind.

In F i g. 1 gibt die strichpunktierte Linie 1 die Lage der Wicklungsachse wieder. Man erkennt die auf den Kern geschobene innere Wicklung 2, die meist die Unterspannungswicklung darstellt und an ihren Stirnseiten den Schirmring 3 mit der Isolation 3'. Darüber sind die Isolierzylinder 4 und in sie eingeschoben ein Winkelring 5 gezeichnet, auf den über Leisten 6 die Oberspannungswicklung 7 gewickelt ist, wobei die Drähte durchweg eine gleich starke Isolation T besitzen. Auf die äußere Wicklung 7, die wie die innere Wicklung 2 in Spulen gewickelt ist, ist ebenfalls ein Schirmring 8 mit der Isolation 8' gesetzt. Die Zuleitung 9 zur Wicklung ist stromdurchflossen, während die Zuleitung 10 zum Schirmring im allgemeinen nicht stromdurchflossen ist, da es genügt den Schirmring 8 an das Potential von 9 anzulenken.

Die Wicklung 7 ist auf ihren Stirnseiten mit axialen Abstützteilen 11 abgedeckt und wird dadurch über weitere nicht gezeigte Abstützteile axial abgestützt und über die Preßkonstruktion zusammengepreßt. Für Lagenwicklungen zeigt F i g. 2 einen F i g. 1 entsprechenden Ausschnitt der innersten Lage der äußersten Wicklung. Man sorgt durch Umreißen eines Teiles der zylindrischen Isolation 4 zum Flansch (s. Fig. 2) dafür, daß im stirnseitigen Randgebiet der Wicklungen — etwa an der mit Kreuz angezeichnten Stelle 18 — keine großen Zwischenräume auftreten.

Diese Zwischenräume sind nämlich die Ursache der ersten Entladungen. Durch das Umlegen von 5 um den Schirmring 8 über seine Isolation 8' wird ein toleranzloses Aufeinanderliegen ohne Spalt zwischen den Wicklungsteilen 7, 8 und den Isolierteilen 4, 5 in idealer Weise erreicht. Allerdings ist dieses Verfahren doch recht teuer, denn es erfordert zwischen dem Wickeln auf der Wickelbank und dem Aufsetzen auf den Kern noch einige weitere Arbeitsgänge, das sogenannte Umreißen der einzelnen dafür vorgesehenen Zylinder in einer dafür vorgesehenen Fertigungsstätte.

Dieser Nachteil soll u. a. nach der Erfindung vermieden werden. Man strebt hier an, bei Lagenwicklungen ganz auf das Umreißen der Isolation zu verzichten. Ein Beispiel für stark toleranzbehaftete Anordnungen ist die Sturzwicklungsanordnung mit Winkelringen 5 in Fig. 1. Eine Konstruktion mit Winkelringen 5 ist zwar in der Herstellung nicht so teuer, weil die Winkelringe beim Aufbau der Wick-

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lungen auf den Kern eingelegt werden können und Diese Nachteile soll der erfindungsgemüße Wickder im Fall der Fig. 2 gesonderte Arbeitsgang des lungsaufbau nach Fig. K) vermeiden. Er soll neben Reißens entfällt. Dafür hat aber der gesondert her- der Lösung der geschilderten Aufgabe die Möglichgestellte Winkelring 5 Durchmessertoleranzen, so keit bieten, daß sämtliche Lagen gleich lang gewählt daß die mit dicken Punkten gekennzeichnete Strecke 5 werden können und auf der Wickclbank der kom-12 in ihrer Länge nicht besonders maßhaltig ausfällt. plette Wicklungsaufbau von fortlaufend gewickelten 12 ist aber die für Sturzwicklungen kritische Öl- Lagen ohne Umleitungen einschließlich der Stützzystrecke, weil diese im Gebiet des höchsten Gradien- linder 11 hergestellt werden kann, so daß er ohne ten (angekreuzte Stelle 18) liegt und etwa senkrecht weitere Aufbauteile und -arbeiten auf den Kern gezu den Potentialflächen verläuft. Unter anderem muß io setzt und danach Spulendruckringe und Joche monauch der radiale Abstand zwischen den Wicklungs- tiert werden können. Dazu soll die Zuleitung 9 teilen 2 und 7 bei Spulenwicklungen nach F i g. 1 nicht radial sondern axial herausgeführt werden. Sie größer gewählt werden als bei Lagenwicklungen ent- soll neben der Lagenisolation, deren Isolierstofrsprechend F i g. 2. bahnen in aufgewickeltem Zustand ohne Umrisse

Es kommt aber hinzu, daß jeder Schirmring 8 der 15 ihre zylindrische Form 4 bzw. 4' behalten sollen, in Spulen- und Lagenwicklungen Verwendung findet, einfach vorbeilaufen. Ein solcher Wicklungsaufbau ebenfalls Durchmessertoleranzen hat, so daß die Ge- .läßt sich mit Hilfe von Maßnahmen verwirklichen, fahr besteht, daß der höchste Gradient nicht mehr die zum Teil bei anderen Anwendungsfällen zur im Randgebiet an der angekreuzten Stelle 18, son- Lösung anderer Aufgaben bekanntgeworden sind, dem an der nächstfolgenden Ecke (Stelle 19 in 20 Nur durch die gemeinsame Anwendung der im Pa-Fig. 1 und 2) an der Stirnseite der Wicklung auf- tentanspruch genannten Merkmale erhält man den tritt. Das ist um so mehr der Fall, je mehr der in Fig. 7 bis K) beschriebenen, billigen, rationuli-Schirmring 8 mit seiner inneren Kante infolge ToIe- sierten Wicklungsaufbau, der alle genannten Anforranzabweichungen radial nach außen verschoben ist derungen in vorteilhafter Weise erfüllt,
gegenüber der Drahtkante bei 19, so daß diese 25 Es sind zwar Wicklungsaufbauten für Hochspan-Kante immer mehr belastet wird, wie das näher nungstransformatoren bekanntgeworden (schweizein Fig. 5 an Hand von Potentiallinien 17 gezeigt rische Patentschrift 227 857, deutsche Patentschrift wird. 596 607), bei denen das Wicklungsendgebiet nicht

Diese Kantenbeanspruchung bei 19 ist insofern durch besonders hergestellte Schirmringe abgeschirmt

eine nicht genau vorher feststellbare und daher un- 30 wird, sondern durch die jochseitigen Endwindungen

sichere Größe geworden, als sie von Herstellungszu- selbst, wodurch unerwünschte Durchmessertoleranzen

fälligkeiten abhängt. beseitigt werden. Dabei ist zwar die Isolierung um

Es ist deswegen ein weiteres Ziel der Erfindung, diese Endwindungen verstärkt bzw. die Ableitungen einen Wicklungsaufbau zu finden, bei dem alle Teile sind als Endwindungen aufgebaut, jedoch erfordert auf der Wickelbank toleranzlos aufeinandergelegt 35 diese Verstärkung flanschartige isolierteile oder Isobzw, aufeinandergewickelt werden können, so daß lations-Umbandelungen, die mehrere Endwindungen keine Durchmessertoleranzen auftreten können und oder Windungen einer Scheibenspule gemeinsam umbei dem auf Toleranzen enthaltenden Schirmringe 8 schlingt. Beide Anordnungen sind schwer herzustellen sowie auf Winkelringe oder Umrisse 5 verzichtet und führen keineswegs zu einer rationellen Fertigung, wird. Durch die Eigenart des Aufwickeins und der 40 Sie sind außerdem nicht als flanschlose, mit allen Wahl der Isolation soll gewährleistet sein, daß elek- Aufbauteilen komplett hergestellte Lagenwicklungen trisch belastete Kanten 19 als Ursache von Schäden geeignet und auch nicht dafür vorgesehen,
entfallen. Mit dem Wegfall der Schirmringe 8 fallen Bei einer anderen bekannten Wicklungsart (deutsche auch die Schwierigkeiten weg, einwandfreie Anlenk- Patentschrift 1 013 779) sind zwar die Endwindungen verbindungen 10 zu schaffen. Normalerweise werden, 45 nicht mit Flanschen oder anderer verstärkter Isoliewie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, die einzelnen Lei- rung eingezeichnet, dafür aber mit vergrößertem tungen 9 und 10 herausgeführt und außerhalb der Querschnitt. Diese Endwindungen sind aber nicht für Wicklungen miteinander verbunden und gemeinsam die gewünschte Bauart von Lagenwicklungen, insangelötet zur Klemme weitergeführt. besondere für Hochspannungstransformatoren ohne

Die Ausleitung 9 mußte dabei immer am Schirm- 50 Flansche geeignet und beschrieben, vielmehr sind sie

ring vorbei radial herausgeführt werden. Dazu mußte für Wicklungen unterschiedlicher Länge vorgesehen,

die in F i g. 2 auf die Lage 7 radial folgende Lage in wobei man dadurch axiale Schubkräfte vermeidet,

ihrer Länge gekürzt werden und erforderte wieder an daß die Endwindungen der überstehenden Wicklung

ihrer Stirnseite umgerissene feste Lagenisolation. mit in der Achsrichtung gegenüber den übrigen Win-

Fig. 3 zeigt einen solchen bekannten Lagenwick- 55 düngen vergrößerter Breite ausgeführt sind. Die Iso-

lungsaufbau für eine Oberspannungswicklung mit lationsprobleme, die für die Anwendung auf Hoch-

nach außen immer kürzer werdenden Lagen mit je- Spannungswicklungen auftreten, sind hierbei nicht be-

weils an ihrer Stirnseite umgerissener fester Lagen- rücksichtigt.

isolation, deren Flansche 11 axial übereinanderliegen Die vorliegende Erfindung beschreibt nun aber

und in einem besonderen Fertigungsgang nach dem 60 Endwindungen mit verstärkten Querschnitten und

Wickeln hergestellt werden müssen, was die Her- Isolierungen für die am Streukanal liegenden Lagen,

stellung sehr verteuert und vermieden werden soll. die als Schirmringersatz dienen und die eine einfache

Solche Lagenwicklungen sind meist in Einzellagen^ Ausleitungsführung bei gleich langen Lagen ermög-

schaltung geschaltet, wobei' die die Lagen verbinden- liehen, mit denen eine flanschlose Lagenwicklung mit

den Umleitungen 9' so wie die Ausleitung 9 radial 65 Inneneingang für Hochspannungstransformatoren

zwischen den Flanschen 11 herausgeführt werden, fortlaufend mit den Lagenabstützungen rationell her-

außerhalb der Wicklung verlaufen und viel Platz gestellt werden kann. Diese Endwindungen und die

und Arbeitsaufwand benötigen. Abstützelemente für die Lagen haben das Kennzei-

clicn, daß für alle axial übereinanderliegenden Endwindungcn ein Leiter mit gleichem Profil und Querschnitt dient, wobei jedoch die jochnäheren Endwindungen eine stärkere Isolationsumbandclung erhalten als die jochferneren, daß radial auf diese jochferneren Endwindungen Ausfüllstreifen beigelegt sind, die die verringerte Isolierung der jochferneren Endwindungen so ausgleichen, daß die Radialabmcssung der umbandeltcn jochnäheren und der jochferneren Endwindungen einschließlich der Ausfüllstreifen gleich der Radialabmcssung der umbandelten übrigen Windungen der Wicklungslage ist, daß die Radialabmessung der Endwindungsleiter kleiner als die Leiter der übrigen Windungen der Lage, dagegen die Axialabmessung der Endwindungsleiter größer als die der Leiter der übrigen Windungen der Lage gewählt ist und daß die Endwindungen mit Steigung gewickelt sind, wobei die gegen die Horizontale geneigte Stirnseite der Endwindung mit einem keilförmigen Abstützclement mit ebener Stirnseite abgestützt ist, das zu einem offenen, als Steigungsausgleich dienenden Stützzylinder gebogen ist, wobei der Endwindungsleiter selbst als Leiter für die Ausleitung (9) verwendet, dazu axial abgekröpft und in der offenen Trennstellc des Stützzylinder (11) geführt ist.

Nur durch diese erfindungsgemäße Ausführung der Endwindungen. der Beilagen und der Abstützelemente können die ölkanäle 22 zwischen den Lagen axial glatt ohne Umlenkungen mit durchgehenden Leisten gebildet werden, an denen die zylindrischen IsolierstofTbahncn anliegen, so daß nach dem Hauptgedanken der Erfindung auch für Hochspannungswicklungen alle festen Isolierungen flanschlos ausgeführt werden können. Bei mechanischen Beanspruchungen, etwa beim Pressen der Wicklungen, können die Windungen der Lagen, die Leisten und die feste Isolierung, die alle ganz glatt nebeneinanderliegen, axial ohne Verstauchung oder Zerstörung gegeneinander gleiten, was den Wicklungsaufbau besonders kurzschlußfest macht.

Die glatten, umlenklosen Ölkanäle ergeben eine besonders vorteilhafte Kühlung und ermöglichen gegenüber anderen Wicklungsaufbauten eine Verringerung der Kühlanlage.

Nur durch die genannten Kennzeichen wird auch Platz l'ür die axiale Herausführung der Ausleitung 9 gewonnen, die sich noch bis in den benachbarten ölkanal 22 ausdehnen kann, so daß die Nachbarlagen mit ihren Isolierungen und Abstützelementen gleich lang und in gleicherweise aufgebaut werden können, wie die innerste Lage. Die Ausleitung macht beim Pressen die Axialbewegung der Windungen mit und wird in der offenen Trcnnstelle des Abstützelementes 11 geführt. In gleicher Weise können die Lagenverbindungen der übrigen Lagen geführt werden, so daß die Wicklung mit der Ableitung 9, den Abstützelementcn 11 und auch die aus Leisten und flanschlosen zylindrischen Isolierstoffbahnen bestehende Strcukanalisolation in einem Stück komplett und fortlaufend auf der Wickclbank hergestellt und dann ohne weiteres Dazutun einbaufertig auf den Kern geschoben werden kann.

Dies alles läßt sich nur durch die Kombination der erfindungscemäßen Merkmale erreichen. Die überraschende Wirkung der erfindimgsgemäßcn Anordnung. /. B. die einfache Preßbarkeit. Herslellbarkeit ohne Toleranzen sowie die einfache Kühlung können dann nicht mehr erreicht werden, wenn eines der erfindungsgemäßen Merkmale fehlt. Eines der Merkmale allein mag bei anderen Wicklungsarten schon bekannt sein, erreicht aber dabei nicht die geschilderte Wirkung. So ist z. B. für in Lagen gewickelte Unterspannungswicklungen die flanschlose Isolierung bekannt, sie kann aber nicht für Oberspannungswicklungen verwendet werden, ohne daß die Randisolierung und die Ableitungsführung mit den erfindungsgemäßen Merkmalen ausgeführt wird und ist deshalb

ίο für diesen Anwendungsfall als Hochspannungswicklung nicht bekanntgeworden. Das gleiche gilt für alle anderen Merkmale.

Man erkennt, daß sehr viele Gedanken bei der Erfindung eine Rolle spielen, die an Hand der Fig. 4 bis 10 erläutert werden sollen. Vor allem sei auf die Erfindungsbeispiele (Fig. 7 bis 10) eingegangen. An Stelle des Schirmringes 8 in F i g. 1 bis 3 ist in F i g. 7 bis 10 eine stromdurchflossene Windung 15 getreten, die verstärkt isoliert ist und ähnlich wie der Schirm-

ao ring 8 mit seiner Isolation 8' mit einer verstärkten Isolation 15' umbandelt ist. Unterscheidet sich die Isolation 15' von der Isolation T stark, so tritt, wie in Fig. 4 besonders verdeutlicht werden soll, an der Kante bei 14 eine zu hohe Beanspruchung auf, weswegen nach der Erfindung der Übergang von der sehr dicken Isolation zur schwachen Drahtisolation der Normaldrähte über mehrere Endwindungen verteilt werden muß.

Die Feldverhältnisse in Fig. 4 entsprechen den bekannten Anordnungen gemäß den Fig. 1 bis 3 mit Schirmringen, wie in Fig. 5 den Anordnungen gemäß F i g. 6 bis 9. Man erkennt aus dem Feldverlauf in der gestuft isolierten Anordnung (Fig. 5), daß die Kantenbeanspruchung bei 19 gegenüber Fig. 4 erheblich zurückgegangen ist.

In den Erfindungsbeispielen 7 bis 10 fallen anzulenkende Schirmringe 8, die nicht vom Strom durchflossen sind, weg und werden ersetzt durch eine Schirmwindung, die stirnseitige Endwindung 15. Die Schirmwindung 15 wird dabei axial gegen die Druckstücke 11 und radial durch straffes Aufwickeln gegen ihre Unterlage gepreßt.

Die Schirmwindung 15 ersetzt nicht nur den Schirmring 8, sondern vermeidet auch die unbeabsichtigten Ölstrecken in radialer und axialer Richtung, die infolge der Toleranzabweichungen entstehen. Infolge der Eigenart des Aufdrückens werden sogar Unebenheiten in den anliegenden Isolationen (Teile 11 und 4) von der Schirmwindung 15 insofern ausgeglichen, als sich diese Schirmwindung in diese Unebenheit einbettet, dadurch kann bei Lagenwicklungen nach F i g. 7 bis 10 der Umriß 5, der noch in F i g. 2 und 3 gezeichnet ist, entfallen.

Die Erfindung ermöglicht ein fortlaufendes Aufbringen bzw. Aufwickeln aller für den Spulenaufbau erforderlichen Teile auf der Wickelbank. So können die aus Isolierstoff teilen hergestellten dann gebogenen offenen Stützzylinder 11 in Fig. 7 bis 10 zuerst auf die Zylinder 4 toleranzlos dicht aufgelegt werden.

Dann wird die Endwindung 15 sowie die folgende

. Endwindung 14 und 13 direkt gegen diese Teile 4 und 11 dicht angepreßt gewickelt. Anschließend folgt die Normalwicklung in einem Zug. Lediglich die Verbindungsstelle Endwindung—Normalwindung erfordert eine Lötstelle.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird geniiiß Fig. 7 und 9 das Kupferprofil innerhalb sämtlicher Lndwinilungen gleich gelassen. Werden diese

Endwindungen nun verschieden stark isoliert, so sind ihre radialen Höhen verschieden, wie das auch in F i g. 7 und 8 zu erkennen ist. Durch die beigelegten Isolierstreifen 20 wird jedoch die Verschiedenheit der radialen Höhe wieder ausgeglichen. Diese Isolationsbeilagen 20 werden vorzugsweise aus Preßspan hergestellt und auf die entsprechenden Endwindungen 13, 14 und 15 auf gebandelt im Zuge des Aufbringens der Isolation 13', 14' und 15'. Dieser Fall ist hier nicht eingezeichnet, sondern nur der Fall des Beilegens dieser Streifen.

Durch diese erfindungsgemäßen Beilagen wird einmal erreicht, daß die Drähte 13 bis 15 auch bei Kraftbeanspruchungen sich nicht gegen die daraufliegenden Leisten 21 verschieben können, die die Ölkanäle 22 herstellen. Um die Wicklung besonders kurzschlußfest zu machen, wird man die Beilagen 20 fest mit geeigneten Klebungsstoffen einstreichen. Man wird sie radial eher etwas breiter als schwach wählen, so daß die Endwindungen 13 bis 15 fest am Iso- ao lierzylinder anliegen, was aus elektrischen Gründen erforderlich ist.

Es wird eine Staffelung der Isolation 15', 14', 13' von starken Dicken bis zur im Innern ausreichenden schwachen Isolation 7' in einfacher Weise dadurch ermöglicht, daß vor dem Aufwickeln der Endwindungen, beginnend mit 15, die erste Umfangslänge von 15 mit der stärksten, die folgende Umfangslänge mit einer schwächeren und die letzte Umfangslänge mit der schwächsten Papierumbandelung versehen wird. Diese laufend schwächer werdende Isolation kann maschinell in einfacher Weise auf den vorbereiteten Endwindungsdraht aufgebracht werden.

Die Endisolation wird so gestaffelt, daß die Stehstoßspannungen für jede dieser Windungen größer sind als die Summe der Gleitspannungsabfälle und der Durchschlagsspannung der zu durchschlagenden festen Isolation, eine bei bekannten Konstruktionen nicht erfüllte und nicht genannte Forderung. Durch das gestufte maschinelle Aufbringen der Isolation kann aber diese Forderung auf rationellste Weise erfüllt werden und gibt eine sehr einfache Konstruktion ohne Schirmring. Diese Forderung bedarf jedoch einiger Erläuterungen.

Dazu das Beispiel F i g. 1.

Infolge hoher Feldstärke an der angekreuzten Isolationskante 19 erfolgt eine Teilentladung längs der stark eingezeichneten Punkte 12 quer durch das öl. Diese Vorentladungen wachsen schließlich weiter, so daß der Überschlag längs der schwächer punktierten Linie eingeleitet wird. Bei diesem Überschlagsweg handelt es sich teils um durchschlagene Papierdicken, das sind besonders die durchschlagenen Drahtisolationen, teils um verschiedene Gleitlängen.

Man sieht, daß nach Einsetzen der Vorentladungen nicht die Schirmringisolation 8 durchschlagen wird, sondern die schwächer isolierte Drahtisolation 7'. Das ist immer dann der Fall, wenn der Gleitspannungsabfall der zusätzlichen Gleitlänge zwischen 18 und 19, die bis zum Erreichen der Kante 19 der Isolation T erforderlich ist, kleiner ist als die Differenz der Durchschlagspannung von 8' und 7'. Die Gleitspannungsabfälle sind nun tatsächlich relativ niedrig, so daß eine relativ kleine Drahtisolation einer sehr langen Gleitstrecke entspricht. Eine in F i g. 7 und 8 bei Stoßvorgängen mögliche Vorentladung 12 wächst nun infolge der Verbesserung zuerst an der Schirmwindung 15 vorbei und vermag ihre Isolation 15' nicht zu durchschlagen, wächst dann weiter vor bis zur Schirmwindung 14, dabei verkleinert sich der Spannungsabfall weiter, so daß die Isolation 14' von 14 schwächer gewählt werden kann usw. bis zur noch schwächer gewählten Isolation 13' und der normalen Isolation 7', die schließlich durchschlagen wird.

Bei guter Koordinierung der Isolation nach der angegebenen Vorschrift über die Stehstoßspannungen wird es so sein, daß nahezu bei der selben angelegten Spannung die Drahtisolationen 15', 14', 13', 7' durchschlagen werden müßten.

Dieser Forderung kann man sehr gut auf Grund der Erfahrungen und der theoretischen Zusammenhänge durch geeignete Isolationsdicken entsprechen. Die praktische Ausführung ist infolge der fortlaufenden Wicklungsweise nach der Erfindung auch denkbar einfach, so daß eine ideale Anpassung der theoretischen an die praktischen Erfordernisse erreicht, wird. Infolge der gestuften Isolationsdicken entstehen also axial verschiedene Breiten, radial jedoch wegen der Beilagen 20 trotz verschiedener Isolation gleiche Höhen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung und Vereinfachung gegenüber der bisherigen Praxis wird nun gleich das stirnseitige Ende des Endprofils als Endzuleitung 9 mitbenutzt, wie das in Fig. 9 gezeigt ist. F i g. 9 zeigt die Seitenansicht 23 von F i g. 8 und vermittelt einen weiteren Vorteil der Erfindung, der darin besteht, daß man mit Steigung ohne Kröpfung wickeln kann und weil im Gegensatz zu dem an der Wicklungsstirnseite ebenen Schirmring die Endwindung 15 durchaus nicht eben ist, sondern mit Steigung, also spiralig verläuft, was für das Anpressen der Windungen gegen den Stützzylinder 11 (s. F i g. 9) besonders wichtig ist, da man nur bei mit Steigung gewickelten Windungen stetig anpressen kann. Das Anpressen ist aber eine unbeabsichtigte Ölspalte als Folge von Toleranzabweichungen beseitigende Maßnahme.

Aus F i g. 9 ist außerdem deutlich zu erkennen, daß der Stützring 11 als Steigungsausgleich ausgebildet ist, so daß die jochnahe Stirnseite des Stützringes 11 wieder eben ist, während die wicklungsnahe Seite sich der spiraligen Wicklungskontur anpaßt. Da die Endwindung schon stark genug isoliert ist, genügt sie auch als Ausleitungsisolation. Besonders aktuell und einfach wird die Ausführung, wenn man — wie in letzter Zeit für sehr hohe Leistungen immer mehr üblich — alle Windungen aus Drilleitern aufbaut. Dann ergibt die Erfindung die in F i g. 8 dargestellte, sehr einfach herstellbare Drilleiterwicklung, bei der die Kupferprofile 13-15 gleich sind, lediglich die Isolationen 13'-15' sind verschieden. Diese Kupferprofile sind so zum normalen Profil 7 auszusuchen, daß ihre Erwärmung infolge Zusatzverlusten und Stromwärmeverlusten nicht zu groß wird. Diese Forderung wird beim Drilleiter infolge der Unterteilung sehr gut erfüllt, so daß auch für den Fall, daß die Normalwindung 7 aus Profildraht und nicht aus Drilleiter besteht, die Endwindung mit Vorteil aus Drilleiter gewählt werden kann.

Diese Drilleiter für die Endwindungen braucht dann gar nicht die richtige radiale Breite der Endwindungen zu haben, weil man mit den Preßspanstreifen 20 ausgleichen und so jede radiale Höhe erreichen kann, so daß man sehr vielseitig in der Anwendung und in der Variationsmöglichkeit des Drill-

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leiters ist. Infolge der Aufteilung in Einzelleiter wird dieses Drilleiterprofil auch noch sehr leicht biegbar, schmiegt sich also insbesondere den benachbarten Isolationen 11 und 4 gut an, gegen die es beim Aufwickeln gedrückt wird, und läßt sich insbesondere in einfacher Weise als Ausleitung 9 herausbiegen, so daß es nicht erforderlich ist, für die Ausleitung ein biegsameres Sonderprofil zu wählen.

F i g. 6 zeigt die prinzipielle Wirkung, die nach der Erfindung erreicht wird. Aus den Bezugszeichen erkennt man leicht die Bedeutung der Darstellung. Man sieht, daß die verstärkte Isolation 15' nach den Wicklungsstirnseiten hin immer mehr zunimmt und gleichzeitig der Metallabstand zwischen den beiden Nachbarwicklungen ebenfalls zunimmt. Beides erhöht die Spannungsfestigkeit erheblich. Die stark gezeichneten Punkte 12 stellen die Stelle dar, bei der zuerst die Entladungen einsetzen. Der gesamte schwächer punktierte Überschlagsweg ist schließlich mit 12' dargestellt. Gleiche Bezeichnungen sind auch auf den übrigen Bildern eingetragen.

F i g. 7 zeigt neben der innersten Lage mit den Drähten 7 und den aus einfachen Profildrähten hergestellten Endwindungen 13 bis 15, daß die nach außen benachbarte Lage 27 keine besonderen Endwindungen benötigt, weil zwischen den Lagern eine ausreichend vorstehende Papierisolation 4' angeordnet ist.

In F i g. 9 sind schließlich noch die Steigungsverhältnisse und ihr Ausgleich durch Preßspanstreifen 26 wiedergegeben. Man erhält infolge der Anwendung der beschriebenen Erfindungsgedanken Wicklungen, deren Herstellungspreis um einen wesentlichen Prozentsatz gesenkt werden kann, weil die erforderlichen Abstände infolge der besseren Ausnutzung der Isolationseigenschaften wegen der fehlenden Toleranzen verkleinert werden können und weil die Wickelzeiten und die Aufbauzeiten für die Wicklung stark abnehmen.

Die Merkmale der Erfindung sind selbstverständlieh auch auf andere Beispiele anwendbar. Andererseits sind in den hier gebrachten Skizzen noch Einzelheiten enthalten; die hier nicht näher beschrieben zu werden brauchen, weil sie durch die zeichnerische Darstellung klar genug dargestellt werden, beispielsweise der Blocklötstelle 25 in Fig. 9.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Hochspannungslagenwicklung mit Inneneingang für Transformatoren und Drosselspulen mit an die Enden der dem Streukanal benachbarten Lage angelöteten stromdurchflossenen Endwindungen, mit gegenüber den übrigen Windungen der Lage verstärkten Querschnitten und Isolierungen, sowie mit im Streukanal und zwischen den Lagen aus Isolierstoffbahnen bestehender fester Isolierung und dazwischenliegenden ölkanälen, dadurch gekennzeichnet, daß alle festen Isolierungen (4 bzw. 4') aus Manschlosen zylindrischen, axial über die Lagenränder überstehenden Isolierstoffbahnen bestehen, daß für alle axial übereinanderliegenden Endwindungen ein Leiter mit gleichem Profil und Querschnitt verwendet wird, wobei jedoch die jochnäheren Endwindungen eine stärkere Isolationsumbandelung erhalten als die jochferneren, daß radial auf diese jochferneren Endwindungen Ausfüllstreifen beigelegt sind, die die verringerte Isolierung der jochferneren Endwindungen so ausgleichen, daß die Radialabmessung der umbandelten jochnäheren und der jochferneren Endwindungen einschließlich der Ausfüllstreifen gleich der Radialabmessung der umbandelten übrigen Windungen der Wicklungslage ist, daß die Radialabmessung der Endwindungsleiter kleiner als die Leiter der übrigen Windungen der Lage, dagegen die Axialabmessung der Endwindungsleiter größer als die der Leiter der übrigen Windungen der Lage gewählt ist und daß die Endwindungen mit Steigung gewickelt sind, wobei die gegen die Horizontale geneigte Stirnseite der Endwindung mit einem keilförmigen Abstützelement mit ebener Stirnseite abgestützt ist, welches zu einem offenen, als Steigungsausgleich dienendem Stützzylinder (11) gebogen ist, daß der Endwindungsleiter selbst als Leiter für die Ausleitung (9) verwendet, dazu axial abgekröpft und in der offenen Trennstelle des Stützzylinders (11) geführt ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen