DE1901793B2

DE1901793B2 - Anordnung zur abschirmung von hochfrequenzimpulsen bei netzfrequenztransformatoren

Info

Publication number: DE1901793B2
Application number: DE19691901793
Authority: DE
Inventors: Karl Heinz 7312 Kirch heim Kratz Peter 7057 Endersbach Ingenlath
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs 6000 Frankfurt GmbH
Current assignee: Transformatoren Union AG
Priority date: 1969-01-15
Filing date: 1969-01-15
Publication date: 1972-06-22
Also published as: DE1901793C3; CH503358A; FR2028374A7; DE1901793A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Abschirmung von Hochfrequenzimpulsen zwischen den Wicklungen eines Netzfrequenztransformator.=·, bei dessen Betrieb von der Sekundärseite Hochfrequenzimpulse in die Primärseite und damit in das speisende Netz übertragen werden, die Rundfunk- und Fernsehstörungen verursachen. Solche Transformatoren sind insbesondere Zündtransformatoren für Gas- und Ölheizungen, deren Sekundärseite einen Zündfunken bildenden Lichtbogen zwischen zwei Elektroden speist. Diese Lichtbögen sind zwangläufig eine Quelle von Hochfrequenzimpulsen, die bei Übertragung auf die speisende Primärseite des Transformators das speisende Wechselstromnetz mit Hochfrequenz verseuchen und dabei Rundfunk- und Fernsehstörungen verursachen.

Da solche Transformatoren weitgehend kurzschlußfest sein müssen, wird von vornherein eine hohe Streuinduktivität vorgesehen, die beispielsweise dadurch erreicht wird, daß die Primär- und die Sekundärwicklung axial nebeneinander auf dem Kernschenkel angeordnet sind. Eine Erhöhung der Streuung wird noch dadurch erreicht, daß zwischen den Wicklungen Streubleche aus Elektroblech eingefügt werden, die einen Teilschluß der elektromagnetischen Kraftlinien bewirken.

Um die Übertragung der störenden Hochfrequenzinipulse von der Sekundär- auf die Primärwicklung zu behindern, ist es schon bekannt, zwischen beiden Wicklungen eine elektrostatische Abschirmung anzuordnen, die die Gestalt einer den Kernschenkel um· fassenden Seheibe besitzt, wobei Unterbrechungen vorgesehen sind, um dnc Kurzschlußwindung zn vermeiden. _A I 1 · · 1

Eine weilen: Verbesserung der Abschirmwirkung wird bei einer bekannten Anordnung dadurch erreicht, daß neben der geschützen Scheibe eine Kur/-sehlußwinditng um den Schenkel gelegt wird, denn Impedanz für den Kurzschlußstrom bei Netzfrequcu/. relativ hoch ist. Erreicht wird dies bei dieser bekannten Anordnung durch eine sehr dünne Folie in Scheibenform, die den umwickelten Schenkel zwischen den beiden Wicklungen umfaßt. Mit dieser metallischen Kurzschiußwindu ig, deren Impedanz für NeiWYequenzströme hoch ist, wird eine gewisse Abschirmung der Hochfrequenzimpulse zwischen den beiden Wicklungen erreicht (USA.-Patentschrift 2 339 OKS).

Infolge der vollkommen geschlossenen echten Kurzschlußwindung ist jedoch auch bei erhöhter Impedanz für den Netzfrequjnzstrom ein Kurzschlul',-strom \on Net/frequen/ nicht ganz zu vermeiden, so daß als dessen Folge eine nicht unbeträchtliche 1 ; wärmung dieses Schirmes eintritt, die bei der ErSW₁! mungsrechnung des Transformators berücksichtig werden muß. Außerdem wird die Ermittlung und die Erfassung von Windungsschlüssen der Hochspannungswicklung des Transformators im Prüffeld oder bei der Störungssuche in der Anlage durch den Ein bau eines solchen Schirmes erschwert oder praktisch unmöglich gemacht.

Aufgabe ist es, eine Kurzschlußwindung für Hochfrequenzströme unter Verhinderung von Kurzschlußströmen bei Netzfrequenz zu erreichen, um die Hochfrequenzimpulse ohne nachteilige Begleiterscheinungen vom Versorgungsnetz fernzuhalten.

Dies wird bei einer Anordnung zur Abschirmung von Hochfrequenzimpulsen zwischen den axial nebeneinander aufgereihten Wicklungen eines Netzfrequenztransformators, insbesondere eines Zündtransformators für Gas- und öllieizungen, unter Verwendung eines zwischen den Wicklungen befindlichen, den Kern bis auf einen Kurzschlußtrennschlitz umfassenden, radial ausgerichteten Abschirmbleches und mindestens einer weiteren elektrisch leitenden Beilage erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die elektrisch leitende oder elektrisch und magnetisch leitende Beilage eine Kurzschlußunterbrechung aufweist und zur kapazitiven Überbrückung des Kurzschlußtrennschlitzes des radial ausgerichteten Abschirmbleches ein- oder beidseitig unter Zwischenschaltung einer sehr dünnen Isolierung an dem Abschirmblech anliegt und den Kurzschlußtrennschlitz abdeckt.

Bei Geräten für Hochspannung, insbesondere bei Transformatoren und Meßwandlern, ist es bekannt, elektrostatische Steuerelektroden in Gestalt von Schirmringen, Schirmzylindern und in ähnlichen Formen vorzusehen, die das elektrische Feld zwischen den Elektroden unterschiedlichen Potentials vorzugsweise mittels ihrer gegenseitigen Kapazität unterteilen und gezielt steuern. Wegen der sehr hohen zu überbrückenden Potentialunterschiede besitzen diese Schirmflächen relativ große Abstände voneinander.

Um hohe Feldkonzentrationen an den scharfen Randkanten solcher elektrostatischer Schilde in Hochspannungsgeräten, die elektrische, eine Gefährdung der Isolierung verursachende Entladungen einleiten können, zu vermeiden, ist es weiter bekannt, diese Randkanten durch eine halbleitende geschlossene Schicht oder gegebenenfalls auch durch kapazi-

liv verkoppelte TeilschirmfHlehen tibziidecken (deutsche Auslegeschrift I 064 623).

Da in diesen Geräten für Hochspannung jedoch keine Hoehfrequenziinpulse induziert werden, stellt sich auch nicht die vorliegende Aufgabe, diese Impulse vom Versorgungsnetz fernzuhalten.

Bei der erfindiingsgemäßen Anordnung zur Abschirmung von Hochfrequenzimpulsen hingegen soll eine gezielt ausgelegte Kurzschlußwindung für Hochfrequenzströme angelegt werden, die jedoch bei Netz- ίο frequenz unwirksam ist. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch bewirkt, daß in diese Kurzschlußwindung eine relativ große Kapazität eingeschaltet ist. Diese hohe Kapazität wird durch eine sehr dünne Isolierung zwischen dem Beilagblech, das den Kurzschlußtrennschlitz der Abschirmung überbrückt, und der Abschirmung selbst bewirkt, was möglich ist, weil zwischen Beilagblech und Abschirmblech kein Potentialunterschied vorhanden ist.

Diese dünne Isolierung zwischen Abschirmblech und angelegten Beilagen behindert wirkungsvoll das Fließen eines Kurzschlußstromes bei Netzfrequenz. Infolge der großen Kapazität, die durch diese parallelliegenden Flächen des Abschirmbleches und der Beilagen unter Trennung durch eine nur sehr dünne Isolierschicht entsteht, ist der Scheinwiderstand für die durch die Hochfrequenzimpulse induzierten hochfrequenten Kurzschlußströme jedoch nur verschwindend gering, so daß praktisch ein Kurzschluß für diese Ströme vorliegt. Dadurch werden sie gezielt und sehr wirkungsvoll von der Primärwicklung abgeschirmt. Die Abschirmwirkung wird noch weiter verbessert, wenn das ganze Abschirmblech aus ferromagnetischem Material hergestellt wird. Dadurch werden auch die magnetischen Streuflußlinien zwisehen den Wicklungen, die außerhalb des Kernes auftreten, in dieses Abschirmblech gezogen und wirkungsvoll abgeschirmt. Ebenfalls kann es zweckmäßig sein, die Beilagen aus ferroniagnetischem Metall herzustellen.

In einem weiteren Ausbildungsbeispiel der Erfindung können die anfangs erwähnten, zur Erhöhung der Streublindwiderstände zwischen den beiden lage zusammengelegt wutiui, wuu

ΪΑΑ&Γ größeren elektrischen Sicherhek des Ssfo'rmators kann es zweckmäßig sein,

die Anordnung der erfindunpgem^

eenden Wicklungen 2 und 3 umfallt.

Zwischen den beiden Wicklungen ist ein radial auäedehntes, an einer Stelle geschlitztes Abschirm-S 4 angeordnet, das .-weckmäßigerweise dieselbe ν «eckte!Form wie die vVicklungen aufweist. In Fig 2 ist dieses Abschirmblech in Draufsicht dargestellt An einer Umfangsstelle besitzt es einen Schlitz 5 um eine Kurzschlußwindung um den Kern ζί verhindern. Dieser Schlitz 5 wird durch eine oder zweT Beilagen 6 aus elektrisch leitendem oder aus eh*Irisch und magnetisch leitendem Material (ng 3) einseitig oder beidseitig kapazitiv überbrückt Eine vorgesehene Isolierung verhindert die B dung einer galvanisch geschlossenen Kurzschlußw ndung durch das Abschirmblech und die uberbruk-

SSrequente Ströme jedoch ist die Kapazität an den überdeckten Flächen von Abschirmblech und Beilage so groß, daß für diese Ströme praktisch eine Kurzschlußwindung besteht. Infolgedessen werden diese Ströme zwischen den beiden Wicklungen w.rkunesvoll abgeschirmt. Ein mit einer Abschirmung nach der Erfindung versehener Transformator erlaubt nicht mehr das Vordringen von Hochfrequenzinipulsen aus der gestörten Sekundärseite in die speisende Primärseite, auch wenn der Schirm wesentlich kleiner als der bisher übliche elektrostatische Schirm gehalten ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Abschirmung von Hochfrec|iicnzimpulsen zwischen den axial nebeneinander aufgereihten Wicklungen eines Netzfrequenziransformators, insbesondere eines Zündtransformators für Gas- und Ölheizungen, unter Verwendung eines zwischen den Wicklungen befindlichen, den Kern bis auf einen Kur/schlußtrenn- ίο schlitz umfassenden, radial ausgerichteten Abschirmbleches und mindestens einer weiteren elektrisch leitenden Beilage, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende oder elektrisch und magnetisch leitende Beilage (6) eine Kurzschlußunterbrechung aufweist und zur kapazitiven Überbrückung des Kurzschlußtrennschlitzes (S) des radial ausgerichteten Abschirmhl ;ches (4) ein- oder beidseitig unter Zwischenschaltung einer sehr dünnen Isolierung an ao dem Abschirmblech (4) anliegt und den Kurzschlußtrennsehlitz (5) abdeckt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beilagen (6) von den zur Erreichung der Kurzsch'ußfestigkeit des Transformators vorhandenen magnetischen Streublechen gebildet sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beilagen die gleiche Form wie das radial ausgerichtete Abschirmblech (4) besitzen und mit verseilen Kurzschlußschlitzen (5) beigelegt sind.