DE1763830A1

DE1763830A1 - Fluessigkeitsgekuehlter Kunststofftransformator

Info

Publication number: DE1763830A1
Application number: DE19681763830
Authority: DE
Inventors: Heinz Bollin; Hariolf Dipl-Ing Hagenbucher
Original assignee: MAY AND CHRISTE GmbH TRANSFORMATORENWERKE
Current assignee: MAY AND CHRISTE GmbH TRANSFORMATORENWERKE
Priority date: 1968-08-17
Filing date: 1968-08-17
Publication date: 1971-12-30

Description

Flüssigkeitsgekühlter Kunststofftransformator Die Erfindung betrifft flüssigkeitsgekühlte Kunststofftransformatoren für größere Leistungen bis etwa 6'09Ü KVA und Mittel- und Hochspannung und/oder mit Hochstromwicklungen, dessen Primär- und Sekundärwicklung allseitig in Kunststoff eingebettet sind.
Eine derartige Ausführungsform der Transformatoren zeichnet sich durch große Widerstandsfähigkeit gegen Feuchtigkeit, chemische Dämpfe und sonstige angreifende Umgebungseinflüsse aus. Die kleinen Abmessungen dieser Transformatoren gestatten eine unmittelbare Aufstellung in Verbrauchernähe. Auch entfällt die Öl- oder Glophengrube als zusätzliche bauliche Sicherheitsmaßnahme.
Es ist bekannt, die galvanisch voneinander getrennte Primärwicklun- und Sekundärwicklung in einen massiven Kunststoffblock einzubetten. Dies geschieht beispielsweise in einer Form durch mittels Zentrifugalkraft erfolgendes Schleudern, wobei die Kunstharze in der Form erhärten. Es ist auch bekannt, Wicklungen von Transformatoren und Drosselspulen für "voße Ströme von z.B. 1000 A und mehr mit Kupferhohlleitern auszubilden, durch welche das Kühlmittel, vorzugsweise Wasser, mit einer bestinunten Geschwindigkeit bewegt wird. Das durch die Verlustwärme des Transformators oder der Drosselspule erwärmte Kühlmittel wird ausserhalb des Gerätes durch Kühler weitergeleitet.
Die Wicklungen derart gekühlter Transformatoren oder Drosselspulen können bekanntlich spezifisch höher belastet werden als solche mit natürlicher Selbstkühlung; sie besitzen geringeres Leistungsgewicht und kleinere Abmessungen. Der Flachteil !ob, daß die Hohlprofile ein vielfaches teurer sind als die genormten Vollprofile. Die große Sorgfalt und Zeit, die bei der Verarbeitung der Hohlprofile aufgewandt werden muß, läßt eine rationelle Fertigung nicht zu. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abmessungen und das Leistungsgewicht luftgekühlter Kunststofftransformatoren und Drosselspulen durch Flüssigkeitskühlung zu verringern und die Fertigung $u vereinfachen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die aus Vollprofil gewickelte Primär- und Sekundärwicklung durch anliegende, spiralförmig, achsial und/oder radial ausgestaltete Kühlkanäle,@die mit dem Wickelmaterial durch Kunststoff großer elektrischer Festigkeit kraftschlüssig verbunden sind, mit Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, gekühlt werden.
Die Ausbildung der Kühlkanäle erfolgt vorzugsweise aus isolierendem Material. Um auch bei Hochspannungstransformatoren dem salz- und mineralhaltigen Wasser definiertes Erdpotential zuzuordnen, werden nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Kühlkanäle elektrisch feldfrei durch allseitig in gleich großem Abstand zur Hochspannungswicklung vorgeschalteten und geerdeten leitenden Schirm angeordnet. Die elektrische Hauptbeanspruchung wird durch Kunststoff großer dielektrischer Festigkeit zwischen der Hochspannungswicklung und dem Schirm aufgenommen.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnundargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt den Aufriss, Fig. 2 den Grundriss einer völlig in Kunststoff eingebetteten Primärwicklung 1 und Sekundärwicklung 2. Das Kühlsystem 4 ist spiralförmig um die Primärwicklung 1 und Sekundärwicklung 2 kraftschlüssig in Kunststoff eingebettet. Die Anschlüsse der Primärwicklung 1 und Sekundärwicklung 2 sind nicht eigens dargestellt. Im gezeigs ten Ausführungsbeispiel ist die Primärwicklung und die Sekundärwicklung in einem einzigen Kunststoffblock einr7ebettet. In bekannter Weise kann die Primärwicklung von der Sekundärwicklung durch eine Gleitfuge oder durch einen Kühlkanal mechanisch entkoppelt sein. Das Kühlsystem kann auch innerhalb der Wicklung angeordnet werden und ist durch Kunststoff kraftschlüssig mit den elektrischen Leitern verbunden, wodurch der Wärmeübergang von Wicklung zum Kühlmittel wirkungsvoll erfolgt. Das Kühlsystem kann sowohl aus elektrisch leitendem als auch aus elektrisch nicht leitendem Material, beispielsweise Kunststoff, bestehen. Bei mittleren und hohen Spannungsreihen wird vorteilhaft das Kühlsystem aus elektrisch leitendem Material hergestellt, um definierte Spannungspotentialflächen zwischen dem geerdeten Kühlsystem und der Wicklung zu erzielen. Einfacher in der Herstellung ist das Kühlsystem aus nicht leitendem Material. Auch bei dieser Ausführung kann nach der Erfindung das nichtleitende Kühlsystem definiertes Erdpotential haben, weil das Kühlsystem in Potentialflächen durch Anordnung von Schirmen elektrisch feldfrei eingebettet ist (Fig.5).
Fig. 3 im Aufriss und Fig. 4 im Grundriss zeigen in achsialer Richtung ausgestaltete Kühlrohre. Durch diese Ausführung des Kühlsystems wird u.a. eine wirkungsvolle Selbstkühlung erzielt, wenn der gesamte Aktivteil des Transformators in einem flüssigkeitsgefüllten Kessel in bekannter Art angeordnet wird. Erfindungsgemäß kann das Kühlmittel Wasser sein, weil die Spannungsbeanspruchung durch den Kunststoff großer dielektrischer Festigkeit aufgenommen wird. Brandgefahr besteht nicht.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung von flüssigkeitsgekühlten Kunststofftransformatoren sind das Geringe Leistungsgewicht und die kleinen Abmessungen.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E 01- Flüssigkeitsgekühlter Kunststofftransformator für Leistungen bis etwa 6000 KVA und Mittel- und Hochspannung und/oder mit Hochstromwicklungen, dessen Primär- und o'ekuiidärwicklung allseitig in Kunststoff eingebettet sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die aus Vollprofil gewickelte Primär- und Sekundärwicklung durch anliegende, spiralförmig, achsial und/oder radial ausgestaltete Kühlkanäle, die mit dem Wickelmaterial durch Kunststoff großer dielektrischer Festigkeit kraftschlüssig verbunden sind, mit Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, gekühlt werden.
2. Flüssigkeitsgekühlter Kunststofftransformator nach Anspruch 1 @ d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Kühlkanäle, die aus isolierendem Material ausgebildet sind, elektrisch feldfrei durch einen geerdeten, allseitig in gleich großem Abstand zur Hochspannungswicklung vorgeschalteten leitenden Schirm angeordnet sind, und die elektrische Hauptbeanspruchung durch Kunststoff großer dielektrischer Festigkeit zwischen der Hochspannungswicklung und dem Schirm aufgenommen wird.
3. Flüssigkeitsl-,ekühlter Kunststofftransformatoi.- nac'Li i:ispruch 1 und 2 und mit beispielsweise durch Gießharzüberzü.#;e korrosionst@ek:ii@ncar beständigen Eisenkernen und Konstruktionsteilen i:i Art in Kessel mit Ki@hleinrichtungen angeordnet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Kühlflüssigkeit aus nicht Hochspannung isolierendem Material, vorzugsweise Wasser, besteht.