DE19619727A1 - Ständerwicklung einer dynamoelektrischen Maschine mit einer Schicht aus schwach leitendem Material im Wickelkopfbereich - Google Patents
Ständerwicklung einer dynamoelektrischen Maschine mit einer Schicht aus schwach leitendem Material im WickelkopfbereichInfo
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
- H02K3/40—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation for high voltage, e.g. affording protection against corona discharges
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- Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft die Gestaltung einer
Ständerwicklung einer dynamoelektrischen Maschine ins
besondere eines Generators, die eine Vielzahl von außen
mit einer Isolierung versehenen Wicklungsstäben auf
weist.
Bei elektrischen Maschinen mit Hochspannungs-Ständer
wicklungen werden die Wicklungsstäbe generell mit einer
elektrischen Isolierung versehen. Dies gilt insbesonde
re für Ständerwicklungsstäbe großer Generatoren, dem
bevorzugten Anwendungsfall der vorliegenden Erfindung.
Diese elektrische Isolierung enthält oftmals elektrisch
sehr gut isolierende Schichten, beispielsweise Schich
ten aus Glimmer, wobei je nach Anwendungsgebiet eine
Schicht aus Feinglimmer, d. h. pulverisiertem Glimmer,
oder aus Spaltglimmer, d. h. aus größeren Plättchen von
Glimmer, gebildet sein kann. Diese Isolierschichten
dienen dem Zweck, die einzelnen Wicklungsstäbe gegen
einander und gegen andere Bauteile des Generators zu
isolieren und hochspannungsfest zu machen. Dadurch wer
den Entladungen vermieden und die Durchschlagsfestig
keit und der Kriechweg vergrößert. In der Praxis ent
stehen jedoch Probleme, da die Isolierschichten unter
den Betriebsbelastungen kriechen und sich verformen.
Durch die Ungleichmäßigkeit der Isolierschichten ent
stehen Potentialspitzen, an denen die Isolierschicht
schädigende Glimmentladungen auftreten können. Durch
solche Glimmentladungen kann es auch zur Bildung von
Ozongas in den Zwischenräumen der Wicklungsstäbe kom
men.
Bisher ist dieses Problem dadurch gelöst worden, daß
man die einzelnen Wicklungsstäbe im Wicklungskopfbe
reich, in dem die geforderten Isolationsbedingungen am
schwersten einzuhalten sind, mit Abständen versehen
hat, die groß genug waren, um solche Glimmentladungen
und Ozongasbildung zu verhindern. Es wurde daher in
Kauf genommen, daß bei der Maschinenabmessung diese
Abstände mitberücksichtigt werden mußten.
Dieses Problem tritt vorwiegend bei luftgekühlten Stän
derwicklungen auf und führt dazu, daß wie erwähnt Min
destabstände eingehalten werden müssen, und/oder daß
die Bemessungsspannungen der Turbogeneratoren durch
diese Glimmentladungen begrenzt sind. Es hat sich erge
ben, daß bei wasserstoffgekühlten Wicklungen dieses
Problem in geringerem Maße ebenfalls auftritt, auch
wenn ein hoher Wasserstoffdruck entsprechend dem Pa
schengesetz den Glimmeinsatz zu höheren Spannungen hin
verschiebt.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
Ständerwicklungen bereitzustellen, die es ermöglichen,
geringere Abstände zwischen den Wicklungsstäben vorzu
sehen, ohne zu einer Zunahme von isolierungsschädigen
den Glimmentladungen zu führen, und/oder die die Ver
wendung von mit höheren Bemessungsspannungen arbeiten
den Turbogeneratoren ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch eine Ständerwicklung gemäß dem
Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und
Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen ange
geben und werden anhand der Zeichnung näher erläutert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Ständerwick
lung zumindest in für Glimmentladungen anfälligen Teil
bereichen des Wickelkopfes, d. h. des stirnseitigen
Endbereiches der Wicklung, zusätzlich zu einer üblichen
Isolierschicht mit einer schwach leitenden Material
schicht versehen, welche Glimmentladungen unterdrückt,
bzw. deren Ladungsenergie so weit abschwächt, daß die
Isolierstoffoberflächen auch langzeitig nicht angegrif
fen werden. Besonders gefährdet durch Glimmentladungen
sind die Bereiche, in denen die Wicklungsstäbe dicht
nebeneinander verlaufen und/oder gebogen und unregel
mäßig geformt sind. Durch einen äußeren Potentialaus
gleich mittels einer elektrisch schwach leitfähigen
Schicht wird in diesem Bereich eine Glimmentladung oder
Ozongasbildung verhindert, die ansonsten beim Anlegen
einer Hochspannung an die Ständerwicklung während des
Betriebes der Maschine auftreten könnte.
Die erfindungsgemäße Gestaltung der Ständerwicklung
sieht vor, insbesondere in Bereichen, in denen die ein
zelnen Wicklungsstäbe in unmittelbarer Nähe benachbar
ter Wicklungsstäbe angeordnet sind, die jeweiligen
Wicklungsstäbe mit einem schwach leitfähigen Material
zu umwickeln oder zu imprägnieren.
Es ist ferner bevorzugt, weitere Bauteile, die in der
unmittelbaren Nähe der Wicklungsstäbe angeordnet sein
können, auch mit einem schwach leitfähigen Material zu
umwickeln oder zu imprägnieren oder aus einem solchen
herzustellen. Aus Konstruktionsgründen sind bei Genera
toren zum Beispiel Distanzierungsmittel und/oder Ban
dagen zwischen den Wicklungsstäben vorgesehen, die sich
in unmittelbarer Nähe zu den Wicklungsstäben befinden,
so daß insbesondere an diesen stellen Glimmentladungen
auftreten können. Erfindungsgemäß ist es daher vorgese
hen, auch solche Bauteile aus einem schwach leitfähigen
Material herzustellen oder mit einem solchen zu umwickeln
oder zu imprägnieren. Nicht nur die Anordnung un
mittelbar benachbart zu den Ständerwicklungen, sondern
auch die Tatsache, das solche Teile sich auf Erdpoten
tial oder einem niedrigeren Potential als die Wick
lungsstäbe befinden, kann eine Glimmentladungen bewir
ken.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfin
dung liegt darin, daß die schwach leitfähige Material
schicht nicht unbedingt die äußerste Beschichtung der
Ständerwicklung sein muß, sondern, daß auf ihr auch
eine weitere Isolierschicht oder andere Umwicklung an
gebracht sein können. Hierdurch wird immer noch gewähr
leistet, daß die Möglichkeit einer Glimmentladung zu
mindest teilweise unterbunden wird, und somit die Ein
haltung einer Mindestbeabstandung oder Höchstspannungs
belastung nicht erforderlich ist, da ein Ladungsaufbau
verhindert oder geschwächt wird.
Erfindungsgemäß wird somit ermöglicht, daß bei herkömm
lichen Generatoren, deren Wicklungen im Wickelkopfbe
reich mit schwach leitfähigem Material gemäß der vor
liegenden Erfindung versehen wurden, auch bei der Ver
wendung einer Luftkühlung der Ständerwicklung, eine
Bemessungsspannung von größer als 12 KV, insbesondere
sogar größer als 16,5 KV angelegt werden kann.
Im nachfolgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbei
spiel der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnung
näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 die Anordnung einer Ständerwicklung im Wickel
kopfbereich und
Fig. 2 einen Querschnitt zweier benachbarter Wick
lungsstäbe, die gemäß der vorliegenden Erfin
dung mit einer Schicht aus schwach leitfähi
gem Material versehen sind.
In der Fig. 1 ist die Anordnung einzelner Wicklungs
stäbe 1 einer Ständerwicklung im Wickelkopfbereich ge
zeigt. Durch diese Figur wird deutlich, daß es Bereiche
gibt, in denen die einzelnen Wicklungsstäbe näher an
einander angeordnet sind und Bereiche, in denen die
Abstände zwischen den einzelnen Wicklungsstäben größer
gewählt sind. Besonders in den Bereichen in denen die
einzelnen Wicklungsstäbe 1a, 1b nahe aneinander ange
ordnet sind, können Glimmentladungen und damit verbun
dene Ozongasbildungen auftreten. Gemäß der vorliegenden
Erfindung sind insbesondere in diesen Bereichen, wie in
der Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 8 angezeigt, die
Ständerwicklungen mit einem schwach leitfähigen Materi
al umwickelt oder imprägniert.
Die Fig. 2 zeigt einen Querschnitt zweier benachbarter
Wicklungsstäbe 1a und 1b. Bei dem Ausführungsbeispiel,
das in dieser Figur gezeigt ist, ist die aus schwach
leitfähigem Material hergestellte Schicht 3 auf der
Isolierschicht 2 angeordnet. In der Fig. 2 sind des
weiteren Distanzierungsmittel 4 und Bandagen 5 gezeigt.
Das Distanzierungsmittel 4 ist in dem vorliegenden Bei
spiel mit einer schwach leitfähigen Materialschicht 6
versehen, um eine Entladung zwischen einer der Materi
alschichten 1a oder 1b und dem Distanzierungsmittel 4
zu verhindern. In gleicher Weise besteht die Bandage 5
aus einem solchen schwach leitfähigen Material.
Durch das Versehen der Wicklungsstäbe 1a und 1b mit
einer schwach leitfähigen Materialschicht 3 kann der
Abstand 7 zwischen den benachbarten Wicklungsstäben 1a
und 1b reduziert werden, oder die Bemessungsspannung
der Ständerwicklung dementsprechend, bei Einhaltung des
Abstandes 7, höher gewählt werden.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht daher einerseits
eine Erweiterung des Anwendungsgebietes eines Genera
tors durch Erhöhung der anlegbaren Bemessungsspannung,
andererseits ermöglicht die vorliegende Erfindung eine
Senkung der einzuhaltenden Mindestabstände und somit
eine größere Vielfalt bei der Maschinenbemessung.
Claims (6)
1. Ständerwicklung einer dynamoelektrischen Maschine,
insbesondere eines Generators, aus einer Vielzahl von
außen mit einer Isolierung (2) versehenen Wicklungs
stäben (1a, 1b), die im Wickelkopfbereich paarweise
zusammenlaufen und miteinander verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Isolierung (2) der Ständerwicklung zumindest in den
Bereichen (8) des Wickelkopfes mit einem schwach
leitfähigem Material (3) umwickelt oder imprägniert
ist, in denen bei Anlegen einer Hochspannung an die
Ständerwicklungen im Betrieb der Maschine ansonsten
eine Glimmentladung oder Ozongasbildung stattfinden
könnte.
2. Ständerwicklung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bereiche (8) ge
ringer gegenseitiger Abstände (7) der Wicklungsstäbe
(1a, 1b) oder anderer Bauteile, die im Wickelkopfbe
reich der Ständerwicklungen liegen, mit einem schwach
leitfähigen Material (3) umwickelt oder imprägniert
sind.
3. Ständerwicklung nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß zur Di
stanzierung der einzelnen Wicklungsstäbe (1a, 1b) Di
stanzierungsmittel (4) und/oder Bandagen (5) vorgese
hen sind und daß diese aus schwach leitfähigem Mate
rial (3) bestehen oder mit einem solchen umwickelt
oder imprägniert sind.
4. Ständerwicklung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Distanzierungs
mittel (4) und/oder Bandagen (5) nur im Wickelkopfbe
reich aus schwach leitfähigem Material (3) bestehen
oder mit einem solchen umwickelt oder imprägniert
sind.
5. Ständerwicklung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß sie
gasgekühlt, insbesondere luftgekühlt ist.
6. Ständerwicklung nach einem der vorherigen Ansprüche,
insbesondere eine luftgekühlte Ständerwicklung,
dadurch gekennzeichnet, daß sie
für eine Hochspannung größer als 12 kV, insbesondere
größer als 16,5 kV, ausgelegt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996119727 DE19619727A1 (de) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | Ständerwicklung einer dynamoelektrischen Maschine mit einer Schicht aus schwach leitendem Material im Wickelkopfbereich |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996119727 DE19619727A1 (de) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | Ständerwicklung einer dynamoelektrischen Maschine mit einer Schicht aus schwach leitendem Material im Wickelkopfbereich |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19619727A1 true DE19619727A1 (de) | 1997-11-20 |
Family
ID=7794466
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996119727 Ceased DE19619727A1 (de) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | Ständerwicklung einer dynamoelektrischen Maschine mit einer Schicht aus schwach leitendem Material im Wickelkopfbereich |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19619727A1 (de) |
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-
1996
- 1996-05-15 DE DE1996119727 patent/DE19619727A1/de not_active Ceased
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