DE2043545A1

DE2043545A1 - Device for distributing the equipotential areas of layer windings with a double row of winding stages

Info

Publication number: DE2043545A1
Application number: DE19702043545
Authority: DE
Inventors: Georges Garches: Bornet. Daniel. Paris: Laser (Frankreich)
Original assignee: Alstom Savoisienne SA
Current assignee: Alstom Savoisienne SA
Priority date: 1969-09-08
Filing date: 1970-09-02
Publication date: 1971-03-11
Also published as: US3656077A; NL7013107A; BE755587A; FR2060182B3; CA923996A; FR2060182A7

Description

DR. MÜLLER-BOR£ ■ DR. MANiTZ ■ DR. DEUFELDR. MÜLLER-BOR £ ■ DR. MANiTZ ■ DR. DEUFEL

/^ DIPL-ING-FINSTlIrIWAS-D- DJPL-tfia GRÄMKOy^ _n / ο r / π/ ^ DIPL-ING-FINSTlIrIWAS-D- DJPL-tfia GRÄMKOy ^ _n / ο r / π

JJE/MBJ _{8 M0NCHEN 22} ROBRriT-KOCH-STR. 1 I U H 0 3 4 0JJE / MBJ _{8 M0NCHEN 22} ROBRriT-KOCH-STR. 1 I U H 0 3 4 0

BA 4.1 323 TELEFON 225110BA 4.1 323 TELEPHONE 225 110

A 2 1 1 2A 2 1 1 2

"l.SEP."l.SEP.

ALSTHOM-SAVOISIENNE 25, rue des Bateliers, SAINT-OUEN, PrankreichALSTHOM SAVOISIENNE 25, rue des Bateliers, SAINT-OUEN, France

VORRICHTUNG ZUR VERTEILUNG DER 'ÄQUIPOTENTIALFLÄCHEN VON SCHICHTWICKLUNGEN WIT EINER DOPPELTEN REIHE VON WICKLUNGSSTUPENDEVICE FOR DISTRIBUTION OF THE 'EQUIPOTENTIAL AREAS OF LAYER WINDINGS WITH A DOUBLE ROW OF WINDING STUPIDES

Die Erfindung betrifft die Verteilung der Äquipotentialflächen von Schichtwicklungen für elektrische Geräte, wie Induktionsspulen und Transformatoren, und insbesondere eine Vorrichtung, die dazu dient, die Äquipotentialflachen des elektrischen Feldes um den Hochspannungsausgang und an den Enden von Wicklungsschichten einwandfrei zu verteilen, die paarweise in Serieneehaltung und in einer doppelten Reihe von Wicklungestufen zu beiden Seiten einer Mittelschicht, d.h. der niedrigsten, angeordnet sind, die am höchsten Potential liegt und auf der der Hochspannungsausgang vorgesehen ist.The invention relates to the distribution of the equipotential areas of layer windings for electrical devices, such as Induction coils and transformers, and in particular a device that serves to reduce the equipotential surfaces of the electric field around the high voltage output and to the Ends of winding layers to properly distribute the in series in pairs and in a double row of winding steps on either side of a middle layer, i.e. the lowest, arranged the highest potential and on which the high-voltage output is provided.

An den Enden der Schichten treten bekanntlich die höchsten elektrischen Beanspruchungen auf. VerschiedeneIt is well known that the highest electrical stresses occur at the ends of the layers. Different

109811/1612 ^f/t 109811/1612 ^{f / t}

Vorrichtungen sind hergestellt worden, um örtliche Beanspruchungen zu verringern, und zwar durch eine Verteilung des Potentialgefälles und Schaffung eines homogenen elektrischen Feldes. Die französische Patentschrift 1 4^Q2 630 vom 14.9.1966 beschreibt eine derartige Vorrichtung bei.der das elektrische Feld des Ausgangsleiters mit Hilfe von Abschirmungen in Form von konzentrisch um den Leiter angeordnete Folien (leitendes Papier oder Metall) verteilt ist, wobei jede Abschirmung mit einem Ende der Wicklungsschicht elektrisch verbunden und in aus Presspappe oder anderem Isoliermaterial geformten Teilen untergebracht ist. Die Anwendung dieses Verfahrens ist schwierig, insbesondere die Aufbringung des metallischen Überzuges, da ein sehr hohes elektrisches Potentialgefälle auf den Rändern der folienförmigen Abschirmungen auftritt.Devices have been made to reduce local stresses by distributing the potential gradient and creating a homogeneous electric field. The French patent 1 4 ^Q 2 630 of September 14, 1966 describes such a device in the case of which the electrical field of the output conductor is distributed with the aid of shields in the form of foils (conductive paper or metal) arranged concentrically around the conductor, each shield with electrically connected to one end of the winding layer and housed in parts molded from pressboard or other insulating material. The use of this method is difficult, in particular the application of the metallic coating, since a very high electrical potential gradient occurs on the edges of the foil-shaped shields.

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur einwandfreien Verteilung der Äquipotentialflächen, die diese Nachteile beseitigt und bedeutend einfacher herzustellen ist. Diese Vorrichtung zur Verteilung der Äquipotentialflächen des elektronischen Feldes um einen Hochspannungs-Ausgangsleiter und an den Enden von Wicklungsschichten eines elektrischen Geräts, wie Induktionsspule oder Transformator, bestehend aus Schichtwicklungen, die paarweise in Serienschaltung und symmetrisch derart angeordnet sind, dass sie eine doppelte Seihe von Wicklungsstufen zu beiden Seiten einer Mittelschicht bilden, die die niedrigste Höhe und den Hochspannungsausgang aufweist, ausgerüstet mit aus leitendem Material bestehenden Abschir-The invention relates to a device for the proper distribution of the equipotential surfaces that this Disadvantages eliminated and is significantly easier to manufacture. This device for distributing the equipotential surfaces of the electronic field around a high-voltage output conductor and at the ends of winding layers of an electrical Device, such as induction coil or transformer, consisting of layer windings, which are connected in series and symmetrically in pairs are arranged in such a way that they form a double row of winding stages on either side of a middle layer, which has the lowest height and the high voltage output, equipped with shielding made of conductive material

109 811/15 12109 811/15 12

mungen, die konzentrisch um den Ausgangsleiter angeordnet und jeweils mit einem benachbarten Ende einer Wicklungssehicht elektrisch verbunden sind, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmungen aus Käfigen aus Stäben aus leitendem Material bestehen und weitere Stäbe aus leitendem Material ebene Gitter mit konzentrischen Teilen darstellen, wobei jedes Gitter am Ende zweier Wicklungsschichten vorgesehen ist, die in Reihe liegen und mit dem benachbarten Ende dieser beiden Wicklungsschichten elektrisch verbunden sind. mings which are arranged concentrically around the output conductor and each with an adjacent end of a winding layer are electrically connected, is characterized in that the shields consist of cages made of rods made of conductive material consist and other rods made of conductive material flat grids with concentric parts, each grid being provided at the end of two winding layers, which are in series and are electrically connected to the adjacent end of these two winding layers.

Es ist besonders vorteilhaft, diese Stäbe aus leitendem Material mit rundem Querschnitt auszuführen, um das Potentialgefälle möglichst herabzusetzen.It is particularly advantageous to make these rods from conductive Execute material with a round cross-section in order to reduce the potential gradient as much as possible.

Diese Stäbe sind vorzugsweise mit einer elektrischen Isolierung versehen. Sie können vor dem Einbau maschinell isoliert werden°_r hierdurch werden die Kosten für die Isolation der elektrostatischen Abschirmungen in Form von Folien nach der alten Technik herabgesetzt.These bars are preferably provided with electrical insulation. They can be mechanically isolated before installation ° _r this reduces the costs for the isolation of the electrostatic shields in the form of foils according to the old technology.

Die Herstellung der Käfige ist einfach, da sie zunächst flach gefertigt und erst zum Schluss in ihre endgültige zylindrische Form gebogen werden.Making the cages is easy as they are initially made flat and only finally into its final cylindrical shape Shape to be bent.

Die Wirksamkeit des von der Vorrichtung zur Verteilung des Potentialgefälles geschaffenen Schutzes erhöht sich, wenn zwischen den Käfigen Röhren aus Isoliermaterial vorgesehen werden*The effectiveness of the distribution device The protection created by the potential gradient increases if pipes made of insulating material are provided between the cages *

Die Erfindung wird an Hand von AusführungsbeispielenThe invention is based on exemplary embodiments

10981 1/151210981 1/1512

und der Zeichnung beschrieben.and the drawing.

Fig. 1 zeigt perspektivisch und als Teilschnitt eine Wicklung, deren Schichten in einer doppelten Reihe von Stufen angeordnet sind und die mit der Vorrichtung zur Verteilung des Potentials, beispielsweise für einen Transformator sehr hoher Spannung, ausgerüstet ist.Fig. 1 shows in perspective and as a partial section a Winding, the layers of which are arranged in a double row of stages and which are connected to the device for distributing the Potential, for example, is equipped for a very high voltage transformer.

Fig. 2 zeigt als: Teilschnitt in vergrössertem Masstab dieselbe Vorrichtung entsprechend einer durch die Wicklungsachse und den Hochspannungs-Ausgangsleiter hindurchgehenden Ebene.Fig. 2 shows as: Partial section on an enlarged scale the same device corresponding to one passing through the winding axis and the high-voltage output conductor Level.

Fig. 3 zeigt einen abgewickelten Käfig und Fig. 4 einen durch. Biegen in seine endgültige Form gebrachten Käfig.FIG. 3 shows a developed cage and FIG. 4 shows one by. Bending the cage into its final shape.

In Fig. 1 und 2 ist eine Wicklung veranschaulicht, die aus einer Mittelschicht 1 besteht, zu deren beiden Seiten aufeinanderfolgende symmetrische Schichten 2 und 3 bzw. 4 und 5 mit zunehmender Höhe paarweise angeordnet sind. Die Schichten 2 und 3 bzw. 4 und 5 sind in bekannter, nicht dargestellter Weise elektrisch in Reihe geschaltet. Die einzelnen Wicklungsschichten bestehen aus Windungen eines leitenden Materials 6, das mit einer Isolierstoffschicht 7 überzogen ist. Der Ausgangsleiter 8 ist mit einem Ende der Mittelschicht 1 verbunden, die an der höchsten Spannung liegt.In Fig. 1 and 2, a winding is illustrated which consists of a middle layer 1, on both sides of which are successive symmetrical layers 2 and 3 or 4 and 5 are arranged in pairs with increasing height. The layers 2 and 3 or 4 and 5 are electrically connected in series in a known manner, not shown. The individual winding layers consist of turns of a conductive material 6, which is covered with a layer of insulating material 7. The exit manager 8 is connected to one end of the middle layer 1 which is at the highest voltage.

Der Ausgangsleiter 8 ist von zwei Käfigen 9 und 10 umgeben, von denen der erste aus Stäben 11 und Kurzschlussringen 12 und der zweite aus Stäben 13 und KurzschlussringenThe output conductor 8 is surrounded by two cages 9 and 10, the first of which consists of rods 11 and short-circuit rings 12 and the second from rods 13 and short-circuit rings

1 0 9 8 1 1 / 1 ρ 1 21 0 9 8 1 1/1 ρ 1 2

besteht. Diese Käfige sind aus beispielsweise vorher mit Papier isolierten, miteinander verschweissten Rundleitern hergestellt, wobei die bei der Befestigung beschädigten Stellen der Isolation nachisoliert sind. Der Zusammenbau erfolgt im flachen Zustand, und der so erhaltene abgewickelte Käfig wird danach in die endgültige Form gebogen.consists. These cages are made of, for example, round conductors that have been previously insulated with paper and welded together. the points of the insulation damaged during fastening are re-insulated. The assembly takes place in the flat state, and the thus obtained developed cage is thereafter in bent the final shape.

Mit Hilfe der Leitungen 15 bzw. 16 erfolgt der Anschluss der Käfige °- bzw. 10 an das Potential der Schichten 2 und 3 bzw. 4 und 5. Diese Verbindungen können über nicht dargestellte Vorrichtungen erfolgen, die die Schichten 2 und 3 bzw. 4 und 5 in Reihe schalten. Die Potentiale der Käfige nehmen daher mit zunehmendem Abstand vom Ausgangsleiter 8 ab.With the help of the lines 15 and 16, the cages ° - and 10 are connected to the potential of the layers 2 and 3 or 4 and 5. These connections can be made via devices (not shown), which the layers 2 and 3 or 4 and connect 5 in series. The potentials of the cages therefore decrease with increasing distance from the output conductor 8.

Zwischen den einzelnen Käfigen 9 und 10 und dem Ausgangsleiter 8 und dem ersten Käfig 9 können zur Erhöhung der Schutzwicklung Isolierrohre 17 vorgesehen werden. Diese Isolierrohre bestehen aus agglomerierter Pappe oder einem beliebigen anderen Isoliermaterial und sind nur in Fig. 2, jedoch nicht in Fig. 1 eingezeichnet. Zur Ausrichtung der Äquipotentialflächen sind, wie in Fig. 1 gezeigt, die in Reihe liegenden Enden der Schichten 2 und 3 bzw. 4 und 5 mit Gittern 18 und 19aus Metall bewehrt. Diese Gitter sind wie Widerstände elektrischer Küchenherde ausgebildet und bestehen aus mit Papier oder einem anderen Material isolierten runden Leitern und sind beispielsweise durch Verschweissen mit den zugehörigen Käfigen verbunden, d.h. das Gitter 18 mit dem Käfig 9 und das Gitter 19 mit dem Käfig 10. Durch die Gitter gehen die Vorrichtungen zurBetween the individual cages 9 and 10 and the exit conductor 8 and the first cage 9 insulating tubes 17 can be provided to increase the protective winding. These insulating pipes consist of agglomerated cardboard or any other insulating material and are only shown in Fig. 2, but not shown in FIG. 1. For aligning the equipotential surfaces are, as shown in Fig. 1, the in-line ends of layers 2 and 3 or 4 and 5 with grids 18 and 19 Reinforced from metal. These grids, like resistors, are electric Cookers are designed and made of round conductors and are insulated with paper or some other material for example by welding to the associated cages connected, i.e. the grid 18 with the cage 9 and the grid 19 with the cage 10. The devices go through the grids to

./. 1098 11/ 1512 ./. 1098 11/1512

Reihenschaltung der Schichten hindurch. Das Gitter 19 weist in dem freien Raum zwischen den Enden der Schichten 4 und 5 untergebrachte Windungen auf.Series connection of the layers through. The grid 19 has turns housed in the free space between the ends of layers 4 and 5.

Die Fig. 1 und 2 zeigen lediglich zwei Käfige und zwei Gitter; bei grösserer Anzahl von Wicklungsschichten kann jedoch deren Anzahl erhöht werden. Fig. 1. zeigt ferner eine zusätzliche Innenschicht 20, der eine nicht dargestellte, in Reihe liegende Aussenschicht entspricht. In diesem Fall ist auch ein weiterer Käfig und ein weiteres Gitter vorzusehen, die am Nullpunkt liegen müssen, wenn es sich um die letzten Schichten der Wicklung handelt.Figures 1 and 2 show only two cages and two grids; with a larger number of winding layers, however, their number will be increased. Fig. 1 also shows an additional inner layer 20, one not shown, in series lying outer layer corresponds. In this case, another cage and another grid must be provided, which are located on the Must be the zero point when it comes to the last layers of the winding.

Die Fig. 3 und 4 veranschaulichen eine andere, einfaehe AusfUhrungsart der Käfige. Fig. 3 stellt eine abgewickelte Fläche eines derarten Käfigs in Serpentinenform dar, der aus einem beispielsweise mit einer Papierumwicklung isolierten Leiter 21 besteht. Diese abgewickelte Fläche wird gebogen und auf einen Isolierzylinder 22 (Fig. 4) aufgebracht, der gleichb zeitig als Träger des den Käfig bildenden Leiters 21 und als in Fig. 2 gezeigtes Isolierrohr 17 dient.FIGS. 3 and 4 illustrate another, simple one Execution of the cages. Fig. 3 shows a developed surface of such a cage in serpentine form, which from a conductor 21 insulated, for example, with a paper wrapping. This developed surface is bent and applied to an insulating cylinder 22 (Fig. 4), the same time as a carrier of the conductor 21 forming the cage and as In Fig. 2 shown insulating tube 17 is used.

109811/1512109811/1512

Claims

PATENT CLAIMS

1.! Device for distributing the equipotential surfaces of the electric field around a high-voltage output lexter and at the ends of the winding layers of an electrical device, such as an induction coil or transformer, consisting of windings made up of symmetrical and series-connected windings. trically arranged layers, which form two rows of winding stages on both sides of a middle layer, which of all layers has the lowest height and the high-voltage outlet, equipped with shields made of conductive material, which are arranged concentrically around the output conductor and each with an adjacent end of a winding layer are electrically connected, thereby η η ζ eich η et that the shields of cages (9, .10) consist of bars (11, 12, 13, 14) made of conductive material and further bars made of conductive material are flat grids (18, 19 ) with concentric parts, each grid being provided at the end of two winding layers (2J 3 or 4, 5) which are in series and are electrically connected to the adjacent end of these two winding layers.

2. Apparatus according to claim 1, characterized ge ken η ζ e i c h η et that the bars (11, 12, 13, 14) made of conductive material have a round cross-section.

■ V. 1098 11/15 12

3. Apparatus according to claim 1, characterized

ge characterizing ζ e ichne t, that the bars (11, 12, 13 '14) are coated conductive material with insulating material.

4. Apparatus according to claim 1, characterized characterized in that the insulating tubes 17 between the cages (9, 10) and the output conductor (8) and the cages (9, 10) are provided.

1098 1 1 / 1 F 1 ?1098 1 1/1 F 1?