DE1638930A1 - Wicklungsanordnung fuer einen Hochspannungstransformator und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Wicklungsanordnung fuer einen Hochspannungstransformator und Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
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Description
- 'R°Jicklungsanordnung für einen Hochspannungstransformator und Verfahren zu ihrer Herstellung" Die Erfindung betrifft eine Wicklungsanordnung für einen Hochspannungstransformator mit einer lagenwicklung mit trapezförmigem Auerschnitt, bei der die die Iagenisolation bildenden Weichpapierwickel sowie der die Wicklung umgebende Isolationspelz aus Weichpapier an den Rändern zu Winkelringen umgeformt sind. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Wicklung. Für Transformatoren hoher Spannung, z. B. für Prüftransformatoren, hat sich die hagenwicklung mit kontinuierlich abgestufter Iagenlänge bewährt, da bei dieser Wicklung gegenüber dem gern bzw.
- dem Kessel in axialer Richtung ein weitestgehend gleichmäßiger Spannungsgradient zu erreichen ist, Diese Bauweise führt aber zu verhältnismäßig großen Abständen zwischen der Wicklung und dem Kessel, da die äußerste nage der Wicklung auch gleichzeitig der Wicklungsteil- ist, der betriebsmäßig das höchste Potential aufweist. 'Um diese Abstände zwischen der tiochspannungswl:ck-Jung und dem Kessel zu verringern, ist es bunt, die- Wicklung mit mehreren Hartpapierrohren zu umgeben. Da aber Transformatorenwicklungen für Transformatoren hoher Spannung und großer Leistung bereits erhebliche dicklungsdurchmesser aufweisen, entstehen bei der Herstellung von Hartpapierrohren, .die in ihrem Durchmesser noch wesentlich über den Durchmessern der Trägerrohre für die Wicklung liegen, erhebliche technologisehe Schwierigkeiten. Außerdem weisen IsolatiOnsanordnungen, die aus einer Q .uerschichtung von Hartpapier und Öl bestehen zwar bessere Eigenschaften als reine Astrecken auf; von den Zigenschaften einer ölgetränkten deichpapierisolation sind diese- Anordnungen aber noch weit entfernt, Ferner ist eine Wicklung bekannt, bei der die Isolation zwischen den Lagen sowohl aus ileichpapier als auch aus Falten- oder Kreppapier besteht. Das Faltenpapier bzw. das Kreppapier ist dabei um. die, ebenfalls mit kontinuierlich verkürzter Iagenlänge ausgeführte Viicklung herumgeschlagen und umhüllt die Wicklung vollständig. Diese Wicklungsanordnung weist hinsichtlich ihrer elektrischen Festigkeit zwar Vorteile gegenüber der Anordnung auf, die aus einer Querschichtung von Bartpapier und Öl mit relativ großen Schichtstärken besteht; die kommt aber an die extrem günstigen Werte, die die mit Öl getränkten We ich -papierisolationsanordnungen aufweisen, nicht heran. Außerdem ist der entscheidende iachteil dieser Anordnung, äaß das Öl nicht durch die Nicklung hindurchströmtn kann, Diese Lösung ist also auf dicklungen .mit relaitv kleiner Verlustleistung beschränkt. Es ist aber auch bereits eine Anordnung bekannt, wo die mit kontinuierlich verkürzter Lagenlänge ausgeführte Wücklung von einem auf ein Trägerrohr gewickelten Isolationspelz aus Weichpapier umgeben ist. Bei dieser Anordnung sind die Weich-Papierwickel, die zwischen den einzelnen Lagen liegen und die die Lagenlänge überschreiten, zu Winkelringen umgerissen. Gleichzeitig sind die axialen Enden des Isolierpelzes zu mehreren' Winkelringen umgerissen,. Wobei die Lage dieser dinkelringe so gewählt wurde, daB die gegenüber den dinkelringen der Wicklung axial versetzt sind. Um freie Ölstrecken zwischen der das Hochspannungspotential führenden Wicklung und dem Joch bzw. dem Kessel zu vermeiden, sind die zu Winkelringen umgeformten Enden der hagenisolation und des Isolierpelzes etwas miteinander verlappt. Dabei ist die Verlappung so gewählt, daß die hochspannungswicklung in herkömmlicher Art und Weise auf den Kern montiert werden kann-, worauf der an den Rändern zu Winkelringen umgerissene Isolationspelz, der auf ein Trägerrohr gewickelt@ist, über die montierte Hochspannungswicklung gezogen wird. Eine solche Wicklungsanordnung ist für Transformatoren hoher Spannung, z.B. Prüftransformatoren, mit einer Spannung größer1 MV' nicht zureichend, weil für die Beherrschung der Spannung in axialer Richtung zuviel Raum benötigt wird, denn die durch geringere Überlappung erreichbare Verlängerung der überschlagsstrecke ist gering und die Kriechstrecken entlang der Winkelringe und Distanzklötzer verhältnismäßig klein. dagegen ist die räumliche Ausdehnung wegen dem räumlichen Versetzen der Winkelringe und der Notwendigkeit, zwischen diesen einen Kühlkanal zu belassen, verhältnismäßig grob. Außerdem hat diese Anordnung auch noch die Un.-zulä#nglichkeit, daß bei der Herstellung der Winkelringe durch Umreißen der hagenisolation bzw, des Weichpapierpelzes mit Klebstoff gearbeitet werden muß, um den Wiakelringen eine entsprechende Festigkeit zu verleihen, damit diese nicht in.den Ölkanal ragen können. :Bei Transformatoren für die genannte Spannung ist aber die Verwendung von Klebstoffen bei der Bearbeitung der deichpapierisolation nicht mehr annehmbar, da in der V'deichspapierisolation eingelagerte Klebstoffnester die Isolationsanordnung versohle chtern .
- Zwar könnte auch durch Beilegen von Preßspanscheiben beiderseits der aus der umgerissenen @ieichpapierisolation hergestellten Winkelringe vermieden werden, daß weichpapierteile in den Ölkanal ragen und denselben verdecken. Das hätte aber den Wachteil, da, der ohnehin große Platzbedarf infolge des räumlichen Versetzens der dinkeltcinge sowie wegen der notwendigen Kühlkanäle zwischen denselben noch erhöht würde, ohne praktisch bedeutsame Vergrößerung der Überschlagsstrecken und Kriechwege. Diese Nachteile zu 'vemxmeiden, ist Zweck der ßrfindung, Der 4' Findung liegt zunächst die Aufgabe -zugrunde" eine '-Yicklungsanordnung für einen. Hochspannungstransformator zu schaffen, bei der die guten -Eigenschaften der öl;etränkten Weichpapierisolation möglichst vollständig, vor allem auch zur Beherrschung der Felder zwischen den Lagenenden und doch sowie Kessel ausgenutzt werden, damit vor allem die axialen Abmessungen der d'Iickluagsanordnung verringert werden können. Diese Aufgabe wird bei einem. Transformator mit Iagenwicklung und trapezfärmigen dickelquerschnitt und zu Winkelringen umgerissener Iagenisolation und Isolationspelz erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die link e lri nge aus der Lagen -is olation und dem Isolationspelz sich gegenüberliegen und daß zwischen den Winkelringen, die aus der Lagenisolation benachbarter Lagen geformt sind dad den diesen Winkelringen gegenüberliegenden Winkelringen die aus dem Isolationspelz geformt sind, Isolierstoffbarrieren liegen. Diese Isoiierstoffbarrieren bestehen vorteilhafterweise aus zwei Isolierstoffscheiben zwischen denen Distangstücke angeordnet sind zwecks Bildung eines Ölkanals.
- Sie tragen an den den 4inkelringen zugewandten Seiten Folien aus leitenden oder halbleitenden Waterial und weisen versetzt angeordnete Durchbräche. für das Kühlmittel auf. Im Bereich dieser Durchbrüche ist die leitende oder halbleitende Folie gelocht, damit sie wohl das Kühlmittel durchzulassen vermag, ohne ihre Eigenschaft der Potentialsteuerung zu verlieren. Besteht die Isolierstoffbarriere aus drei oder mehr Isolierscheiben, so weisen nur die den 2Jinkelringen zugewandten Isolierscheiben Durchbrüche auf g die ebenfalls zweckmäl igerweise gegenseitig versetzt sind. In den Isolierstoffpelz sind in bekannter Weise leitende oder halbleitende Folien eingewickelt, die die Spannungsverteilung im Isolie rstoffpe 1Z übernehmen und dort gegebenenfalls vorgesehene Kühlkanäle zur Abführung der dielektrischen Verluste spannungsmäßig entlasten. Diese Folien sind zusammen mit den Weichpapierlagen umgerissen und stehen in Kontakt mit den leitenden Belägen auf den barrieren, welche ihrerseits mit den jeweils äquivalenten Wicklungdagen galvanisch verbunden sind.
- Damit wird eine Isolationsanordnung erreicht, die sowohl radial nach innen und außen als auch emial vollständig gesteuert ist und bei der die Ieolationsstrecke weitestgehend unterteilt ist und die Isolation vorwiegend von ölgetränkten Weichpapier getragen wird. Es ist nun zwar bereits eine Wicklungsanordnung bekannt, bei der die das Hochspannungspotential führende Wicklung gegenüber dem Joch und dem Kessel durch Barrieren abgeschirmt wirdq Diese Wicklungsanordnung weist aber radial über der Iragenwicklung lediglich Hartpapierrohrbarrieren auf, über die Kappen mit winkelförmigem Querschnitt geschoben sind, die ihrerseits den Iinkelringen aus der umgerissenen hagenisolation gegenüberliegen. Yen den günstigen hochspannungstechnischen Eigenschafteä des ölgetränkten Weichpapieres wird nur teilweise Gebrauch gemacht; eine allseitige Steuerung des Feldes ist nicht vorgesehen. Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Wicklungsanordnung ist es nun aber von schwerwiegendem Nachteil, daß sie in der herkömmlichen i'Tei.se nur außerordentlich schwierig zu verwirklichen ist. La liegt deshalb ferner der Lrfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, daß die her. stellung der vorstehend beschriebenen tVicklungsanordnung mit ökonomisch vertretbarem. Aufwand er- möglicht. Diese weitere Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den Isolationspelz zunächst die Tage mit dem größten Durchmesser und der kleinsten Länge eingeschoben und unter Zwischenlegen der Isolierstoffbarrieren die Iagenisolation und der Teil des Isolationspelzes mit dem kleinsten Durchmesser und der kleinsten Länge- 7,ü Unkelringen umgeformt wird, anschließend der -Isollationspelz mit der ersten Tage um r180° gewendet wird, worauf das Umformen der Enden der Lagen.. isolation und des zugehörigen Teiles des Isolationspelzes unter Zwischenlegen von Isolierstoffbarrieren auf der Seite des anderen Lagenendes erfolgt, worauf anschließend die nächste Lagen in den Isolationspelz eingebracht wird. Daraufhin wird in der vorstehend beschriebenen Meise die Lagenisolation der zweiten Lage und der zugehörige Teil des Isolationspelzes unter gleichzeitigem Einbringen von Isolierstoffbarrieren umgeformt, worauf das neuerliche wenden und die weitere Bearbeitung und Montage erfolgt. Zweckmäßig ist es, auf einem Trägerrohr mehrere, vorzugsweise eine ungerade Zahl von Lagen auf -zubri"gen, die gemeinsam in den Isolationspelz eingebracht werden. Natürlich wird dann, um eine weitestgehende Unterteilung der Isolationsstrecke zu erreichen, die jeder Lage zugeordnete Lagenisolation zu jeweils einen -Winkelring umgerissen und zwischen diese Winkelringe jeweils eine Barriere gelegt. An nand einer Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiels der Wicklung beschrieben und deren Her= stellung erläutert. üils zeigen: Fig. 1 einen axialen Teilschnitt durch die Wicklunäsanö rdnung, Fig. 2 einen Schnitt durch den Isolationspelz, der sich auf einer technologischen Hilfsvorrichtung befindet, vor dem Einsetzen des ersten Trägerrohres mit den Wicklungslagen, . -Fig. 3 einen Schnitt durch den Isolationspelz und die ersten Lagen, wobei die Isolation an einem Iagenende_bereits hergestellt ist, Fig. 4 einen Schnitt durch den Isolationspelz, a in dem bereits das zweite Trägerrohr mit Wicklungslagen eingesetzt ist und die Lagenenden der lagen des ersten Trägerrohres vollst:Alndig, die Iagenenden des zweiten Trägerrohres dagegen erst auf einer Seite isoliert sind, Fig. 5 einen Schnitt durch den Isolationspelz, in dein bereits alle Trägerrohre eingesetzt sind vor dem letzten -iienden.
- In der Fig. 1 ist eine hagenwicklung mit kontinuierlich verkürzter Iagenlänge, d.h. mit trapezförmigem Querschnitt der Gesamtwicklung gezeigt, wobei auf den vier Trägerrohren 1 i 21 3; 4 jeweils drei lagen der Hochspannungswicklung angeordnet sind, die in der Zeichnung unabhängig von ihrer Zuordnung zum Trägerrohr stets mit 5; 6 oder ? bezeichnet wurden. Zwischen den Lagen 5 und 6 sowie 6 und l sowie den Trägerrohren 1 bis 4 und den lagen 5 ist eine Weichpapierisolation 8 vorgesehen, die die hagenisolation darstellt und die im Bereich der Iagenendea zu Winkelringen 9 uogerissen ist. Die Herstellung solcher Winkelringe aus weichpapierisolation ist im Transformatorenbau üblich; auf die nähere Beschreibung kann daher verzichtet werden. Über die aus vier Trägerrohren mit je drei Ingen hergestellte nochspannungswicklung ist ein aus Weichpapier gewickelter Isolationspelz 10 angeordnet, der an seinen axialen Enden ebenfalls zu Viinkeiringen 11 umgerissen ist, wobei diene Winkelringe 11 den Winkelringen 9, die aus der Weichpapierisolation 8 hergestellt wurden, jeweils _ge.genüberliegen. In den Isolationspelz 10 sind halbleitende Beläge 12 eingewickelt, die eine Spannungsverteilung im Isolationspelz vornehmen und im Bereich der Winkelringe 11 mit umgerissen sind. Zwischen den Winkelringen @:
die aus der Weichpapierisolation 8 hergestellt wurden und den diesen @Iinkelringen 9 gegen-,iberlie- gendea Winkelringen 11 liegen Barrieren 13, welche .Durchbrechungen 16 versehen" Diese Scheiben 14 tragen außerdem halbleitendä Beläge 1=7, die mit den umgerissenen rielägen 12 des Isolationspelzes 10 in Verbindung stehen. Die Beläge 117 sind ihrerseits mit der-jeweils zugeordneten Lage der Hochspannungswicklung galvanisch verjunden. Die Beläge 1'7 sind im Bereich der Durchbrechungen 16 und den Isolierstoffscheiben 14 gelocht, damit auch hier das ü1 flie."en kann. ioie üröße der führung .u$'öcannung wird der Isolations-
Claims (1)
- t' a t e n t a n s p r ü c h e
1. aicklungsanordnung für einen ti.ochspannungs- transformator, beste3nd aus einer Lagenwicklung mit trapezförmigen @d"ickelquerschnitt, dessen ein- zelne Lagen mittels an den Lagenenden zu @Jinkel- ringen umgerissenen @aeichpapierzylindern getrennt sind und einem aus Weichpapier gewickelten Iso- lationspelz, der die ,Vicklung radial umgibt, wobei der Isolationspelz an seinen axialen Winden zur -,linkelringen umgeformt ist, derart, daß diese ,linkelringe jeweils den aus der Lagenisolation hergestellten ainkelringen gegenüberliegen, da- Lagen geformt sind und den diesen @dinkelringen gegenüberliegenden ,Jinkelringen, die aus dem Isolationspelz geformt sind, Isolierstoffbarrieren liegen. zwei Iso lie rs to ff s crieiben, z.B. aus pr®.3span bestehen zwischen denen Distanzstücke, z.B. aus 5. '#lJicklungsanordnung nach Anppruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, da13 die Barrieren an den den linke lringen zugawan dten Seiten leitende oder halbleitende Beläge tragen. 6. ;Jicklungsanordnung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die halbleitenden oder leitenden wäge im Bereich des öldurchtmittes gelocht sind. ? . .Jic klungsan or dnung nach dnspr.;ch 1 bis 6, dadurch gekennze ichiN @;'dät3 in bekannter (eise im Iso-
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DEV0034682 | 1967-10-23 | ||
DEV0034682 | 1967-10-23 |
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DE1638930B2 (de) | 1973-01-04 |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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