DE2128627A1

DE2128627A1 - Verfahren und Einrichtung zur Her stellung von elektrischen Wicklungen sowie deren Verwendung fur Transformator und Drosselspulen satze

Info

Publication number: DE2128627A1
Application number: DE19712128627
Authority: DE
Inventors: Johannes Dipl Chem Mellingen Schober (Schweiz) M
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1971-05-19
Filing date: 1971-06-09
Publication date: 1972-11-30
Also published as: SE387469B; CH532307A; AT318068B; US3792528A; CA981887A; IT955541B; FR2137996A1

Description

Fr/ef

Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schv;eiz)

Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von elektrischen Wicklungen, sowie deren Verwendung für Transformator- und Drosselspulensätze

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung von elektrischen Wicklungen, sowie deren Verwendung für Transformator- und Drosselspulensätze.

Der Zweck der Erfindung liegt in der Schaffung eines Verfahrens &amt Einrichtung, das sich insbesondere dadurch aus-

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zeichnet, dass in besonders wirtschaftlicher Weise, insbesondere im Serientaktverfahren, unter erheblicher Einsparung von Montagearbeit hochqualitative papierisolierte Htfchstspannungswicklungen bei erheblicher Verkürzung der Herstellungsdauer, insbesondere der Ofenzeit, erzeugt werden können.

fe Es ist bekannt, elektrische Leiter mit Papier zu isolieren, und aus derart isolierten Leitern elektrische Wicklungen zu fertigen. Solche vorgefertigten Wicklungen werden dann ge~ trocknet und gepresst, um das Endnass der einseinen Wicklungen, das auch Stabil- oder Totmass genannt wird, bestimmen zu können. Aus fertigungstechnischen Gründen, z. B. bei der Herstellung von mehrphasigen Wicklungen für Hochleistungstransformatoren, ist nun eine Lagerung der bereits fertiggestellten Spulen oder Spulensätze der Wicklungen notwen-

W dig, wobei die Papierisolation wieder vor allem Wasser aufnimmt, bis sich die Feuchtigkeit in der Umgebung der Spulen mit der Feuchtigkeit des Papieres der Isolation nahezu im Gleichgewicht befindet. Aber auch bei der Montage der einzelnen Wicklungen zu einer Einheit aus Spulensätzen, nehmen die Wicklungen, aus der Umgebung Feuchtigkeit auf, so dass diese für dad Blechen bzw. Einschachteln wieder einer Wärmebehandlung insbesondere im Trockenofen unterzogen werden müssen,

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um durch ein* oder gegebenenfalls mehrmaliges Trocknen eine solche Schrumpfung der Wicklungen zu erreichen, dass dadurch das Einschachteln des Joches möglich ist. Die Fertignonlage άν?> auf diese Weise erzeugten Aktivteiles, insbesondere dessen Beschaltung, erfolgt bekanntlich wieder bei Raumfdichtigkeit, was nachfolgend zuerst eine Grobtrocknung des Aktivteiles erfordert, worauf dessen Nachdistanzieren~sowie Nachpressen abermals bei Raumfeuchtigkeit vor sich geht, und danach auch noch eine Feintrocknung und ein weiteres Nachpressen des Aktivteiles vorgenommen werden muss. Aber auch der Einbau des Aktivteiles in den Kasten bzw. das Transformotorgehäuse erfolgt abermals bei Raumfeuchtigkeit. Worauf eine Nachtrocknung bzw. Endtrocknung des Aktivteiles erforderlich ist, wonach durch Imprägnieren mit Isolieröl unter Vakuum die vorbeschriebenen bekannten bzw. gebräuchlichen Verfahren ihren Abschluss finden.

Bekanntlich wurde nun versucht, die Durchfeuchtung von Wicklungen dadurch zu verringern, dass die auf Endmass zusammengepressten Wicklungen anschliessend mit OeI imprägniert und in diesem Zustande weiterverarbeitet wurden. Ein anderer bekannter Losungsversuch für kleine Transformatoren zur Verringerung df»r Feuchtigkeitsauf nähme sowie -abgabe ihrer Spu-

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len besteht im Tränken bzw. Imprägnieren der Spulenwindungsisolation mit Paraffin.

Die Wicklungsimprägnierung mit OeI ist jedoch mit einer Verunreinigung der Werkstätten durch abtropfendes OeI verbunden. Ausserdem ist das Arbeiten mit solchen ölimprägnierten Wicklungen sehr unangenehm. Ueberdies besteht bei derart behandelten Wicklungen eine verstärkte Tendenz zum Einfangen auch von grösseren Schmutzteilchen. Darüber/ninaus kommt es auch noch zu einer Verschmutzung des von der Isolation aufgenommenen Oeles durch Aufnahme von Gasen oder durch Oxydation insbesondere während der noch notwendigen Schluss- oder Feintrocknung, bei der ja das Imprägnieröl in der Isolation verbleibt, von einer erhöhten Brandgefahr gar nicht zu reden.

Aber auch das Imprägnieren von Spulen mit Paraffin ist nicht zielführend, da das Paraffin spröde und)daher mechanisch nicht besonders beanspruchbar ist und eine Dauerimprägnierung vor allem zur Rissbildung neigt. Eine nach einer solchen Behandlung anschliessend in üblicher Weise erfolgende Imprägnierung

mit Paraffin mit Isolieröl ist wegen der vorhergehenden ImprägnatiorTYnilt erheblichen' Schwierigkeiten verbunden, weil auch nur teilweise vorhandenes Paraffin ein vollständiges Durchtränken

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der Festisolation verhindert, was den Einschluss von Luftbläschen und dadurch eine wesentlich grössere Anfälligkeit hinsichtlich Glimmentladungen mit all deren Polgen mit sich bringt. Um den arbeitsvielteiligen zeitraubenden vorbeschriebenen Fertigungsprozess wenigstens zeitlich etwas abzukürzen, ist man nun dazu übergegangen, für das Aufheizen der zu trocknenden Wicklungen oder der fertigen Aktivteile anstatt Heissluft insbesondere Kerosindamp.f als Wärmeübertrager zu verwenden, um dadurch den relativ grossen Wärmemengenbedarf des aktiven Kupfers und Eisens rascher abdecken zu können. Dies jedoch erbringt keinerlei Verbesserungen hinsichtlich der vorbeschriebenen Imprägnierverfahren oder bezüglich des Schutzes der elektrischen Wicklungen gegen das Eindringen von Feuchtigkeit insbesondere bei der Herstellung der Wicklungen sowie der Aktivteile.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, nicht nur die Mängel der vorbeschriebenen Fertigungsprozesse zu vermeiden, sondern auch ein möglichst wenige Schritte'erforderndes Verfahren zu schaffen, das bei der Herstellung von aus Spulen oder Spulensätzen bestehenden Wicklungen bis zu deren Montage und Fertigstellung des gesamten Aktivteiles, z.B. Höchst· Spannungstransformators oder Kompensationsdrossel, dessen Festisolation also bis zu Ihrer Nach- oder Fein- oder Endoder Schlusstrocknung sicher von Luft, Gasen Feuchtigkeit und

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Fremdanteilen bzw. Einschlüssen freigehalten bleibt, so dass eine nachfolgende Imprägnierung des Aktivteiles mit Isolieröl keinesfalls eine Beeinträchtigung erfährt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die elektrischen Leiter der Wicklungsspulen mit Isolierraitteln umwickelt, die Wicklungen getrocknet und auf Endmass gepresst werden, und dass die Wicklungen mit einem Versiegelungsmittel versiegelt werden, und dass die auf Endmass gepressten und versiegelten Wicklungen mit ihren zugehörenden Kernen zum Aktivteil zusammengebaut und im Aktivteilbehältnis bzw. Gehäuse fertig montiert werden, und dass das Versiegelungsmittel mit Hilfe eines im Dampfzustand befindlichen Mediums, das auf und in dem bandförmigen Isoliermittel kondensiert, aus den Wicklungen herausgewaschen und der Aktivteil mit den Wicklungen zugleich schlussgetrocknet wird,und dass diese bzwr. der Aktivteil mit Isolieröl imprägniert werden.

Hiebei können als bandförmige Isoliermittel Papiere und als Versiegelungsmittel feuchtigkeitsundurchlässige Mittel wie Fluorchlortelohere oder Paraffine verwendet werden, wobei die Versiegelung im Vakuum erfolgen kann, während zum Herauswaschen des jeweiligen Ver-r

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siegelunßsmittelrvorzugsweise Kerosin, fluorierte organische Verbindungen, wie Fluorkohlenstoffe, Fluorchlorkohlenstoffe, fluorierte Amine oder Aether, mit entsprechenden Siedepunkten Verwendung finden, wobei dem jeweiligen Versiegelungsmittel ι zura Schutz gegen Oxydation

ein Oxydationsinhibitor, bei Einsatz von Paraffin als solchem Mittel insbesondersjein Ditärtiärbutyl-p-Kresol (DBPC) oder fs -Phenyl-IIaphthyl-Amin zugesetzt werden kann.

Zur vorteilhaften Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens hat es sich als günstig erwiesen, eine Einrichtung mit einem Boiler und zugleich Destillierapparat für die Lieferung eines das Versiegelungsmittel aus

den Wicklungen herauswaschenden Mediums vorzusehen, wobei

mittels eines Rohrflansches

der Boiler einerseits über ein Absperrorgan/an ein Behältnis, wie z. B. ein Transformatorgehäuse für die Aufnahme des Aktivteiles, und andererseits über ein weiteres Absperrorgan mit nachfolgendem Kühler an einen Vorratsbehälter mit einer Vakuumpumpe angeschlossen ist, wobei dieser Vorratsbehälter über eine Ausgleichsleitung für das Medium mit einem weiteren Destillierapparat und zugleich Vorratsbehälter verbunden ist, und dieser Destillierapparat einerseits über eine Pumpe und

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eine Förderleitung für das Medium zusammen mit dem herausgewaschenen VerslegelunKsmittel ^aö· den Boiler und andererseits an ein Filter angeschlossen ist, wobei für das vom Gemisch, bestehend aus dem Medium und dem /Versiegelungsmittel ' ' abgeschiedene Wasser am weiteren Destillierapparat eine Abzugsleitung und für das vom Medium abgeschiedene Versiegelungsmittel ..{

zu dessen Wiedergewinnung und vor allem Wiederverwendung am

und Boiler eine Abzugsleitung vorgesehen ist ^ wobei das Filter über eine Pumpe für die Lieferung des letztgenannten Gemisches mittels eines ölablasseitigen Absperrorganes an das Behältnis und separat über ein filterseitiges Absperrorgan an eine Kühlfalle angeschlossen ist, die einerseits über ein weiteres isolatorseitiges Absperrorgan mit dem Behältnis und andererseits mit einer Vakuumpumpe verbunden ist.

Diese vorbeschriebene modifizierbare Einrichtung gewährleistet auch bei grossen kompakten Spulensätzen bzw. Wicklungs· einheiten eine unterbrechungslose Wicklungs- bzw. Aktivteilbehandlung, so dass die sich ergebende Imprägnierfähigkeit der nachgetrockneten Wicklungsisolation bzw. deren Aufnahmefähigkeit für das Imprägnieröl bzw. Dielektrikum wie bei einer neuen, von Gas- und Fremdkörpereinschlüssen freien, trockenen Wicklung gewährleistet ist.

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Das erfindungsgemässe Verfahren insbesondere in Verbindung mit der vorbeschriebenen Einrichtung ist mit besonderen Vorteil für die Herstellung von Hoch- und Höchstspannungswicklungen mit Papierisolation, und zwar für Transformator- und Drosselspulen, anwendbar, wobei verfahrensgemäss auch grosse Wicklungs- bzw. Aktivteileinheiten unter erheblicher Arbeitsund Zeitersparnis im Vergleich au den bisher bekannten Verfahren bei zumindest gleicher Erzeugnisgüte hergestellt werden können.

Hierfür werden die insbesondere gebündelten und vorzugsweise im Ofen unter Vakuum bis etwa 110 ° C getrockneten und zugleich z. B. mit 30 kg pro cm gepressten papierisolierten Leiterstäbe nach Beendigung ihrer Schrumpfung und Endmassbestimmung im noch erwärmten Zustand z. B. mit auf 70⁰C erhitzten Paraffin durch Tauchen oder Fluten gegebenenfalls im Vakuum imprägniert, indem die Leiter insbesondere in ein im Ofen befindliches Gefäss mit Paraffin getaucht werden. Im Anschluss an die Endmontage oder den Einbau in das Behältnis, wie z. B. Transformatorgehäuse, erfolgt eine etwa 'lOstündige Behandlung der Leiter im Vakuum insbesondere mit 110 ° bis 120 ° C heissem Keroeindanpf, worauf nach Drosselung der Kerosindampfzufuhr das in der Isolation befindliche flüssige Kerosin durch weiteres Evakuieren verdampit wird.

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Es zeigt sich nun, dass die Imprägnierfähigkeit der in vorstehend beschriebener V/eise behandelten Papierisolationen der einer unbehandelten bzw. völlig neuen und trockenen Papierisolation gleichzusetzen ist, wie Messungen der Steighöhe von Isolieröl in den vom elektrischen Leiter abgewickelten Papierbändern bestätigen, wobei diese Bänder bei lotrechter Lage mit ihren unteren Enden in das Isolieröl getaucht sind. Solche Messungen unter Vervrendung eines Isolieröles z. B. mit einer Viskosität von 20 Centistokes ergeben für die äuspere Papierlage der äusseren Stäbe des Leiterbündels nach 10 Minuten eine Steighöhe von 3,5 nun und für die innere Papierlage dieser Stäbe eine Steighöhe von h mra. Für die äussere . Papierlage des oder der von den vorgenannten Stäben umgebenen Leiterstäbe ergibt sich eine Steighöhe von Ί mm und für die innere Papierlage des oder dieser Stäbe eine Steighöhe von ebenfalls H mm« Zum Vergleich beträgt die Steighöhe bei unk behandeltem Papier nach 10 Minuten ebenso 4 mm. Die den vorstehend der Reihe nach aufgezählten Werten von 3,5, ^, ^, ■ ** und Ί mm entsprechenden Werte nach 60 Min. betragen 7, 7, 8, 8 und 9 mm.

Obwohl beim Versiegelungsvorgang der Leiter bzw. Wicklungen die Papierisolation bis etwa 70 % ihres eigenen Gewichtes insbesondere an Paraffin aufzunehmen vermag, kann dieses nach

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einen weiteren Verfahrensschritt in wirtschaftlicher Weise aus der Isolation wieder herausgewaschen, herausgeschmolzen bzw. herausgelöst, zurückgewonnen und dadurch wieder verwendet werden. Es wird zu diesem Zweck das aus dem Aktivteil abflie"3sende Kerosin-Paraffin-Gemicch wieder dem Boiler und zugleich Destillierapparat der vorbeschriebenen Einrichtung zugeführt, das Kerosin vom Paraffin in den Vorratsbehälter abdestilliert und das im Boiler sich absetzende Paraffin in noch heissem, flüssigem Zustand abgezogen, filtriert und wieder verwendet. Eine hierbei auftretende Abkühlung des Kerosins führt zu keiner Verstopfung von Rohrleitungen bzw. Armaturen, solange das Kerosin nicht mehr als 40 % Paraffin enthält. Dies vor allem deshalb, weil sich das Paraffin nur zu einem geringen Teil im kalten Kerosin löst bzv/. beim Abkühlen in Form eines feinkristallinen Kristallbreies ausfällt und daher ohne Schwierigkeiten pumpbar ist. Sofern im Paraffin ein Kerosinrestgehalt höchstens von etwa 10 bis 15 % auftritt, resultiert daraus hinsichtlich der für die technologischen Prozesse wichtigen Eigenschaften,wie z. B, Grifffestigkeit, des bei Raumtemperatur erstarrten Paraffins praktisch keine Beeinträchtigung. Vor allem bleibt die Imprägnierfähigkeit der mit "Paraffin behandelten Wicklungen für Isolieröle voll erhalten. Darüberhinaus ist das Kerosin zufolge seines chemischen Aufbaus im Bezug zu Isolieröl sehr stabil, so

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dass das OeI durch das Kerosin nicht beeinflusst wird. Indem ausserdera dem Paraffin Oxydationsinhibitoren zusetzbar sind, kann die insbesondere an der Oeloberfläche auftretende Bildung von organischen Säuren bzw. Säureprodukten vermieden werden.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die Zeit für die Behandlung der Wicklungen aber auch von kompakten Wicklungssätzen et v/a um 30 % verkürzbar ist,

Bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens ist bei der Wicklungsherstellung ausserdem ein Taktverfahren möglich, das es insbesondere erlaubt, verschiedene Spulenarten in Serie zu erzeugen und zufolge der erfindungsgemässen Stabilisierung die zu verschiedenen Zeiten hergestellten Spulen ohne Zwischentrocknungen zur Wicklung errsufertigen. Durch das erfindungsgemässe Versiegeln wird vor allem eine mehrfache Wiederbefeuchtung der V/icklung bzw. Wicklungsisolationen verhindert, so dass das bei den bekannten bzw. gebräuchlichen Herstellungsverfahren mit den sich wiederholenden Ofenbehandlungen der Wicklungen sich ebenso wiederholende Nachziehen von Presselementen sowie auch das Distanzieren der Wicklungen beispielsweise mittels Unterlagen zufolge des mit Trocknen

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der Papierisolationen verbundenen Schrumpfens der Wicklungen unterbleiben kann. Da die Ofenbelegung durch grössere Transformatoren z. B. etwa I²J Tage dauert, es sich somit um eine sehr arbeitsintensive Behandlung der Wicklung handelt, stellt das erfindungsgemässe Verfahren einen erheblichen Portschritt dar, da gemäss diesem die herzustellenden Einheiten in Form von Spulen bzw, Spulensätzen oder Wicklungen gleichzeitig mit ihrer ersten Trocknung stabilisiert werden und bis zur Schlussbzw. Peintrocknung sämtliche bisher erforderlichen Wärmebehandlungsschritte mit den damit verbundenen Nachdistanzierungen bei gleichzeitigen Unterbrechungen des Trockenvorgange3 sohin erfindungsgemäss künftig entfallen können.

Es ergibt 3ich daher in vorteilhafter Weise eine beträchtliche Einsparung an Montage-und Justierarbeiten, die bei der Fertigung von aus Spulensätzen bestehenden Wicklungen bzw. bei der Herstellung von Höchstspannungs-Grenzleistungsaktivteilen besonders zürn Tragen kommt.

Zur beispielsweisen Erläuterung der Erfindung ist in der Zeichnung in Fig. 1 in schematischer Darstellung der Stand der Technik dom erfinderisch Neuen gegenübergestellt, in Fig. 2 eine herkömmliche Stabilisierung einer Wicklung abgebildet, in Fig. 3 im Prinzip eine Einrichtung zur Durchführung des er-

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findungsgemässen Verfahrens dargestellt und in den Figuren ^l\ und 5 sind Wicklungen gezeigt, auf die das erfindungsgemässe Verfahren anwendbar ist. Es zeigen im besonderen:

Fig. 1 in der linken Hälfte die herkömmlichen Verfahrensschritte für die Herstellung von Hoch- und Höehstspannungswicklungen bis zu deren Endmontage, Naehtrocknung und Imprägnierung mit Isolieröl in Gegenüberstellung mit den wenigen Schritten, die in erfindungsgemässer Weise für die Wicklungs- bzw. Aktivteilherstellung erforderlich sind.

Fig. 2 eine Wicklung, die mittels einer Einspann- bzw. Pressvorrichtung auf die Dauer bis zu ihrer Verwendung stabilisiert ist;

^ Fig. 3 eine Einrichtung zum Herauswaschen insbesondere von Paraffin aus den Wicklungen vorzugsweise mittels Kerosindampf, wobei sowohl das Paraffin als auch das Kerosin wiedergewonnen und wiederverwendet wird;

Fig. 4 ein papierisoliertes Leiterbündel;

Fig. 5 einen Teil eines Transformators mit seiner Unter- und

Ober Spannungswicklung in Per tigrnon tage bzw, in der Form, 209849/0569

wie dieser im Transformatorgehäuse eingebaut ist und z. B. mittels der in Pig. 3 dargestellten Einrichtung einer Paraffin-Kerosinbehandlung unterzogen wird.

In Fig. 1 sind in der linken Figurenhälfte die bekannten bzw. gebräuchlichen Verfahren durch symbolische Darstellung ihrer Verfahrensschritte charakterisiert. Hiebei sind die bekannten Schritte des Trocknens und Pressens der vorgefertigten Einzelwicklung, also der mit Papier isolierten elektrischen Leiter, mit 1 bezeichnet, wobei die jeweils mit einer Wärmebehandlung verbundenen Verfahrensschritte durch ein doppelt umrandetes Rechteck symbolisiert sind. Der unmittelbar auf 1 nachfolgende Verfahrensschritt der Lagerung der Wicklung bei Raumfeuchtigkeit bis zur Verwendung der Wicklung trägt die Bezeichnung 2. Der darauffolgende ebenfalls bekannte Verfahrensschritt der Behandlung der Wicklung im Ofen, mittels der eine Schrumpfung der Wicklung erreicht und dadurch ein

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Einschateln des Joches ermöglicht wird, als Wärmebehandlung demnach wieder als doppelt umrandetes Rechteck abgebildet, ist mit 3 benannt. Der nachfolgende Verfahrensschritt der Fertigmontage des Aktivteiles bei Raumfeuchtigkeit trägt die Position ¹J. Der Verfahrensschritt der Grobtrocknung des Aktivteiles hat die Bezeichnung 5. Der Verfahrensschritt der Phase der Nachdistansierung des Aktivteiles bei Raumfeuchtigkeit ist

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mit 6 kenntlich gemacht. Der Schritt der Feintrocknung des Aktivteiles hat die Position 7. Der Sehritt des Einbaus in den Kasten ist mit 8 bezeichnet und der letzte Verfahrensschritt beilden üblichen bzw. bekannten Verfahren, nämlich die Nachtrocknung und Imprägnierung der Wicklung, trägt die Position 9. Zur Gegenüberstellung ist in der rechten Hälfte der Fig. 1 der erste Verfahrensschritt der Trocknung, Distanzierung und Stabilisierung der Wicklüngssätze nach dem erfindungsgemässen Verfahren mit I¹ benannt. Der nächste Verfahrens· schritt, der bei den bekannten Verfahren etwa der Position 4 entspricht, trägt die Bezeichnung 2* und betrifft die Montage des Aktivteiles. Der Position 8, die den Einbau in den Kasten zum Gegenstand hat, entspricht etwa der Verfahrensschritt 3'» in den erfindungsgemäss auch die Kerosinbehandlung der Wicklung einbezogen ist, und der Verfahrensschritt der Nach-

sowle der Verfahrensschritt der

trocknung oder Feintrocknung oder Schlusstrocknung/ " Imprägnierung ¹I¹ schliessai das erfindungsgemässe Verfahren ab, analog wie etwa der Verfahrensschritt 9, in dem die Nachtrocknung Und Imprägnierung der Wicklung vor sich geht.

In Fig. 2 ist die bekannte Stabilisierung bzw. Lagerungsmethode von vorgefertigten Wicklungen dargestellt. Hierbei wird die Wicklung 1 zwischen einen unteren Abstützring 2 und einen oberen Abstützring 3 gelagert und die vorgenannten Teile 1, 2 und 3 mittels Zugstangen ¹J zwischen die Platte 5 und die

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Pressplatte 6 eingespannt bzw. gepresst, wobei zwischen dem oberen Abstützring 3 und der Pressplatte 6 Distanzierstücke 7 vorzugsweise aus Holz vorgesehen sind. Die für den Pressvorgang erforderlichen Spiralfedern und Muttern sind mit 8 und 9 bezeichnet. Die vorbeschriebene Vorrichtung 3teht bekanntlich bei der Fertigung von mittleren und relativ grossen Wicklungen in Verwendung, die im dargestellten eingespannten und trockenen Zustand samt der Vorrichtung gegebenenfalls mittels · Lacke insbesondere auf Kunststoffbasis vorzugsweise durch Tränken oder Tauchen stabilisiert werden. Dieses bekannte Verfahren ist jedoch nicht auf Hoch-und HöchstSpannungswicklungen anwendbar und führt nur bei relativ kleinen Wicklungen zu einer befriedigenden Wicklungsstabilisierung. Eine Anwendung des letztgenannten bekannten Verfahrens bei auf hohe Spannungen beanspruchte Wicklungen ist schon deshalb nicht möglich, weil die die Wicklungen vor Feuchtigkeit schützenden Tauch- bzw. Tränkmittel auf bzw. in den Wicklungsisolationen verbleiben und daher aus den eingangs im Stande der Technik dargelegten Gründen keine extrem hohe Spannungsbeanspruchung der Wicklung zulassen. Selbstverständlich kann die in Fig. 2 beschriebene Vorrichtung für die Paraffinbehandlung von vorgefertigten Wicklungen verwendet werden, indem die vorgefertigten, getrockneten, distanzierten und mittels der Vorrichtung auf Endmass gepressten Wicklungen zur Imprägnierung im Ofen insbesondere un-

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ter Vakuum in heisses, flüssiges Paraffin getaucht oder getränkt und derart gegen Feuchtigkeit versiegelt keinerlei Abmessungsänderungen mehr unterworfen, d. h. also stabilisiert sind.

In Pig. 3 ist in schematischer Darstellung ein Einrichtungsbeispiel zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dargestellt. Von dem Boiler bzw. Destillierapparat 1 wird über das boilerseitige Absperrorgan 2 mittels des Rohrflansches 3 dem Gehäuseinneren des Transformators k insbesondere Kerosindampf für die Behandlung der darinnen befindlichen stabilisierten Wicklungen zugeführt. Der durch den vorzugsweise mittels Kerosindampf erfolgende Waschvorgang der vorzugsweise mit Paraffin versiegelten Wicklungen anfallende Paraffin-Kerosinbrei wird mit Hilfe der Pumpe 5 unter Vakuum über das ölablasseitige Absperrorgan 6 abgepumpt, wobei für die Erzeugung des Vakuums die Vakuumpumpe 7 über das isolatorseitige

Absperrorgan 8 unter Zwischenschaltung der Kühlfalle 9 separat an das Gehäuseinnere des Transformators ¹J angeschlossen ist. Die in der Kühlfalle 9 ausgeschiedene Flüssigkeit wird über das filterseitige Absperrorgan 10 ebenfalls von der Pumpe 5 abgepumpt. Das gesamte derart von der Pumpe 5 geförderte Gemisch wird über das Filter 11 dem Vorrats- und Destillierapparat 12 zugeführt, mittels dessen einerseits das abge-

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schiedene Wasser über die Leitung 13 ausgeschieden und andererseits durch die Pumpe 14 der Paraffin-Kerosinbrei dem Boiler und Destillierapparat 1 zugepumpt wird. Durch Destillation wird im Apparat 1 das Paraffin vom Kerosin getrennt und das Paraffin über die Leitung 15 ausgeschieden und der Wiederverwendung zugeführt, wogegen der Kerosindampf in vorbeschriebener Weise wieder dem Transformator ^ zugeleitet wird. Ueber das Absperrorgan 16 gelangt der Kerosindampf über den Kühler 17 in den Vorratsbehälter 18, der an eine Vakuumpumpe 19 angeschlossen ist. Der Vorratsbehälter steht durch eine Leitung 20 mit dem erstgenannten Vorratsund Destillierapparat 12 in Verbindung, um dadurch einen Kerosinausgleich vornehmen zu können, wobei durch entsprechende Betätigung der Absperrorgane 2 und 16 die Einrichtung mit oder ohne Kerosin-Ausgleich betreibbar ist oder der Betrieb gegebenenfalls nur auf Speicherung des Kerosins in den Vorratsbehälter 18 erfolgen kann. Die beispielsweise vorbeschriebene modifizierbare Einrichtung gewährleistet eine unterbrechungslose Kerosindarapfbehandlung und zugleich optimale Trocknung des Aktivteiles des Transformators und stellt vor allem die Rückgewinnung des der Wicklurigsstabilisierung dienenden Paraffins in einer der Wiederverwendung zuführbaren Qualität sicher, wobei das im Zuge des Wäroebehandlungsprozesses der Wicklungen anfallende Wasser ebenfalls ausgeschieden wird.

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In Fig. ^li ist ein nach dem erfindungsgemässen Verfahren behandelbares Leiterbündel dargestellt. Die äusseren Leiterstäbe sind mit 1, der von den äusseren Leiterstäben umgebene mittlere Leiterstab ist mit 2 bezeichnet. Die einzelnen Kupferleiter sind papierisoliert, wobei die Isolation 3 z. B. aus 2k Lagen Papier mit einer Dicke von je 0,05 mm besteht, die zu einem Drittel überlappt gewickelt sind. Die den Querschnitt des Leiterbündels wiedergebende Fig. 4 zeigt zugleich auch den Aufbau des stabilisierten Bündels nach der Kerosinbehandlung, wobei in der Darstellung von der Andeutung von etwa zurückbleibenden Kerosin-Paraffinresten Abstand genommen worden ist und ausserdem die das Bündel fixierenden konstruktiven Teile in Fig. k nicht dargestellt sind. Der vom Werkstoff der elektrischen Leiter sowie der Papierisolation nicht eingenommene Raum kann daher im Zuge der verfahrensgemässen Nachtrocknung und Imprägnierung zur Gänze vom Isolieröl eingenommen werden.

Fig. 5 zeigt einen Teil eines Hochleistungstransformators, auf den das erfindungsgemässe Verfahren mit besonderem Vorteil anwendbar ist. Das obere Joch eines solchen Transformators ist 'mit 1,· das untere Joch mit 2, die dargestellte Säule mit 3» das obere Jochendblech mit 4 und das untere Jochendblech mit 5, der Abstützring für alle Wicklungen mit 6,

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die Abstützauflage mit 7, der Abstützring für die innere V/icklung mit 8, die Hauptisolation mit 9_f die Abstützorgane mit 10, die äussere Wicklung mit 11, die innere Wicklung rait 12, die horizontalen Oelkanäle mit 13, die lotrechten Oelkanäle mit 14, der Fuss mit 15 und die Fein-justier- bzw. Federelenente mit 16 bezeichnet.

Bei einem Transformator der vorbeschriebenen Art werden bei der Herstellung seines Aktivteiles die in erfindungsgemässer Weise mittels z. B. Paraffin stabiliserten Spulensätze, die insbesondere bei Serienfertigung der einzelnen Spulentypen

auch/verschiedenen Zeiten vorgefertigt werden können, ohne Rücksicht auf die jeweilige Ungebungsfeuchtigkeit montiert. Die mit dem erfindungsgemäcsen Verfahren erzielbaren überraschenden technischen Fortschritte liegen demnach sowohl im Erzeugnis als auch im Verfahren zur Herstellung des Erzeugnisses. Wird doch verfahrensgemäss entgegen den bisherigen Gepflogenheiten, insbesondere entgegen der Auffassμng der Unmöglichkeit des Zwischenimprägnierensüer vorgefertigten oder montierten Spulen bzw. Spulensätze und Wiederentfernens einer solchen Zwischenimprägnierung bzw. Versiegelung in einer die endgültige Imprägnierung der Wicklungen nicht beeinträchtigenden Weise eine relativ einfache und wirtschaftliche Me-

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thode angegeben, die diese unmöglich erscheinende Aufgabe der temporären Versiegelung sov/ie die eingangs dargelegten Aufgaben lost, und zwar mit all den verfahrensgemässen Vorteilen, wobei als Ergebnis ein hochqualitatives Erzeugnis entsteht. Dieses Erzeugnis eines arbeitsvielteiligen zeitgestaffelten Herstellungsprozesses, das unter Ausschaltung jeder weiteren Folge von Feuchtigkeitseinwirkungen, die nach dem Trocknungsvorgang der Vorfertigung auftreten, herstellbar ist, zeichnet sich demnach durch keinerlei Feuchtigkeitsbeeinträchtigung insbesondere des Werkstoffes der Papierisolation und der Wicklungen aus, so dass derart stabilisierte Wicklungen in ihren Eigenschaften nur von den gewünschten material- und herstellungsformbedingten Eigenschaften abhängen und durch die bisher nicht mögliche erfindungsgemässe Kurzzeitkompaktbauweise frei von Folgen unkontrollierbarer Einflüsse sind, wie solche bei den bisherigen langwierigen und arbeitsaufwendigen Herstellyngsmethoden nicht auszuschalten waren.

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Claims

-23- 2128627 66/71 D Patentansprüche

1.j Verfahren zur Herstellung von elektrischen Wicklungen mit bandförmigen Isoliermitteln, gekennzeichnet durch die Verfahr e η s sehritte:

a) Umwickeln der elektrischen Leiter der Wicklungsspulen mit Isoliermitteln,

b) Trocknen der Wicklungen,

c) Pressen der Wicklungen auf Endmass,

d) Versiegelung der Wicklungen mit einem Versiegelungsmittel,

e) Zusammenbau der auf Endmass gepressten und versiegelten Wicklungen mit ihren zugehörenden Kernen zum Aktivteil,

f) Pertigmontage des Aktivteiles im Behältnis bzw. Gehäuse dieses Teiles,

g) Herauswaschen des Versiegelungsmittels aus den Wicklungen mit Hilfe eines im Dampfzustand befindlichen Mediums, das auf und in den bandförmigen Isoliermitteln kondensiert, und zugleich

Schlusstrocknung des Aktivteiles mit den Wicklungen und h) Imprägnierung der Wicklungen bzw. des Aktivteiles mit Isolieröl.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,

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dass als bandförmiges Isoliermittel Papiere verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass als Versiegelungsmittel feuchtigkeitsundurchliissige Mittel verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Versiegelung im Vakuum vorgenommen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Versiegelungsmittel Fluorchlortelomere verwendet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Versiegelungsmittel Paraffin verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für das beim Waschvorgang im Dampfzustand befindliche Medium Kerosin verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für das beim Waschvorgang im Dampfzustand befindliche Medium fluorierte organische Verbindungen, wie Fluorkohlenstoffe, Fluorchlorkohlenstoffe, fluorierte Amine oder Aether, mit
entsprechenden Siedepunkten verwendet werden.

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9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Versiegelungsmittel ein Oxydationsinhibitor zugesetzt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem Versiegelungsmittel als Oxydationsinhibitorjsin Ditärtiärbutyl-i*Kresol (DBPC) zugesetzt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem Versiegelungsmittel Oxydationsinhibitor /j -Phenyl-Naphtyl-Amin zugesetzt wird.

12.. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Merkmal g) des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Boiler und zugleich Destillierapparat (1) für die Lieferung eines das Versiegelungsmittel aus den Wicklungen herauswaschenden Mediums vorgesehen ist, wobei der Boiler (1) einerseits über ein Absperrorgan (2) mittels eines Rohrflansches (3) an ein Behältnis (¹I), wie z.B. an ein Transformatorgehäuse für die Aufnahme des Aktivteiles, und andererseits über ein weiteres Absperrorgan (16) mit nachfolgendem Kühler (17) an einen Vorratsbehälter (18) mit einer Vakuumpumpe (19) angeschlossen ist, und dass der Vorratsbehälter (18) über eine Ausgleichs-JLeitung (20) für das Medium mit einem weiteren Destillierapparat und zugleich Vorratsbehälter (12) verbunden ist, und dass dieser

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Destillierapparat (12) einerseits über eine Pumpe (14) und eine Förderleitung für das Medium zusammen mit dem herausgewaschenen Versiegelungsmittel mit dem Boiler (1) und andererfür seits an einen Filter (11) angeschlossen ist, wobeil das vom Genisch, bestehend aus dem Medium und dem Versiegelungsmittel, abgeschiedene Wasser am weiteren Destillierapparat (12) eine Abzugsleitung (13) und für das vom Medium abgeschiedene Versiegelungsmittel, zu dessen Wiedergewinnung am Boiler (1) eine Abzugsleitung (15) vorgesehen ist, und dass das Filter (11) über eine Pumpe (5) für die Lieferung des letztgenannten Gemisches mittels eines ölablasseitigen Absperrorgan (6) an das Behältnis (4) und separat über ein filterseitiges (10))Absperrorgan an eine Kühlfalle (9) angeschlossen ist, die einerseits über ein weiteres isolatorseitiges Absperrorgan (8) mit dem Behältnis (4) und andererseits mit einer Vakuumpumpe (7) verbunden ist,

13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass es auf die Herstellung von Hoch- und Höchstspannungswicklungssätze für Transformatoren und Drosselspulen angewendet wird.

Aktiengesellschaft irovm, Boveri &-Cie.

209849/0569

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