DE2025384B2 - Spannungssteuerung im stirnseitigen endbereich von lagenwicklungen von transformatoren - Google Patents
Spannungssteuerung im stirnseitigen endbereich von lagenwicklungen von transformatorenInfo
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Description
35
Die Erfindung betrifft die Spannungssteuerung im stirnseitigen Endbereich von Lagenwicklungen von
Transformatoren, bei weicher ein die Wicklung gegenüber dem Joch stirnseitig völlig abdeckender, gegenüber
den Windungen der Wicklung verstärkt isolierter und an die Wicklung selbst nicht angeschlossener
Leiter vorgesehen ist.
Zur Potentialsteuerung im stirnseitigen Endbereich von Wicklungen für Transformatoren und Drosselspulen
werden vorzugsweise Schirmringe verwendet, das sind im allgemeinen Ringe aus Isolierstoff mit einem
leitenden oder halbleitenden Belag auf ihrer zwecks Erzielung einer möglichst niedrigen elektrischen
Feldstärke wohlgerundeten Oberfläche. Dieser zur Verhinderung einer Kurzschlußwindung an einer
Umfangsstelle unterbrochene Belag ist an das Potential des benachbarten ersten Leiters der Wicklung angelenkt
und vergleichmäßigt das elektrische Feld zu den gegenüberliegenden anderes elektrisches Potential
aufweisenden Teilen, insbesondere den geerdeten Jochen (OE-PS 243914).
Es ist auch schon bekannt, an Stelle der galvanischen Anlenkung des Schirmrings an die benachbarte
Windung eine kapazitive Ankopplung vorzusehen, die zur Erzielung einer kleinen Potentialdifferenz natürlieh
möglichst eng sein soll, wasdurch kleinen Abstand und große einander benachbarte Flächen erreicht wird
(OE-PS 243914). Da jedoch diese einander benachbarten Flächen von letzter Windung und Schirmring
relativ klein sind und nicht beliebig vergrößert werden können, läßt der kapazitive Ankopplungsgrad doch
sehr zu wünschen übrig. Zudem bereitet bei der Wicklungsstirnseite
vorgesetzten besonderen Schirmringen die Vorbeiiührung der Wicklungsausleitung erhebliche
Schwierigkeiten. Sieht man an Stelle von Schirmrineen
stromdurchflossene Endwindungen vor, so müssen diese zum Rande bin stärkere Isolierungen
aufweisen und um den dadurch verursachten höheren Temperatursprung auch entsprechend vergrößerte
Leiterquerschnitte, was eine sehr sorgfältige, an jedem
Laeenende gegebenenfalls mehrfache Anbringung einer Lötstelle und schwierige Nachisolierungsarbeit
verursacht Wegen dieser vielen und komplizierten Handarbeit steigt naturgemäß auch das Sicherheitsrisiko
(DT-OS 1413549).
Um die kapazitive Durchdringung von ScheibensDulen
beim Auftreffen von Stoßspannungen zu verbessern und damit die Spannungsbeanspruchung der
Isolierung zu vergleichmäßigen und Spitzenbeanspruchungen
im Eingangsbereich zu vermeiden, ist es weiter bekannt Potentialsteuereinlagen eine oder mehrere
Windungen parallel mit den Leiterwindungen einzuwickeln die vom Betriebsstrom nicht durchflossen
sind und an den Eingang galvanisch angelenkt oder auch nur kapazitiv an die Eingangswindung angekoppelt
sein können (OE-PS 199262, DT-GM 1 784304) Diese eingewickelten Potentialsteuereinlagen
haben also die spezielle Aufgabe, die Längskapazität der Wicklung zu vergrößern.
Dieselbe Maßnahme zur Lösung der gleichen Aufgabe ist auch schon bei Lagenwicklungen bekannt,
wobei eine oder mehrere nicht stromdurchflossene, an den Wicklungseingang angelenkte Potentialsteuereinlagen
mehrere Windungen am Anfang innerhalb der ersten Windung oder auch in einem weiter innen
liegenden Bereich parallel an den Windungen mit eingewickelt sind und ebenfalls die auftreffenden Stoßspannungswellen
auf kapazitivem Wege auf größere Wicklungsbereiche verteilen (US-PS 3466584).
Während nun die Anwendung von stromdurchflossenen offenen Windungen eine aufwendige Lötarbeit
auf der Wickelbank erfordert, ist es andererseits bei der Verwendung von nicht stromdurchflossenen, geschlossenen
angelenkten Ringen nicht ohne weiteres möglich, die Potentialdifferenz AU zwischen dem
Ring und der stromdurchflossenen Wicklung genügend zu verkleinern.
Die Kapazitäts- und Spannungsverhältnisse im Endbereich einer Wicklung, die mit einer einzelnen,
nicht angelenkten, verstärkt isolierten freien Endwindung bzw. einem entsprechenden Schirmring versehen
ist, sind in Fig. 1 erläutert. Die Potentialdifferenz AU zwischen der freien Endwindung 2 und der stromdurchflossenen
Endwindung 1 ist dabei proportional den Kapazitäten C4 und CS und umgekehrt proportional
der Kapazität C3. Die entsprechenden Abstände sind mit 3, 4 und 5 bezeichnet. Der Abstand
kann wegen der verstärkten Isolierung der freien Endwindung 2 nicht beliebig verkleinert werden, so
daß die Kapazität C3 oft viel zu klein ist, um eine ausreichend geringe Spannungsdifferenz A U zu erreichen.
Eine Verringerung von A U wäre denkbar durch eine Vergrößerung des Streukanalabstandes 4, bzw.
des Jochabstandes 5, jedoch sind diese Maßnahmen mit baulicher Vergrößerung und daher mit sehr großem
Aufwand verbunden.
Diese Schwierigkeit wird bei einem zur Spannungssteuerung im stirnseitigen Endbereich von Lagenwicklungen
von Transformatoren dienenden, die Wicklung gegenüber dem Joch stirnseitig völlig abdeckenden,
gegenübe: den Windungen der Wicklung
verstärkt isolierten und an die Wicklung selbst nicht angeschlossenen Leiter erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß der Leiter auf die Länge L = /+(«- 1) Π · D parallel zu den Windungen in die Wicklung
verläuft und beiderseits von stromdurchflossenen Windungen benachbart Lit.
Hierbei ist / die Länge der Überlappung des Endes der stromdurchflossenen Windung und des Anfangs
des nicht stromdurchflossenen, nicht angelenkten Bcilaufleiters, η die Anzahl der eingewickelten Windungen
des Leiters und D ihr mittlerer Durchmesser.
Die Länge L wird dabei um so größer gewählt, je kleiner die gewünschte Potentialdifferenz zwischen
dem nicht angelenkten Leiter und der Wicklung ist, ferner je größer der Metallabstand zwischen den beiden
an der Stirnseite und je schmaler die radiale Abmessung des nicht angelenkten Leiters ist. Demnach
wird der Leiter so weit zwischen die stromdurchflossenen Windungen hineingeführt, bis die Kapazität C3
die gewünschte Größe erreicht hat, so daß Δ LJ kleiner als die Anfangsspannung zwischen dem Leiter und der
stromdurchflossenen Nachbarwindung ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Fig. 2, wobei der Schnitt 11-12 der in Fig. 1 dargestellten
Anordnung entspricht. In diesem Falle ist die Länge L gleich der Länge der Überlappung / gewählt,
was bei sehr breiten Leitern oder aber bei einer geringen Isolations verstärkung, wie sie bei Unterspannungswicklungen
möglich ist, häufig ausreicht. Bei Oberspannungswicklungen, die eine geringe radiale
Höhe aufweisen und daher nur eine geringe Höhe des nicht angelenkten Leiters zulassen, führt man die
Endwindung vorteilhafterweise gemäß dem Grundgedanken der Erfindung über mehrere Windungen in
die Wicklung hinein, so daß insgesamt η Endwindungen gemeinsam mit dem Wicklungsdraht gewickelt
sind. In den Fig. 3 und 4 ist ein Beispiel für η gleich
3 wiedergegeben, wobei der Schnitt 11-12 der Anordnung nachFig. 4inFig. 3 dargestellt ist. In den Fig. 1
bis 4 sind die stromdurchflossenen Windungen der Wicklung mit 1, der nicht stromdurchflossene Leiter
mit 2, der Metallabstand zwischen dem Leiter und der stromdurchflossenen Windung mit 3, die radialen
Streukanalabstände mit 4 und die Jochabstände mit 5 bezeichnet. Bei Spulenwicklungen ist die Oberspannungswicklung
mit 1 und die Unterspannungswicklung mit 7 bezeichnet (Fig. 1). Bei Lagenwicklungen
sind unter 1 und 7 lediglich die dem Streukanal benachbarten Lagen, unter 8 das Joch, bzw. das jochnächste
Metall zu verstehen.
S Die Ausbildung des aus der Wicklung herausgeführten
freien Endes 2' des nicht angeschlossenen Leiters ist in den Figuren nicht dargestellt. Diese kann
entsprechend den jeweils gegebenen Verhältnissen von Fall zu Fall gewählt werden. So kann das freie
Ende 2' außerhalb der Wicklung isoliert oder aber auch an geeigneter Stelle eingerollt und blank gelassen
werden. Dagegen muß das innerhalb der Wicklung befindliche Ende 2" des Leiters 2 in geeigneter Weise
isoliert sein. Zum Ausgleich der radialen Abmessung
»5 des Leiters 2 ist eine Isolierstoffauffüllung 2'" erforderlich,
die zweckmäßigerweise aus PreßspanstreifeT hergestellt ist und wie die üblichen Steigungsausgleichsstücke
beim Wickeln eingelegt wird. Der gemäß der Erfindung vorgesehene, nicht angeschlossene
Leiter wird zweckmäßigerweise beim Wickeln mit dem normalen Wicklungsdraht eingeschlauft.
Wie bereits erwähnt, kann bei einer entsprechenden radialen Höhe des nicht angeschlossenen Leiters
dessen in die Wicklung eingeführte Länge relativ ge-
2^ ring gehalten werden, wobei sich trotzdem die erforderliche
Kapazität C3 erreichen läßt. Diese zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung läßt sich vorteilhafterweise
dort anwenden, wenn der axial zur Verfügung stehende Raum begrenzt ist und sich auf diese Weise
>° die Länge des in die Wicklung eingeführten, nicht angeschlossenen
Leiters in Grenzen halten läßt, so daß die Anzahl der Windungen η gering bleibt und die
axiale Länge der Wicklung nur unwesentlich vergrößert wird. Dieser Effekt kann noch dadurch verstärkt
werden, daß man die Isolierung des nicht angeschlossenen Leiters so gering als möglich wählt. Bei den in
den Fig. 5 und 6 angegebenen Beispielen sind die Kapazitäten CS und CS gleich groß. Durch eine
kleinere axiale Länge des Leiters 21 in Fig. 6 gegen-
*° über dem Leiter 20 in Fig. 5 und durch eine gleichzeitige
Verringerung der Isolationsdicke kann z. B. die axiale Länge des Leiters 21 in Fig. 6 auf weniger als
2'5 der axialen Länge des Leiters 20 in Fig. 5 beschränkt
werden.
+5 Auf diese Weise läßt sich bei gleicher Wirkung eine
erhebliche Platz- und Materialersparnis erzielen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Zur Spannungssteuerung im stirnseitigen Endbereich von Lagenwicklungen von Transfermatoren
dienender, die Wicklung gegenüber dem Joch stirnseitig völlig abdeckender, gegenüber den
Windungen der Wicklung verstärkt isolierter und an die Wicklung selbst nicht angeschlossener Leiter,
dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter auf die Länge L = / + (/ι - 1) Π · D parallel
zu den Windungen in die Wicklung verläuft und beiderseits von stromdurchflossenen Windungen
benachbart ist (/ = Überlappungslänge, η — Anzahl der Endwindungen an einer Stirnseite, D =
mittlerer Durchmesser der Endwindungen).
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht an die Wicklung angeschlossene
isolierte Leiterteil auf die in die Wicklung eingeführte Länge L aus einem anderen
Drahtprofil mit größerer metallischer Radialhöhe aber geringerer Isolierung besteht als der die
Wicklung stirnseitig gegenüber dem Joch abdekkende Leiterteil.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge des in die
Wicklung eingeführten Teiles von der Länge L gegenüber dem die Wicklung stirnseitig gegenüber
dem Joch abdeckenden Leiterteil verringert ist.
30
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19702025384 DE2025384C3 (de) | 1970-05-25 | Spannungssteuerung im stirnseitigen Endbereich von Lagenwicklungen von Transformatoren | |
ATA3869/71A AT308896B (de) | 1970-05-25 | 1971-05-04 | Anordnung zur spannungssteuerung im stirnseitigen endbereich von lagenwicklungen von transformatoren und drosselspulen |
CH752171A CH524233A (de) | 1970-05-25 | 1971-05-24 | Spannungssteuereinrichtung im stirnseitigen Endbereich von Wicklungen von Transformatoren oder Drosselspulen |
FR7118901A FR2090276B1 (de) | 1970-05-25 | 1971-05-25 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19702025384 DE2025384C3 (de) | 1970-05-25 | Spannungssteuerung im stirnseitigen Endbereich von Lagenwicklungen von Transformatoren |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2025384A1 DE2025384A1 (de) | 1971-12-09 |
DE2025384B2 true DE2025384B2 (de) | 1976-06-24 |
DE2025384C3 DE2025384C3 (de) | 1977-01-27 |
Family
ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2025384A1 (de) | 1971-12-09 |
AT308896B (de) | 1973-06-15 |
CH524233A (de) | 1972-06-15 |
FR2090276A1 (de) | 1972-01-14 |
FR2090276B1 (de) | 1976-05-28 |
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