DE1928738B2 - Thermofuehleranordnung fuer ueberlastungsschutz von hochspannungswicklungen - Google Patents

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 Anordni^{mn 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

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Hierbei " '* ■ ■ ·■: ' ini^· einer

plattenfi η I I,κ he la

und ein ■ ^IS dei Hoch-

spannun 1' 2 'ler mit einer

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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)

schinen mit kurzen Blechpaketen und großen Wjckei- Patentansprüche; köpfen für niederpalige Ausführungen, Auch die Art der Kühlung spielt hierbei eine Rolle, wobei jns,

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 de^r 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-