DE2445019B2

DE2445019B2 - Transformatorwicklung mit bandförmigem Leiter

Info

Publication number: DE2445019B2
Application number: DE2445019A
Authority: DE
Inventors: Svante Forsberg; Stig Larbo; Bjoern Stephensen
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1973-09-28
Filing date: 1974-09-20
Publication date: 1978-08-31
Also published as: DD115009A5; DE2445019A1; GB1483615A; DE2445019C3; US3928832A; SE7313223L; SE376508B

Description

Die Erfindung betrifft eine Transformatorwicklung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Wicklung ist im wesentlichen bekannt aus der DE-PS 6 65 834.

Die gleichzeitige Aufbringbarkeit der Isolation bezieht sich dabei sowohl auf die Windungsisolation als auch auf die Lagenisolation. Die bekannte Transformatorwicklung ist als Durchführungswicklung durch einen geerdeten Flansch aufgebaut. Dk Windungen der Lagen sind dabei ohne Überlappung gewickelt. Die Zahl der Windungen pro Lage nimmt nach außen ab. Ein Nachteil einer solchen Hochspannungswicklung besteht darin, daß die Feldstärke in radialer Richtung der Wicklung innen, also in der Nähe des Eisenkernes, am größten ist.

Aus der US-PS 36 91 498 ist eine Spule für einen Transformatorkern bekannt, bei der der bandförmige isolierte Leiter mit Überlappungen in den einzelnen Lagen angeordnet ist und in dieser Lage mittels einer einheitlichen ausgehärteten Kunststoffmasse imprägniert und eingekapselt ist. Auf diese Weise wird eine Spule geschaffen, die einen sehr hohen Füllfaktor und hohe mechanische Festigkeit hat. Die Zahl der Windungen ist in den einzelnen Lagen gleich groß.

Aus der DE-PS 9 52 459 ist ein Durchführungsspannungswandler bekannt, bei dem an den stirnseitigen Enden der Wicklung lamellierte Metallringe in die Isolationsmasse eingelassen sind, an welche die Wicklungslagen mit ihren angrenzenden Enden angeschlossen sind. Mittels dieser Steuerelemente wird die Spannungsverteilung beeinflußt. Zur Vermeidung von Kurzschlußwindungen sind die genannten Steuerelemente mit radialen Schlitzen versehen. Jeder Wicklungslage ist ein Kantenschirm zugeordnet, der die axiale Lage für den Übergang zwischen den Lagen bestimmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Transformatorwicklung der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei der die Feldstärkeverteilung in radialer Richtung über die gesamte Wicklung im wesentlichen konstant ist, und die für sehr hohe Spannungen bei relativ geringen Leistungen verwendbar ist, wie beispielsweise in Prüffeldtransformatoren.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Transformatorwicklung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale hat

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt

Dadurch, daß trotz der nach außen schmaler werdenden Wicklung die Windungszahl pro Lage konstant ist, ist der Spannungsfall von Lage zu Lage konstant und damit auch die Feldstärkeverteilung in radialer Richtung der Wicklung.

Anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch eine Wicklung gemäß der Erfindung,

Fig.2 einen Querschnitt durch einige Lagen einer Wicklung nach der Erfindung mit getrennter Windungs- und Lagenisolation,

Fig.3 einen Querschnitt durch einige Lagen einer Wicklung nach der Erfindung, bei der die Lagenisolation zugleich Teil der Windungsisolation ist.
F i g. 1 zeigt den Querschnitt einer Ausführungsform der Wicklung nach der Erfindung. Diese ist wie eine Lagenwicklung dargestellt und um einen Schablonenzylinder 1 aus Isoliermaterial aufgebaut. Das Niederspannungsende der Wicklung ist in der unteren rechten Ecke der Figur an den äußeren Leiter 2 angeschlossen.

Gleichzeitig mit dem Wickeln des bandförmigen Leiters 3 wird sowohl die Windungsisolation 4 als auch die Lagenisolation 5 aufgetragen Diese Details sind in Fig.2 und 3 gezeigt. Die Windungsisolation und die Lagenisolation können jede für sich aufgetragen werden, wie es in F i g. 2 gezeigt ist, oder sie können kombiniert werden, wie es in F i g. 3 dargestellt ist.

Wie aus F i g. 2 hervorgeht, besteht die Lagenisolation unmittelbar an dem am Schablonenzylinder t angeordneten Metallschirm 6 aus sehr breitem Papier, dessen Breite gleich der axialen Länge der Leiterlage ist zuzüglich eines überstehenden Stückes an beiden Enden der Leiterlage. Bei dem Wicklungsradius, bei dem man mit dem Wickeln des Leiters 3 beginnt, verringert sich die Breite des Isolierpapiers in der Lagenisolation 5, wobei die Dicke der Lagenisolation mehr und mehr zunimmt was zu einer Zunahme der radialen Erstrekkung der Lagenisolation führt. Die Windungsisolation 4 wird aus einem Band aufgebaut, das etwas breiter als der Leiter selbst ist

Mit dem Wickeln der Lagenisolation werden an den Enden der Wicklung Beläge 7 zur Beeinflussung der Spannungsverteilung zwischen den Lagen eingefügt. Die Beläge bestehen aus Metaüfolien, die wie eine offene Windung eingelegt werden. Am Ende jeder Schicht wird außerdem ein Kantenschirm 8 eingelegt, der aus einer separaten Bandleiterwindung besteht und wie eine offene Windung mit der Steigung Null eingelegt und an das Lagenende der Wicklung angeschlossen ist. Kantenschirme 8 und Steuerbeläge 7 werden so geordnet, daß ihre Außenkanten auf einer Geraden liegen, was am besten aus F i g. 1 hervorgeht.

F i g. 3 zeigt, daß die Lagenisolation durchgehend aus ganz breitem Papier hergestellt ist. Abhängig von den

Wünschen hinsichtlich der Dicke der Lagenisolation und mit Rücksicht auf die Dicke des Papiers, wird die Anzahl der Wicklungswindungen der Bandleiter für jede Papierlage in der Lagenisolation bestimmt F i g. 3 zeigt, daß nach je vier Leiterwindungen mit zugehöriger Windungsisolation ein Papier in die Lagenisolation eingelegt wird, und daß dieses Papier dabei zugleich Teil der Windungsisolation wird.

Da die Wicklung für einen Transformator für sehr hohe Spannungen bestimmt ist, wird sie konisch ausgeführt, d. h. ihre axiale Länge nimmt mit zunehmendem Potential ab. Dadurch erhält man einen mit dem Durchmesser der Wicklung größer werdenden Abstand zum Joch des Kernes. Der Hochspannungsanschluß 9 ist in der axialen Mitte der Wicklung angeordnet

Durch die konische Form der Wicklung nimmt die axiale Länge der Lagen nach außen hin ab. Bei gleichbleibender Windungszahl pro Lage wird die Steigung beim Wickeln des Leiters zur äußeren Kante der Wicklung hin kleiner und kleiner. Hierdurch steigt die Spannung per Längeneinheit einer jeden Lage und die Dicke der Lagenisolation muß daher schneller zunehmen.

Durch die Verwendung eines bandförmigen Leiters für die Wicklung und dadurch, daß sowohl die Windungsisolation als auch die Lagenisolation gleichzeitig mit der Wicklung hergestellt werden, kann man in jeder Lage eine konstante Windungszahl erreichen. Während der ganzen Zeit kann man die axiale Länge der Wicklung bestimmen, so daß immer tin ausreichender !solationsabstand zu den geerdeten Teilen aufrechterhalten wird. Die Dicke der Lagenisolation kann, unabhängig von der Windungsisolation und der axialen Länge der Wicklung, frei bestimmt werden.

Die Lagenisolation wird ims punktlackiertem Papier aufgebaut Dieses Papier, das ebenfalls für die Windungsisolation benutzt wird, klebt infolge Erwärmung beim Einführen in die Wicklung und verbindet auf

. diese Weise während des Hersteilens der Wicklung das zur Wicklung gehörende Material.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Transformatorwicklung mit bandförmigem Leiter, bei der die Isolation gleichzeitig mit dem Wickeln des Leiters aufbringbar ist und die axiale Länge der Wicklung nach außen hin abnimmt und die Dicke der Lagenisolation zwischen benachbarten Windungslagen von der Verbindungsstelle zwischen den beiden Lagen ausgehend in axialer Richtung zunimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter in der jeweiligen Lage überlappt gewickelt ist, wobei der Grad der Überlappung von Lage zu Lage nach außen hin derart zunimmt, daß trotz verkürzter axialer Lagenlänge die Windungszahl pro Lage im wesentlichen konstant bleibt

2. Wicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beeinflussung der Spannungsverteilung an den Enden der Wicklung kapazitive Steuerbeläge (7) in Form offener Windungen aus Metallband in geeignetem Abstand voneinander eingelegt sind.

3. Wicklung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Wicklungslage mit einem Kantenschirm (8) abschließt, der die axiale Lage für den Übergang zwischen zwei Lagen bestimmt.