DE1788103C3

DE1788103C3 - Verfahren zur Herstellung eines Hochspannungstransformators. Ausscheidung aus: 1613651

Info

Publication number: DE1788103C3
Application number: DE19671788103
Authority: DE
Inventors: Georges Nizza Augier (Frankreich)
Original assignee: Augier Sa Nizza (frankreich) Ets
Current assignee: Augier Sa Nizza (frankreich) Ets
Priority date: 1967-01-26
Filing date: 1967-12-27
Publication date: 1974-05-02
Also published as: DE1788103A1; DE1613651B2; CH470737A; MC701A1; DE1788103B2; BE709758A; DE1613651A1; FR93136E; NL7115827A; NL139839B; NL6801213A

Description

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Die Erfindung ba/ifft ein Verfahren zur Herstellung eines Hochspannungstransformators, insbesondere eines unterirdisch angeotdneteri Speisetransformators für die Straßenbeleuchtung, dessen Wicklungscinsatz in einem starren Isoliergehäuse gekapseit ist, wobei der Raum zwischen beiden ausgefüllt ist von einem Mantel aus gut wärmeleitendem Isoliermaterial. Ein solcher Transformator ist bekannt aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1 762 104, wobei als wärmeleitendes isolierendes Mantelmaterial Sand zwischen dem Eternitgehäuse und dem aktiven Teil des Transformators eingefüllt ist. Dieser Transformator ist mit geringem Aufwand herstellbar und zur unterirdischen Montage geeignet, weil das Isoliergehäuse Schutzerdungsmaßnahmen entbehrlich macht und der Sand dem aktiven Teil des Transformators einen guten Wärmeübergang zum Isoliergehäiise vermittelt, wodurch die Verschlechterung der Kühlmöglichkeit infolge der unterirdischen Montage ausgeglichen wird.

Die dazu notwendige vollständige Ausfüllung des Hohlraumes zwischen dem aktiven Transformatorteil und dem Eternitgehäuse hat aber den Nachteil einer erheblichen Behinderung der Wärmedehnung im aktiven Transformatorteil, wodurch der Wicklungscinsatz mechanisch beschädigt werden kann.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren soll ein solcher Transformator unter Beibehaltung des für die unterirdische Montage notwendigen guten Wärmeübergangs so hergestellt werden, daß weder bei der Herstellung noch im Betrieb gefährliche oder gar punktweise konzentrierte Pressungen auf den Wicklungseinsatz entstehen können.

Dazu wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zunächst der Wicklungseinsatz mit bekanntem Isolier- fis mittel unter mechanischem Druck im Vakuum getränkt wird und daß nach dem Aushärten um den Wicklungseinsatz und mindestens teilweise um den Kern ein Mantel aus inkompressihlem, flexiblem, duroplastischem Kunststoff — wie weichem Epuxv-

|_iarz ceudssen wird und daß im Mantelmateriul

von diesein allseitig umgebene elastische Kissen verteilt werden, die aus einer Kunststoffhülle bestehen, welche Stickstoff oder ein anderes inertes Gas unter Druck enthält, und daß zuletzt um den Mantel das Gehäuse aus hart eingestelltem Epoxyharz mit Metallpulver als Füllmittel und mit angeformten Kühlrippen gegossen wird.

Zwar ist das weiche Epoxyharz praktisch inkomprtssibel, genau wie der vorbekannte Sandmantel. Aber die eingebetteten Gasblasen wirken als Verdrängungsräume für das weiche Harz, welches infol£-i seiner Elastizität nun gewissermaßen fluidisiert wird, nämlich über sein ganzes Volumen hin mit gleichmäßig geringem Druck sich den unvermeidlichen betrieblichen Wärmedehnungsbewegungen des Wicklungseinsatze nachgebend anpassen kann. Dadurch wird die Wicklung mechanisch entlastet, bleibt aber dennoch in ständigem direktem wärmeleitendem Kontakt über den Mantel zum Gehäuse. Auch ist durch die Einbettung der Gasblasen im Mantelinneren vermieden, daß ein Gaseinschluß in unmittelbare Nähe des Wicklungseinsatzes kommen und damit dit. dielektrische Festigkeit der Hochspannungswicklung gefährlich mindern könnte.

Aus der USA.-Patentschrift 2 731607 ist es bekannt, den aktiven Tranformatorteil in eine Gießform zu setzen und mit duroplastischem Material vollständig zu vergießen. Der entstehende Gußblock hat zugleich die Funktion des Gehäuses, weshalb das duroplastische Material entsprechend hart eingestellt sein muß und dem Temperaturgang des Wicklungseinsatzes selbst dann nicht nachgeben könnte, wenn Verdrängungsräumc vorgesehen wären. Ein so hergestellter Transformator ist auf sehr gute Kühlung angewiesen, also für unterirdische Montage, insbesondere zum direkten Eingraben h, das Erdreich nicht geeignet.

Aus der deutschen Patentschrift 976 786 ist es bekannt, zwischen dem auch als Gehäuse dienenden, entsprechend hart eingestellten Gußmantel und dem Wicklungseinsatz eines Spannungswandlers die äußerste Lage der Hochspannungswicklung als flachgedrücktes Rohr auszuführen, welches stets mit dem Außendruck kommuniziert und durch eine Polstereinlage abgestützt sein kann. Dieses aufwendige Verfahren gewährleistet zwar eine hinreichend zwangfreie Wärmedehnung des Wicklungsdnsatzcs in radiale;, aber nicht in axialer Richtung. Es besteht also die Gefahr, daß durch die Schrumpfspannung des Gußmantels während des Vernelzens wie auch durch die betriebliche Übertemperatur die einzelnen Windungen der Hochspannungswicklungen axial zusammengequetscht werden, wodurch die Isolierung Schaden leiden kann. Außerdem leidet die dielektrische Festigkeit der Hochspannungswicklung durch die unmittelbar benachbarten LufteinM.'hiüs.se.

Den erst'ren Mangel vermeidet das Verfahren nach der schweizerischen Patentschrift 387 165, indem eine für das Gießharz undurchlässige Hülle den Wicklungseinsatz vollständig umgibt, auch stirnseitig, in einem die nachgiebige Beweglichkeit der Isolierhülle gewährleistenden Abstand zum Wicklungseinsatz, welcher Abstand durch eine gummielustische Auflage gehalten wird, die dem Mantel und einem Teil der Stirnfläche des Wicklungseinsatzes aufliegt. Auch hier

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ist der Mantel gleichzeitig Gehäuse, also entsprechend hart eingestellt, und zwischen Isolierhülle und Wicklungseinsatz, also in direktem Kontakt mit diesem, befindet sich Luft unter Atmosphärendruck, wodurch die dielektrische Festigkeit des aktiven Transformatorteils nachteilig herabgesetzt ist, ebenso der Wärmeübergang zum Mantel. Auch dieser Transformator ist daher nur als Meßwandler bestimmt und geeignet, nicht als eingrabbarer Leistungstransformator.

Die Erfindung wird an Hand des in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Schnittbilddarstellung des Transformators,

F i g. 2 schaubildlich den fertigen Transformator mit Anschlüssen.

1, Γ sind die Ein- und Ausgänge in Form von Koaxialbuchsen, worin die Klinkensteckeranschlüsse 2, 2' der ankommenden und abgehenden Kabelverbindüngen sitzen, mit Klemmhülsen 3, 3' aus Nylon gesichert und abgedichtet. Dazwischen ist r:ne Schmelzsicherungskappe 4 herausgeführt. Der Gußblock aus Isolierstoff ist mit 5 bzw. 5a bezeichnet.

Der Magnetkern ist aus in Kristallrichtung orientierten und nach dem Walzen zur Verlustminderung ausgeglühten Trafoblechen aufgebaut, Blechstärke ungefähr ¹Ao Millimeter.

Die Hochspannungsspule ist aus emailliertem Draht lagenweise gewickelt; zwischen den Lagen ist Papier, ungefähr Vm Millrmeter stark, angeordnet. Die I\ie

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derspannungsspule besteht aus spulenbreitem Band von Elektrolyt-Aluminium, mil auf die Anschlußenden hydraulisch kalt gepreßtem Blattgold. Durch konzentrische Wicklungsanordnung wird der Spannunesabfall aus Streuinduktion vermindert und die Anfälligkeit gegen Isulationsfehler vermindert, wobei das Tränken mit Isolierrnittel unter metallischem Druck im Vakuum erfolgt, um etwaige Lunker mi Lack auszufüllen und Luftblasen auszutreiben Nach dem Härten des Tränkmittels entsteht der in F1 g. 1 dargestellte massive Spuleneinsatz.

Um diesen wird alsdann der Mantel 5 aus elektrisch isolierendem, gut wärmeleitendem Material vyic Epoxyharz gegossen, unter Einschluß elastischer Kissen P aus einer Kunststoffhülle, die Stickstoff oder ein anderes inertes Gas unter Druck enthalt zum Ausgleich des Temperaturganges. Zuletzt wird um die ummantelte Spuleneinheit das Gehäuse 5 ο aus hartem Epoxyharz mit einverleibtem Metallpulver gegossen; das Gehäuse weist ;:ußen Kühlrippen A aui.

Die Isolierung der Steckvc. Oindungsteile ist au> mineralischem oder Kunststofrmaturial und kann mn im Vakuum aufgepreßtem Epoxyharz überzogen sein, um ein einheitliches Aussehen gegenüber dem OehäuseS« zu erhalten, das zweckmäßig ebenfalls im Vakuum gegossen wird. Diese Materialien können rot eingefärbt sein, um auf die Hochspannuugsgefahr hinzuweisen. Das abgehende isolierte Niederspannungskabel kann in der jeweils benötigten Anschlußlänge mit dicht ansetzendem Klinkenstecker mitgeliefert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung eines Hochspannungstransformators, insbesondere eines unterirdisch angeordneten Speisetransformators für die Straßenbeleuchtung, dessen Wicklungseinsatz in einem starren Isoliergehäuse gekapselt ist, wobei der Raum zwischen beiden ausgefüllt ist von einem Mantel aus gut wärmeleitendem Isoliermaterial, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst der Wicklungseinsatz mit bekanntem Isoliermittel unter mechanischem Druck im Vakuum getränkt wird, und daß nach dem Aushärten um den Wicklungseinsatz und mindestens teilweise um den Kern ein Mantel aus inkompressiblem, flexiblem, duroplastischem Kunststoff — wie weichem Epoxyharz — gegossen wird und daß im Mantelmaterial von diesem allseitig umgebene, elastische Kissen verteilt werden, die aus einer Kunststoßhülle bestehen, welche Stickstoff oder ein anderes inertes Gas unter Druck enthält, und daß zuletzt um den Mantel das Gehäuse aus hart eingestelltem Epoxyharz mit Metallpulver als Füllmittel und mit angeformten Kühlrippen gegössen wird.