DE1928738B2 - Thermofuehleranordnung fuer ueberlastungsschutz von hochspannungswicklungen - Google Patents
Thermofuehleranordnung fuer ueberlastungsschutz von hochspannungswicklungenInfo
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Description
.Hi-mui-.' als herausnehmbare Einheit in ejne Hülse
=einzubauen, die in die Wicklung einer elektrischen
§§; ,Maschine eingebaut ist, Eine solche, in vielen Fällen
!*;, besonders günstige Ausführung und Montage einer
Pl Thermofühleranordnnng läßt sich gemäß der wei-
H teren Ausgestaltung der Erfindung im vorliegenden
j§ fall dadurch erreichen, daß der plattenförrnige, ver-
P Mltnismäßig dünnwandige Oxydkeramikkörper einen
P'; aus der Isolierung ragenden Hals mit einer Ausneh-
p mung zum Einstecken des Thermofühlers aufweist.
ρ per aus der Hochspannungsisolierung im Wickel-
||; kopf ragende Hals überträgt dabei durch den platten-
p förmigen Teil, der in enger Berührung mit dem blan-
H ten Leiter steht, dessen Wärme auf den in der Ausnehmung
des Halses eng und damit in gut wärmeleitende Verbindung gebrachten Thermofühler, der
im Bedarfsfalle leicht ohne Eingriff in die Isolierung ausgewechselt werden kann. Auch besteh, bei einer
lolchen Ausbildung des Oxydkeramikkcrpers die Möglichkeit, eine Mehrzahl solcher Oxydkeramikkörper
an geeigneten Stellen des Wickelkopfes einer Hochspannungswicklung vorzusehen und nur einen
Teil dieser Oxydkeramikkörper mit Thermofühlera zu bestücken, und zwar jene, die in experimentell ermittelter
Weise den Heißpunkten der Maschine beflachbart sind.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an Hand Xweier Ausführungsbeispiele des Gegenstandes nach
der Erfindung nachfolgend näher erläutert.
In Fig. 1 ist an der Breitseite eines blanken Leiters
1. dessen Hochspannungsisolierung hier nicht dargestellt ist. in enger Berührung mit diesem ein
Oxydkeramikkörper 2 in Form einer dünnwandigen Platte vorgesehen. Auf der dem Leiter abgewandten
Seite des plattenförmigen Oxydkeramikkörpers 2 ist eng an diesem anliegend ein Thermofühler 3 in an
tich bekannter Art angeordnet, dessen Tl'crmofühlerableitung
4 im Anschluß an den Thermofühler 3 von einem Isolierschlauch 5 in an sich bekannter Weise
Umgeben ist. Die Berührungsstelle des Oxydkeramikkörpers 2 mit dem blanken Leiter 1 und die des
Thermofühlers 3 mit dem Oxydkeramikkörper 2 ist Von einer isolierfläche 6. die aus einer Kunststofffolie,
einem Gewebe oder einem Lackglasseidenband gebildet sein kann, überdeckt, wobei die Räume zwisehen
der Isolierfläche G und dem Thermofühler 3 Sowie dem Oxydkeramikkörper 2 lückenlos mit einem
Kitt aus insbesondere Harz-Ouarzmehl-Gcmisch gefüllt
sind, so dab die Gesamtanordnung hohlraumfrei ist. Diese in F i g. 1 dargestellte Anordnung ist
in nicht näher dargestellter Weise dann von der Hoehspannungsisolierunfi überdeckt, und zwar so.
daß auch hier keine Hohlräume entstehen. Bei dieser Anordnimn ict νυ'ρ nhnp weitt-res ersichtlich, das
Anbring ' I ·' m I ntfcrncn
nur vor \ ' Il ; ■ ninesisnlierung
bzw. bei " möglich.
Für dl " ' '-ι. die Thcr-
mofiihle · H' hsp.mnungs-
wicklunj 11 lsi'mien, ist
eine An < ' ■ ' ; vuieilhaft.
Hierbei " '* ■ ■ ·■: ' ini^· einer
plattenfi η I I,κ he la
und ein ■ IS dei Hoch-
spannun 1' 2 'ler mit einer
Ausnchi ' ' nn .inliegend
der The ' l ■ .. . mfiinrnir ist.
Eine be ' Γ.κκ-rung des
OxydkeremiWvörpers am blanken Leite? läßt sich
dadurch erreichen, cjflß die dünnwandige ebene
Fläche 2ff mit einer cjazu im Winkel, insbesondere
im rechten Winkel angeordneten, den Hals tragenden
Schmaleren Randfläche 2 b versehen ist. Bei dieser Ausbildung ergibt sich eine in F; g, 3 angedeutete
bestimmte fixierbare Lage des Oxydkeramikkörpers am blanken Leiter, wobei die Fläche 2« und die
Randfläche 2 b von der Hochspannungsisolierung 8 überdeckt sind und nur der Ha|s 2 c aus der Hochspannungsisolierung
herausragt. Es ist hierbei zu bemerken, daß bei dieser Darstellung die Dicke der
Hochspannungsisolierung nicht im tatsächlichen Verhältnis zur Querschnittsfläche des Leiters und den
Abmessungen des Oxydkeramikkörpers dargestellt ist. Je dünnwandiger die ebene Fläche, insbesondere
die ebene Fläche la, gewählt *t, wobei die Wandstärke
dieser Fläche nur im Hinbl.ck auf die erforderliche Isolation begrenzt ist, desto besser und
schneller erfolgt der Wärmeübergang vom Leiter zum Thermofühler und desto geringer wird die
Kopplungszeitkonstante, so daß sich auf diese Weise auch bei rasch wechselnden Laständerungen mit entsprechend
raschen Änderungen der Temperaturen eine richtige Erfassung der Temperaturen mit der
Thermofühleranordnung nach der Erfindung erreichen läßt. Als Oxydkeramikkörper mit sowohl
guter Wärmeleitfähigkeit als auch guten elektrischen Isoliereigenschaften eignen sich besonders solche
aus formgepreßtem und gesintertem Berylliumoxyd. Aluminiumoxyd oder dergleichen Oxyde. Durch die
Sinterung, d. h. durch das Zusammenwachsen der einzelnen Einkristalle, wird für den gesamten Oxydkeramikkörper
das Leitvermögen des Ei.ikristalies. beispielsweise von Aluminiumoxyd oder Beryllium-OAvd,
nahezu erreicht. Versuche haben ergeben, daß beispielsweise bei Oxydkeramikkörpern aus Berylliumoxyd
(BeO) Wärmeleitfähigkeiten erreicht werden können, die etwa reinem Aluminium % ergleichbar
sind und bei etwa 20 C bei 80 ois 160 kcal mh C
liegen. Bei Oxydkeramikkörpern mit 95° 0 Gehalt an Aluminiumoxyd (ΑΙ.,Ο.,) läßt sich eine Wärmeleitfähigkeit
von 18 und bei Oxydkeramikkörpern mit 99°» Aluminiumoxyd eine Wärmeleitfähigkeit von
etwa 80 erreichen. Im Vergleich dazu ist die Wärmeleitfähigkeit von beispielsweise FeinglimmerisolierplaUen
nur 0.1°.
Im Hinblick auf die Glimmeinsatzspannung ist es vorteilhaft, die Thermofühleranordnungen so in die
einzelnen Phasen einzubauen, daß G'.immentladungen ausgeschlossen werden können. Als besonders
günstiger Anbringungsort für die Thermofühleranordnungen sind d.e Stirnseiten der Unterschenkel anzusehen.
»\obci die Thermofühleranordnungen bei
Dreieckschaltung der Hochspaimungswicklungen it mitten der Unterschenkel, bei Sternschaltung vo
zugsweise auf der vorletzten Spule einer jeden Pha<angebracht werden können. Durch die Anhringun
auf den Unterschenkeln ergeben sich größere Luf abstände zwischen den Spulen wegen des außen.
Umfanges der Wickelköpfe, und es ist auch ein sichere Verlegung derThermofühlerabieitungen mö
lieh, da eine Durchführung durch Hochspannun führende Spulen entfällt. Um Überschläge an cK
Zuführ;.ngsleitungen zu den ThcrmofUhlem aus/
schließen, werden diese vorzugsweise mit den b sagtet' Isolierschläuchen entsprechend hoher Durc
Schlagsfestigkeit umgeben,
Hier/u 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Thermofühleranordnung für Überlastungs- besondere rippengekiiWte Hochspannungsmaschinen
schutz von Hochspannungswicklungen bei der 5 die für den gefahrlosen Betrieb solcher Maschinen
der Thermofühler mit dem Hochspannungsleiter maßgeblichen Heißpunkte im Wickelkopf aufweisen,
gut wärmeleitend verbunden ist, dadurch ge- Da nun insbesondere durch die Ausführung der
kennzeichnet, daß innerhalb der nur von Wickelkopfisolierung mit der großen Wandstärke
den ThermofütJeranschlußleitem durchdrungenen der Isolierschicht und damit einem sehr geringen
. Hochspannungsisolierung (8) an den blanken io Wärmeleitwert eine Anordnung solcher Thermo-Leiter
(1) der Hochspannungswicklung ein ver- fühler in ähnlicher Weise wie bei Niederspannung*-
hältnismäßig dünnwandiger plattenförmiger Oxyd- , maschinen unbrauchbar ist, war bisher eine schnelle,
keramikkörper (2) hoher Wärmeleitfähigkeit an- sichere und den Verhältnissen in der Maschine entgelegt
und mit dem Oxydkeramikkörper der sprechende Erfassung der Temperatur an den Heiß-Thermofühler
(3) in enge Berührung gebracht ist, 15 punkten nur mit umfangreichen Konstruktionen, wie
daß ferner der Oxydkeramikkörper(2) mitsamt z.B. in der deutschen Auslegeschrift 1 178 937 bedem
Thermofühler (3) und einem die Zwischen- schrieben, möglich.
räume füllenden Kitt (7) hohlraumfrei von einer Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch
Isolierfläche (6) abgedeckt ist, die ihrerseits hohl- für Hochspannungsmaschinen mit wechselnden Ton raumfrei
an die Hochsnannungsisolierung (8) 20 peraturen bei Lastanderungen eine richtige ui<u
grenzt. ' " " schnelle Temperaturmessung im Wickelkopf olv.e
2. Thermofühleranordnung -aach Anspruch 1, nachteilige Einflüsse auf dl·* Hochspannungsiso! L-dadurch
gekennzeichnet, daß der piattenförmige, rung mit geringem schaltungstechnischen Aufwand
dünnwandige Oxydkeramikkörper (2) einen aus zu ermöglichen. Die Lösung der gestellten Aufg;i>··*
der Isolierung (8) ragenden Hals (2c) mit einer 25 gelingt bei einer Thermofühleranordnung für IK-Ausnehmung
(2 Ό zum Einstecken des Thermo- lastungsschutz von Hochspannungswicklungen. b.\
fühlers (3) aufweist. der der Thermofühler mit dem Hochspannungslei:.r
3. ThermofühleranorLinung iiach Anspruch 2, gut wärmeleitend verbunden ist. nach der ErfindiM*
dadurch gekennzeichnet, da3 der Oxydkeramik- dadurch, daß innerhalb der nur von den Therm■·-
körper(2) aus einer dünnwandigen ebenen Fläche 30 fühleranschlußleitera durchdrungenen Hochspa.
(2a) und einer dazu im Winkel angeordneten, nungsisolierung an den blanken Leiter der Hoc!,
den Hals(2r) tragenden schmaleren "kandfläche Spannungswicklung ein verhältnismäßig dünnv»and;-
(2b) besteht. ger plattenförmiger Oxydkeramikkörper hoher
4. Thermofühleranordnung nach einem oder Wärmeleitfähigkeit angelegt sind mit dem Ox\dmehreren
der vorstehenden Ansprüche, dadurch 35 keramikkörper der Thermofühler in enge Berührung
gekennzeichnet, daß der Oxydkeramikkörper (2) gebracht ist. daß ferner der Oxydkeramikkörpe
aus formgepreßtem und gesintertem Beryllium- mitsamt dem Thermofühler und einem die Zwischenoxyd.
Aluminiumoxyd oder dergleichen Oxyden räume füllenden Kitt hohlraumfrei von einer Isolierbesteht.
w fläche abgedeckt ist. die ihrerseits hohlraumfrei an
5. Thermofühlerpnordnung nach einem oder 40 die Hochspannungsisolierung grenzt.
mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch Die Thermofühleranordnung nach der Erfindung
gekennzeichnet, daß der oder die Thermofühler hat nichts mit einem bekannten Widerstandsthermo
im Wickelkopf an den Stirnseiten der Unter- meter für hohe Temperaturen (deutsches Gebrauchs
schenkel angeordnet sind. muster 1 810 091) zu tun. bei dem auf Mahförmigen
45 Tragern aufgebrachte Drahtwendel voneinander
isoliert in einen Oxydkeramikkörper hohlraumfrei
eingebettet sind, da solche Thermometer wegen ihrer
Zum Schutz gegen thermische Cberlastungen von Abmessungen für die Hinfügung in Wicklungsisolie-
Hochspannungswicklungen elektrischer Maschinen rungcn nicht in Frage kommen. Bei einer anderen
ist c· bekannt. Thermofühler in Form von Heil?- 50 bekannten TemperaturüberwachungseinrichUmg für
oder Kaltleitern oder sogenannte Widerstandsthermo- Wicklungen vermag eine Oxydhaui nur gegen kleine
meter in die Nuten der Maschinen einzubringen. Bei Spannungen /u isolieren (deutsche Patentschrift
dieser Art der Temperaturerfassung ist der Nachteil 657 201). Durch die Anordnung nach der I r'irulun«
gegeben, daß der Wärmeübergang vom Leiter /um wird unter Wahrung der Hohlraumfreiheit d der
Thermofühler durch die verhältnismäßig große 55 erforderlichen Isolierung zwischen dem Thern «fühler
Wandstärke der Isolierung des Nutteiles der Wick- und dem Leiter eine so gute Wärrneleitverbindung
lung mit einer verhältnismäßig großen Wärmekopp- hergestellt, daß auch insbesondere durch Lastände-
lungszeitkonstante behaftet ist. Dies hat zur Folge. rungcn bedingte Schwankungen der Temperatur des
daß die tatsächlich im Leiter herrschende Tempera- Leiters praktisch unverzüglich vom Thermofühler
tür. wenn übchaupt. dann nur mit einer verhältnis- 60 erfaßt werden können.
mäßig großen Verzögerung vom Thermofühler erfaßt Bei dieser Ausführung einer Thermofühlerauord-
werden kann, so daß insbesondere die Messung der nung nach der Erfindung ist die Anbringung sowohl
Wickliingstemperatur bei mit Laständerungen betrie- des Oxydkeramikkörpers" als a'ich des Thermofühler
benen Hochspannungsmaschinen unzureichend ist. vor der Aufbringung der Isolierung am blanken Lei-
Dafüber hinaus sind auch bei einer Vielzahl von 65 tor erforderlich und es ist ein nachtragliches Aus-
etekfrischen Maschinen die maßgeblichen Heiß- (auschen des Thermofühlefs ohne Eingriff in die
ßUi?Ät-; nicht im Nutteil der Hochspannungswicklung. Isolierung nicht möglich. Aus der schweizerischen
sondern im Wickelkopf, so insbesondere bei Ma- Patentschrift 334 788 ist bereits bekannt, den Ther-
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1970
- 1970-05-27 CH CH785670A patent/CH509689A/de not_active IP Right Cessation
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SE360467B (de) | 1973-09-24 |
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E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) |