DE19507941A1 - Drilleiter für Wicklungen elektrischer Maschinen und Geräte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drilleiter für Wicklungen elek­ trischer Maschinen und Geräte, insbesondere Transformatoren, der aus einzelnen lackisolierten flachen Teilleitern zu einem rechteckigen Querschnitt zusammengesetzt ist, wobei die Teilleiter an den beiden Flachseiten des Querschnittes im entgegengesetzten Sinne schräg verlaufen und an den Schmalseiten des Querschnittes durch eine Kröpfung von einer Seite an die andere übertreten und die übereinander angeord­ neten Teilleiter im Querschnitt, gegebenenfalls im Abstand nebeneinander angeordnet sind.

Derartige Drilleiter, deren Teilleiter einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, sind bekannt. Bei der Verseilung der Teilleiter zum Drilleiter wechselt aus zwei nebeneinander­ liegenden Stapeln von Einzelleitern jeweils der oberste und unterste Leiter in den anderen Stapel über, wobei die Ein­ zelleiter vorzugsweise um jeweils eine halbe Schrittlänge versetzt werden. Dabei wird bei ungeradzahligen Drilleitern eine gleichbleibende Gesamthöhe erreicht. Vorwiegend wurde die Isolation der fertig hergestellten Drilleiter mittels Papierumwicklung vorgenommen.

Bekannt sind weiters konventionelle Sensoren zur punktförmigen Temperaturkontrolle an elektrische Leitern und Wicklungen, zur Vermeidung von möglichen Schäden durch Über­ temperatur.

Bekannt sind neuerdings auch drahtförmige Verteilungsfühler aus Glasfaser, die an elektrischen Leitern, z. B. für Trans­ formatoren, angebracht oder mitgewickelt sind und mittels einer speziellen Meßtechnik die Messung eines kontinuierli­ chen Temperaturprofils über die gesamte Leiterlänge ermögli­ chen, wobei punktuelle Aufwärmungen aufgezeigt werden.

Im Gegensatz zur konventionellen punktmäßigen Technik, wo die Messung der Temperatur mit Hilfe eines Spezialsensors erfolgt, der am äußeren Ende der Faser angebracht ist, basiert diese Verteiltemperatur Sensortechnologie (DTS) auf einem komplett andersartigen Prinzip. Hier erfolgt die Mes­ sung an der gesamten Länge der Faser (Durchmesser z. B. 0,6 mm), wodurch es möglich ist, eine unendlich größere Anzahl von Informationen zu erhalten, wobei immer eine ausreichende Genauigkeit eingehalten wird (+/- 2°C/lm).

Man schickt einen kurzen andauernden Lichtimpuls mit er­ höhter Frequenz, der durch einen Laser erzeugt wird, in eine vielschichtige Glasfaser. Die physikalische Eigenschaften des reflektierten Lichtsignals werden durch die Temperatur verändert. Das Signal wird gefiltert um das Licht in "Raman" ablesen zu können, das aus zwei Komponenten besteht, wobei die eine Komponente nur von der Temperatur abhängig ist. Indem man die Übertragungszeit vom Emmissionszeitpunkt bis zu jenem mißt, wo diese Komponente verändert wird kann man den Ort bestimmen, der die Veränderung des Lichtsignals bewirkt hat. Eine Mittelwertrechnung zur Ausschaltung des Störpegels erhöht die Feinfühligkeit des Meßsystems.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Drilleiter der eingangs zitierten Art zu schaffen, bei dem es mit Hilfe der vorher beschriebenen Meßmethode möglich ist, aufgrund eines gemes­ senen kontinuierlichen Temperaturprofils über die gesamte Länge des Drilleiters punktuelle Aufwärmungen zu erfassen, sowie daraus resultierende mögliche Schäden am Gerät durch gegensteuernde Maßnahmen zu vermeiden.

Der erfindungsgemäße Drilleiter ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teilleiter mit einem in einer Nut einge­ betteten glasfaseroptischen Verteilungsfühler in diesem Drilleiter mitgewickelt ist, wobei vorzugsweise diese Nut an der Flachseite des mitgewickelten lackisolierten Teilleiters angebracht ist und eine, diesen glasfaseroptischen Vertei­ lungsfühler mit der Kontur dieses Teilleiters bündig ab­ schließende, Tiefe aufweist.

Diese Nut zur Aufnahme des glasfaseroptischen Verteilungs­ fühlers wird durch ein spezielles Fertigungsverfahren z. B. mittels eines Ziehvorganges mit geeigneten Ziehwerkzeugen vorgenommen.

Die Form der Nut ist so gewählt, daß dieser Verteilungsfüh­ ler nach Lackisolierung des Teilleiters und des Verteilungs­ fühlers mit der Kontur des Teilleiters bündig abschließt.

Mit der Erfindung ist es erstmals möglich, mit einem Dril­ leiter ein kontinuierliches Temperaturprofil zu erstellen, das die bisherigen punktuellen Methoden zur Erfassung von Übertemperaturen in einem Drilleiter verfeinert.

Der Vorteil dabei ist das rasche Aufspüren von anormalen Er­ wärmungen über die gesamte Länge des Drilleiters, welches eine Grundbedingung ist, um eine vorzeitige starke Abnützung der Isolierung, die direkt mit der Betriebstemperatur im Zu­ sammenhang steht, oder gar Schäden bzw. Ausfall des Trans­ formators, zu verhindern.

Da z. B. bei einem Transformatoren mit herkömmlicher Punkt­ messung der Temperatur, aufgrund der Unkenntnis der genauen Position der heißen Stellen in einer Wicklung, der Transfor­ mator weit unter der maximalem Toleranztemperatur betrieben wird, besteht ein weiterer Vorteil der genauen Kenntnis der einzelnen heißen Punkte in einem Drilleiter darin, daß bei der Auslegung eines Transformators eine höhere Betriebstem­ peratur gewählt und/oder der Wirkungsgrad gesteigert werden kann. Das heißt, daß mit demselben Transformatortyp eine höhere Leistungsklasse erreicht oder für einen bestimmten Leistungsbedarf ein kleinerer Transformator eingesetzt werden kann.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der den glasfaseroptischen Verteilungsfühler tragende Teilleiter zu­ sätzlich isoliert. Dieser ist zusammen mit dem in der Nut eingelegten faseroptischen Verteilungsfühler nochmals rundum mit einer Isolierung versehen bzw. umwickelt.

Der Vorteil dabei ist, daß ein Herausfallen des faseropti­ schen Verteilungsfühler aus dem Teilleiter oder ein Heraus­ quetschen beim Verdrillvorgang des Drilleiters verhindert wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind mehrere, je einen glasfaseroptischen Verteilungsfühler tragende, Teil­ leiter in diesem Drilleiter mitgewickelt.

Der Vorteil dabei ist, daß durch die Erstellung von mehreren kontinuierlichen Temperaturprofilen die punktuelle Wärmever­ teilung innerhalb eines Drilleiters nochmals verfeinert wird.

Natürlich ist die Erfindung nicht auf Drilleiter mit Teil­ leitern, die einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, be­ schränkt. Im Sinne der Erfindung sind auch Runddraht-Dril­ leiter oder Drilleiter mit anderen Profilen erfaßt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Fig. 1 zeigt einen schaubildlich darge­ stellten Drilleiter und Fig. 2 ein Detail im Querschnitt.

Gemäß der Fig. 1 ist ein Drilleiter 1 bestehend aus mehreren flachen Teilleitern 2 dargestellt, in dem einer der Teil­ leiter 3 den glasfaseroptischen Verteilungsfühler 6 bein­ haltet. Dabei ist es an sich bekannt, daß der aus flachen Teilleitern 2 bestehende Drilleiter 1 aus bis zu 80 Teillei­ tern bestehen kann.

Jeder der Teilleiter 2 ist mit einer Lackisolierung 4 ver­ sehen, welche zur Isolierung der einzelnen Teilleiter unter­ einander dient.

In Fig. 2 ist die Anordnung des glasfaseroptischen Vertei­ lungsfühlers in der Nut des Teilleiters 3, im Verband mit dem einzelnen Teilleitern 2, aufgezeigt.

Dieser Teilleiter 3 besitzt eine Nut 5 und ist ebenfalls mit einer Lackisolierung 4 umhüllt. In dieser Nut 5 ist der glasfaseroptische Verteilungsfühler 6 eingebettet. Der gesamte Teilleiter 3 ist nochmals rundherum mit einer ent­ sprechenden Isolierung 7 versehen, welche ein Herausfallen bzw. Herausquetschen des glasfaseroptischen Verteilungs­ fühlers 6 aus der Nut 5 beim Verdrill- oder Kröpfvorgang verhindert.

Der gesamte Drilleiter 1 ist zum Schluß nochmals mit einer Isolierung 8 umwickelt.

Claims (4)

1. Drilleiter für Wicklungen elektrischer Maschinen und Geräte, insbesondere Transformatoren, der aus einzelnen lackisolierten, flachen Teilleitern zu einem rechteckigen Querschnitt zusammengesetzt ist, wobei die Teilleiter an den beiden Flachseiten des Querschnittes im entgegengesetzten Sinne schräg verlaufen und an den Schmalseiten des Querschnittes durch eine Kröpfung von einer Seite auf die andere übertreten und die übereinander angeordneten Teilleiter im Querschnitt, gegebenenfalls im Abstand nebeneinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teilleiter mit einem in einer Nut eingebetteten glasfaseroptischen Verteilungsfühler in diesem Drilleiter mitgewickelt ist, wobei vorzugsweise diese Nut an der Flachseite des mitgewickelten lackisolierten Teilleiters angebracht ist und eine, diesen glasfaseroptischen Verteilungsfühler mit der Kontur des Teilleiters bündig abschließende, Tiefe aufweist.

2. Drilleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den glasfaseroptischen Verteilungsfühler tragende Teilleiter zusätzlich isoliert ist.

3. Drilleiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, je einen glasfaseroptischen Verteilungsfühler tragenden Teilleiter in diesem Drilleiterpaket mitgewickelt sind.

4. Drilleiter nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilleiter runden Querschnitt aufweisen.