DE1513958C - Hochspannungslagenwicklung - Google Patents

Description

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sehe auslaufen, die sich radial über die Stirnseiten homogenen Feld des Streukanals entsprechen. Durch

der Oberspannungswicklung erstrecken. Hierbei ist die Steuerbelagflansche 9', 19' und 20' werden auch

an den äußeren Rändern der Flansche mit großen in den Isolierflanschen 17 die Potentialflächen 100,

Feldstärken zu rechnen, so daß diese Steuerschirme 80 und 50 % festgelegt. Durch die in F i g. 2 darge-

bei Transformatorn höherer Spannung nicht ange- 5 stellte Anstufung der Flanschbreiten 9', 19' und 20'

wendet werden können. wird erreicht, daß auf der Fläche des Isolierflansches

Die deutsche Auslegeschrift 1 129 229 beschreibt 18, in der nach F i g. 1 das Potential 100 °/o sehr uneine Transformatorwicklung, bei der im Hauptstreu- gleichmäßig bis auf etwa 20 % abgebaut wurde, das kanal ein leitender Steuerbelag angeordnet ist, der Potential 100 % nun sehr gleichmäßig bis auf etwa der Eingangslage benachbart und mit ihr galvanisch io 40 °/o abgebaut wird. Die Niveaulinien 21, 22, 23, 24 verbunden ist. Zur Verringerung der Beanspruchun- und 25 entsprechen hier 90, 70, 60, 40 und 20 % der gen an den scharfkantigen Rändern des Schirmes ist gesamten Spannung, die zwischen der Eingangslage 1 der obere und der untere Rand zur Wicklung zurück- und den auf Potential Null (Spulentisch 15, Kesselgebogen, damit er im Feldschatten des jeweiligen wand 16 und Unterspannungswicklung 10) gelegten Schrmringes liegt. Dadurch lassen sich jedoch nur die 15 Teile ansteht.

Beanspruchungen beherrschen, die von den Rändern Dieser neue, stark vergleichmäßigte Spannungsab-

des Schirmes selbst ausgehen. Eine Potentialsteue- bau in der Flanschfläche 18 ergibt in Verbindung mit

rung an der waagrechten Stirnseite der Wicklung, wie der Reduzierung der gesamten in dieser Fläche abge-

sie durch die vorliegende Erfindung angestrebt wird, bauten Spannung (in F i g. 1 80 %>, in F i g. 2 aber

ist dadurch nicht möglich. 20 nur 60 °/o) eine erhebliche Reduzierung der maxima-

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- len Beanspruchung in der Nähe der Eingangslage 1

gründe, bei Wicklungen der eingangs genannten Art und damit eine beachtliche Erhöhung der zulässigen

eine Potentialsteuerung im Randfeldbereich zu er- Prüf- und Betriebsspannungen. Die Vergleichmäßi-

möglichen, die deren Anwendung auch im Bereich gung des Spannungsabbaues wirkt sich in ähnlich

hoher und höchster Spannungen erlaubt. 25 günstigem Sinn auch noch auf den Flanschen 26 der

Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Lagenisolierung aus.

Hochspannungslagenwicklung erfindungsgemäß da- Die Isolierflansche 17 und 26 werden nach einer durch gelöst, daß zur Vergleichmäßigung der Rand- weit verbreiteten Fertigungstechnik aus der, wie feldsteuerung die anderen Steuerbelagflansche auf- schon erwähnt, meist aus Weichpapier bestehenden weisenden Steuerbeläge eine derart zunehmend abge- 30 Lagen- oder Hauptstreukanalisolierung dadurch gestufte Flanschbreite aufweisen, daß der dem Spulen- bildet, daß die zylindrisch aufgewickelten Papierbahtisch am nächsten liegende Steuerflansch in seiner ra- nen in Streifen von etwa 20 bis 40 mm Breite in dialen Breite etwa derjenigen der gesamten Ober- Achsrichtung eingerissen und dann umgelegt werden. Spannungswicklung entspricht und daß die Steuerbe- Grundsätzlich könnten auch auf diese Weise die lagflansche im Randbereich eine Feldstärkekonzen- 35 Steuerschrimflansche hergestellt werden, die sich tration vermeidende und das Feld gleichmäßig steu- nach der Erfindung in die Isolierstofflansche hinein ernde Elektrodenform aufweisen. fortsetzen. Hierbei wickelt man etwa den Steuerbelag

Durch eine entsprechende Abstufung der Flansch- in die Streukanalisolierung aus Leitpapier ein und

breite der Steuerbeläge läßt sich dabei eine weitge- stellt dann durch Streifenreißen und Umlegen der so

hende Vergleichmäßigung der elektrischen Bean- 40 gebildeten Streifen die leitenden Flansche her.

spruchung auf der obenerwähnten hochbelasteten Bei diesem Herstellungsverfahren besteht aller-

Flanschfläche 18 erreichen. dings die Gefahr der Verunreinigung der Isolierung

Zweckmäßige Ausgestaltungen dieser Anordnung durch leitende, beim Reißen sich bildende Partikel bestehen darin, daß die Randfeldsteuerung außer des Leitpapiers und damit die Gefahr vorzeitiger durch die aus den Leitbelägen der Hauptisolierung 45 Entladungen bei der Prüfung solcher Transformatogebildeten Flansche auch noch durch zusätzliche in ren, oder der vorzeitigen Zerstörung der Isolierung die Isolierflansche als Steuerringscheiben eingefügte durch anhaltende Teilentladungen im Betrieb.
Isolierstoffringscheiben mit Leitbelägen erfolgt, daß Durch die Verwendung einer sogenannten Leitbedie zusätzlichen Isolierstoffringscheiben mit Leitbelä- lagstreifenbahn zur Bildung des Steuerbelages kann gen kapazitiv mit den aus den Leitbelägen der 50 diese Schwierigkeit behoben werden. Eine solche Hauptisolierung gebildeten Leitbelagflanschen ge- Leitbelagstreifenbahn besteht aus leitenden Querkoppelt sind, daß die Leitbeläge der Flansche und streifen, die unter Bildung einer langen Bahn, sich der Isolierstoffringscheiben eine dicke Isolierstoffver- überlappend auf mehreren parallelen Isolierstoffkleidung besitzen, daß die Elektroden der Steuerbe- längsstreifen befestigt werden. Diese leitenden Querlagflansche durch benachbarte Isolierstoffbahnen 55 streifen bestehen im allgemeinen aus Streifen von verkleidet sind, daß ein Teil der Leit- bzw. Steuerbe- Leitpapier. Es kann zweckmäßig sein, einen Teil dieläge sich in die Flansche der außenliegenden Wick- ser Querstreifen aus Metall herzustellen und diese lung nach außen und der andere Teil in die Flansche gegebenenfalls mittels eines oder mehreren zusätzlider innenliegenden Wicklung nach innen fortsetzt, eher leitender Längsbänder an einen Wicklungspunkt daß auf beiden Seiten von ölkanälen in der festen 60 anzuschließen. Der Leitbelagschirm kann dann, geIsolierung des Hauptstreukanals und im Randbe- speist von dem Anschlußpunkt her, auch erhebliche reich vorgesehene Steuerbeläge miteinander galva- Stoßströme führen, ohne daß die Leitpapierstreifen nisch verbunden sind. strommäßig überlastet werden.

In Fig.2 ist eine mögliche Ausführungsform der Gleichgültig aus welchem Material die leitenden

Erfindung wiedergegeben. Mit 9 ist wieder der mit 65 oder halbleitenden Steuerbeläge hergestellt werden,

der Eingangslage 1 verbundene Steuerschirm be- muß in jedem Falle eine zweckmäßig ausgebildete

zeichnet, hinzugefügt sind die Steuerschirme 19 und Unterbrechungsstelle vorgesehen werden, um Kurz-

20, die den Potentialflächen 80 % und 50 % im etwa schlußwindungen zu vermeiden.

Um die in der Nähe der Enden der Flansche sich ergebende Feldkonzentration isoliertechnisch zu beherrschen, wird das durch Falzen des Leitbelages in gewissem Ausmaß abgerundete Flanschende mit einer mit Leitbelag und Isolierverkleidung versehenen Isolierstoffringscheibe als Steuerringscheibe, die kapazitiv an den Winkelflansch der aus dem Hauptstreukanal kommenden Beläge angekoppelt ist, abgeschirmt.

Eine solche Steuerringscheibe ist in F i g. 3 dargestellt. Mit 27 ist dabei ein aus dem Hauptstreukanal kommender Schirmbelag bezeichnet, mit 28 das durch Falten des Leitbelages gebildete Flanschende. Die kapazitiv angekoppelte Steuerringscheibe 29 besteht beispielsweise aus einer mit Leitlack 30 bestrichenen Preßspanringscheibe, die in F i g. 3 mit der verhältnismäßig dicken Isolierverkleidung 31 versehen ist. Aus den Weichpapierlagen 32 und 33 eines Teiles der Isolierung des Hauptstreukanals wird dann der Isolierflansch zu beiden Seiten der Steuerbeläge 28 und 30 aufgebaut. Der Teil 32 wird dabei in die nach unten um den Steuerflansch und die Steuerringscheibe umgeschlagenen Verkleidungen 34, 35 und 36 umgeformt, wobei zur Ausfüllung von dicken Abweichungen eine Isolierstoffringscheibe 37 und sogenannte Polsterringe 38 und 39 einisoliert sind. Die Isolierstofflage 33 ist in den Flansch 39 umgeformt, mit 40 sind Isolierstoffdeckscheiben bezeichnet.

Ein anderer Aufbau der Isolierung zur Beherrschung der Randfelder um die Flanschenden ist in F i g. 4 wiedergegeben. Mit 27 ist wieder ein aus der Streukanalisolierung kommender Schirmbelag bezeichnet. In dem Flanschbereich ist dieser nun mit Hilfe eines mit einem Leitbelag versehene Isolierstoffringes 41 am Flanschende 42 so umgeformt, daß die Isolierstofflagen 32 und 33 unter Beifügung von Polsterringen 43 und 44 zu einer die Flanschenden gut einhüllenden Randfeldisolierung 45, 46 und 47 umgeformt werden können. Die die Isolierverkleidung bildenden Weichpapierscheiben 45, 46 und 47 sind an den Stellen 48, 49 und 50 mit Papierschichten, die aus der Isolierung 33 gebildet wurden, verzapft, mit 40 sind wieder Isolierstoffdeckscheben bezeichnet.

In den F i g. 1 und 2 sind um die innenliegende Wicklung 10 im Randgebiet ebenfalls Isolierflansche, hier nach innen umgelegt. Für den Fall, daß diese Wicklung ebenfalls eine hohe Nennspannung besitzt bzw. mit hoher Spannung zu prüfen ist, kann es sinnvoll sein, die Erfindung auch auf dieses Gebiet anzuwenden. Gegebenenfalls kann auch ein Teil der Steuerbeläge in die Flansche der außenliegenden Wicklung nach außen und der andere Teil in die Flansche der innenliegenden Wicklung nach innen forgesetzt werden.

Weiter ist die Erfindung auch nützlich, wenn innerhalb der festen Isolierung des Hauptstreukanals ölkanäle vorgesehen sind. Diese dienen etwa der Abführung der dielektrischen Verluste oder auch der Trocknung und Evakuierung der festen Isolierung.

Solche ölkanäle bilden unter Umständen elektrisch schwache Stellen, da Öl eine wesentlich geringere elektrische Festigkeit besitzt als ölgetränktes Papier und da es außerdem auch eine kleinere Dielektrizitätskonstante (etwa 2, 3) als ölgetränktes Papier (etwa 3,2) besitzt. Aus diesem Grund werden Ölspalte in elektrischer Serienschaltung mit ölgetränktem Papier spezifisch auch höher beansprucht. In solchen Fällen kann es vorteilhaft sein, derartige ölkanäle elektrisch kurzzuschließen, zweckmäßig mit Hilfe von Steuerbelägen, die zu beiden Seiten des ölkanals angeordnet und miteinander verbunden werden.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Stufung der Steuerbelagflansche bewirkt im Gegensatz zu den durch den Stand der Technik bekanntgewordenen Ausführungen eine günstige Beeinflussung des Potentials an der Stirnseite von Hochspannungswicklungen der eingangs genannten Art, so daß diese auch für Transformatoren sehr hoher Spannung verwendet werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 2 um diese Wicklung in Form von Flanschen umge- Patentansprüche: schlagener Weichpapierisolierung und mehreren im Hauptstreukanal angeordneten leitenden Steuerbelä-

1. Hochspannungslagenwicklung mit Anschluß gen, von denen der der Eingangslage benachbarte der Netzklemme der außenliegenden Oberspan- 5 Steuerbelag mit dieser galvanisch verbunden ist und nungswicklung an die am Hauptstreukanal lie- einen Flansch aufweist, dessen Breite etwa der radiagende Eingangslage und mit um diese Wicklung len Breite der Eingangslage entspricht (deutsche Pain Form von Flanschen umgeschlagener Weich- tentschrift 1 203 382).

papierisolierung und mehreren im Hauptstreuka- Für Hochspannungstransformatoren, deren Obernal angeordneten leitenden Steuerbelägen, von io Spannungswicklung als Lagenwicklung ausgeführt ist denen der der Eingangslage benachbarte Steuer- und die im Sternpunkt einen Stufenschalter besitzen, belag mit dieser galvanisch verbunden ist und ist mithin als zweckmäßiger Aufbau, beispielsweise einen Flansch aufweist, dessen Breite etwa der im Hinblick auf die Änderung der Kurzschlußspanradialen Breite der Eingangslage entspricht, da- nung, schon eine Anordnung vorgeschlagen worden, durch gekennzeichnet, daß zur Ver- 15 bei der der Hochspannungsanschluß am Streukanal gleichmäßigung der Randfeldsteuerung die ande- erfolgt und der Sternpunkt bzw. die Stufenwicklung ren Steuerbelagflansche aufweisenden Steuerbe- nach außen verlegt ist.

läge eine derart zunehmend abgestufte Flansch- Die Isolierung nach der Unterspannungswicklung

breite aufweisen, daß der dem Spulentisch (15) und zwischen den Lagen der Oberspannungswick-

am nächsten liegende Steuerflansch in seiner ra- 20 lung wird heute wohl fast ausschließlich aus Weich-

dialen Breite etwa derjenigen der gesamten Ober- papier ausgeführt, das an den Enden der Wicklung in

spannungswicklung entspricht und daß die Steu- Flansche umgeformt ist.

erbelagflansche im Randbereich eine Feldstärke- Ferner ist vorgeschlagen worden, in die Isolierung konzentration vermeidende und das Feld gleich- zwischen der Oberspannungs- und Unterspannungsmäßig steuernde Elektrodenform aufweisen. 35 wicklung, d. h. im Hauptstreukanal, einen oder meh-

2. Hochspannungslagenwicklung nach An- rere leitende oder halbleitende Schirme zur Feldspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rand- steuerung, etwa in ähnlicher Weise wie bei den befeldsteuerung außer durch die aus den Leitbelä- kannten Kondensator-Durchführungen vorzusehen, gen der Hauptisolierung gebildeten Flansche wobei mindestens einer dieser Schirme galvanisch auch noch durch zusätzliche in die Isolierflansche 30 mit der Oberspannungswicklung verbunden ist. Dieals Steuerringscheiben eingefügte Isolierstoff- ser letztgenannte Schirm dient dabei gleichzeitig der ringscheiben mit Leitbelägen erfolgt. ■ Verbesserung der Stoßspannungsverteilung der La-

3. Hochspannungslagenwicklung nach An- genwicklung.

Spruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu- F i g. 1 zeigt nun einen solchen Wicklungsaufbau, sätzlichen Isolierstoffringscheiben mit Leitbelä- 35 bei dem die außenliegende Oberspannungswicklung gen kapazitiv mit den aus den Leitbelägen der etwa aus sechs Stammlagen 1 bis 6, einer Grobstufe 7 Hauptisolierung gebildeten Leitbelagflanschen und einer Feinlage 8 besteht. Der der Hochspangekoppelt sind. nungs-Eingangslage 1 benachbarte und an diese gal-

4. Hochspannungslagenwicklung nach einem vanisch angelenkte Schirm ist mit 9 bezeichnet. Die der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, 40 Unterspannungswicklung und der mit ihr verbundene daß die Leitbeläge der Flansche und der Isolier- Hauptstreukanalschirm sind mit 10 bezeichnet.
Stoffringscheiben eine dicke Isolierstoffverklei- In F i g. 1 sind nun auch noch, und zwar gültig für dung besitzen. die Wicklungsprüfung der abgestuft isolierten ange-

5. Hochspannungslagenwicklung nach einem nommenen Oberspannungswicklung, die elektrischen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, 45 Niveaulinien eingezeichnet. Der Oberspannungs-Eindaß ein Teil der Leit- bzw. Steuerbeläge sich in gangslage 1 und dem damit verbundenen Schirm 9 ist die Flansche der außenliegenden Wicklung nach dabei das Potential 100 °/o zugeordnet, während die außen und der andere Teil in die Flansche der in- Linien 11 bis 14 dann 80, 60 und 20% entsprechen, nenliegenden Wicklung nach innen fortsetzt. Der Spulentisch 15, die Kesselwand 16 und Schirm

6. Hochspannungslagenwicklung nach An- 50 und Unterspannungswicklung 10 besitzen das Potenspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elek- tial Null.

troden der Steuerbelagflansche durch benach- Der Verlauf der Niveaulinien ergibt nun, beson-

barte Isolierstoffbahnen verkleidet sind. ders im Randgebiet um die Oberspannungs-Ein-

7. Hochspannungslagenwicklung nach einem gangslage 1, eine relativ hohe elektrische Beanspruder Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, 55 chung, die zwar gegen die Unterspannungswicklung daß auf beiden Seiten von ölkanälen in der fe- durch die Winkelflansche 17 gut beherrscht werden sten Isolierung des Hauptstreukanals und im kann, nicht dagegen auf der waagrecht nach außen Randbereich vorgesehene Steuerbeläge miteinan- sich öffnenden Fache dieser Winkelflansche, vor aider galvanisch verbunden sind: lern auf der der Oberspannungs-Eingangslage 1 zuge-

60 hörenden Flanschfläche 18. Auf dieser Flanschfläche 18 ergibt sich in der Nähe der Eingangslage 1 ein

stark ungleichmäßiger Feldverlauf, der die Ausführbarkeit solcher Wicklungen sehr stark einengen kann.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochspan- 65 Bei einer bekannten Transformatorwicklung nungslagenwicklung mit Anschluß der Netzklemme (österreichische Patentschrift 114 352) sind im der außenliegenden Oberspannungswicklung an die Hauptstreukanal Steuerschirme angeordnet, die der am Hauptstrcukanal liegende Eingangslage und mit Potentialstcuerung dienen und deren Ränder in Flan-