DE259492C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Gegenstand der Erfindung ist eine Konstruktion der Wicklungen und Isolation für Hochspannungstransformatoren u. dgl. Bekannt ist es, Leiter einzubetten und mit Punkten verschiedener Spannung der Hochspannungswicklung zu verbinden. Hierdurch hat man es in der Hand, den Spannungsgradienten Werte vorzuschreiben. Die besondere Anordnung, welche Gegenstand der Erfindung ist, besteht

ίο darin, daß die eingebetteten Ringe oder Zylinder dazu benutzt werden, die verschiedenen Spulen zu verbinden. Durch die Benutzung der Leiterschichten als Verbindungsleiter zwischen den Einzelspulen der Wicklung in Verbindung mit der zur Wicklungsmitte symmetrischen Anordnung wird eine wesentliche Vereinfachung des Aufbaues erzielt.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen Fig. 1 bis 9 dargestellt.

Was die Figuren anlangt, so sind die Fig. 1 und 2 Ansichten von oben und von der Seite,-zum Teil im Schnitt eines Transformators, der nach der Erfindung konstruiert ist.
Fig. 3 zeigt Kern und Wicklungen des Transformators von Fig. 2 in größerem Maßstabe. Fig. 4 ist ähnlich wie Fig. 3. Die Isolationsund Leiterzylinder sind aber auf allen Kernteilen angebracht.

Fig. 5 ist ein Dreiphasentransformatorkern mit Wicklung entsprechend der Fig. 3,

Fig. 6 ein solcher mit einer geteilten sekundären Niederspannungswicklung,

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform für Hochspannungsspulen eines Transformators, der sich zu Prüfzwecken eignet, wenn ein Ende der Wicklung an Erde gelegt werden soll, und der auch für Gruppen von sterngeschalteten Transformatoren mit am Ende liegendem Neutralpunkt benutzt werden kann.

Fig. 8 zeigt eine Wicklungsanordnung ahnlieh der Fig. 7, nur ist die Hochspannungswicklung in zwei Gruppen geteilt.

Fig. 9 zeigt eine der Fig. 3 ähnliche Anordnung mit dem Unterschiede, daß die Isolation zwischen den beiden Gruppen der Hochspannungswicklung in Fortfall gekommen ist.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Transformator dargestellt mit rechteckigem Kern 1; eine Niederspannungswicklung 2 ist in zwei Spulengruppen geteilt, die zwei entgegengesetzte Schenkel 3 und 4 des Kernes 1 umgibt und die von diesen durch Isolationshülsen 5 getrennt sind. Eine Hochspannungswicklung mit zwei Gruppen 6 und 7 verhältnismäßig flacher Spulen ist von Kern und Niederspannungswicklung durch die Isolationshülsen 8 und 9 auf jedem Kernschenkel zwischen Hoch- und Niederspannung isoliert. Weiter isolieren die Isolatoren 10 und 11 die Hochspannungswicklungen voneinander und von den Wänden des Gehäuses 12, in dem der Transformator untergebracht ist. Die Schenkel 4 und 3 können irgendeinen Querschnitt haben > in Fig. 1 ist ein bekannter Querschnitt dargestellt, der besonders günstig ist, um den Raum auszunutzen und die mittlere Länge der Windung in den Spulen zu verringern. Die Isolationshülsen 8 und 9 ähneln einander; eine jede setzt sich aus einer Mehrzahl von Zylindern 13 aus leitendem Material, welche durch isolierende Zylinder 14 getrennt sind, zusammen. Die leitenden Zylinder 13 haben abgestufte Länge

indem die längeren der Niederspannungswicklung anliegen, die kürzeren der Hochspannungswicklung 6 und 7. Die Spulen sind so angeordnet und geschaltet, daß sich der größte Abstand zwischen den Hochspannungsspulen und dem Kern ergibt, während die Spulen niederer Spannung kürzere Entfernungen vom Kern aufweisen, um so den Innenraum des Kernkörpers möglichst auszunutzen. Die Verbindungsleiter der Spulen niedrigster Spannung der Hochspannungswicklung, welche an ' Erde gelegt sind, können sehr nahe an die Kernkonstruktion gebracht werden (vgl. Fig. 3). Da aber, wo der Spannungsunterschied zwischen diesen Spulen und dem Kern sehr groß werden kann, müssen sie vom Kern entsprechend entfernt angeordnet werden. Die Schaltungen für die Hochspannungswicklung ergeben sich aus Fig. 2 und 3.

Wie diese Figuren erkennen lassen, wird eine Verbindung von der Hochspannungsleitung über das Leiterstück 15 (Fig. 2) hergestellt, welches durch die Klemmenisolation 16 hindurchgeht und zu dem inneren Ende der Hochspannungsspule 17 der Wicklung führt. Von dieser Spule aus geht der Stromkreis weiter über die am meisten nach außen gelegenen Leiterzylinder 13 der Hülse 8 zu dem inneren Ende der Spule 18. Von dem äußeren Ende dieser Spule geht der Stromkreis über die äußeren Leiterzylinder 10 zu dem äußeren Ende der Spule 19. Weiter geht dieser Stromkreis der Hochspannungswicklung in ähnlicher Weise über die Spulen 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28; das äußere Ende 28 ist an Erde gelegt und steht mit dem äußeren Ende 29 der Gruppe 7 in Verbindung. Der Stromkreis wird durch die Spulen dieser Gruppe in gleicher Weise wie bei den Spulen der Gruppe 6, aber in umgekehrter Anordnung vervollständigt. Die Zuleitung 30 führt durch die Klemmenisolation 31 vom Transformator hinaus.

Dadurch, daß die Spulen durch die Leiterzylinder, die einen Teil der Isolationshülsen ausmachen, miteinander verbunden werden, wird die Beanspruchung des Isolationsmaterials fast gleichmäßig verteilt, und zwar ohne Rücksicht auf die Flächen der Leiterzylinder oder die Dicke des Isolationszylinders, welcher sie trennt. Der Raum, der durch den Transformator für eine gegebene Spannung beansprucht wird, wird auf diese Weise erheblich vermindert, da jeder Isolationszylinder aufs äußerste beansprucht wird, ohne daß für die anliegenden isolierten Zylinder eine Gefahr, durchschlagen zu werden, vorliegt. Besteht die Isolation aus einer Mehrzahl konzentrischer Zylinder von abwechselnd isolierendem und leitendem Material, so entstehen offenbar Kondensatoren, die, wenn die Verbindungen in der Weise ausgeführt sind, wie sie in Fig. 2 und 3 dargestellt sind, Spannungsstörungen in der Transformatorwicklung befürchten lassen. Aber diese Störungen sind nur gering, wenn sie überhaupt bei Transformatoren, die mit Wechselstrom gewöhnlicher Frequenz gespeist werden, in Betracht kommen.

Was Fig. 4 anlangt, so ist dort ein Transformator für hohe Spannung dargestellt. In diesem Falle ist es vorteilhaft, Isolationshülsen 32 und 33 auch auf den Transformatorschenkeln 34, 35 anzuordnen, um die Oberfläche der leitenden Zylinder 13, welche sich in der Nähe des Kernes befinden, zu vergrößern, ohne die Dimensionen des Kernes selbst zu vergrößern. Diese Hülsen bestehen aus leitenden Zylindern, die mit entsprechenden Zylindern des anderen Schenkels verbunden und durch geeignete Isolationen getrennt sind.

Der Transformator nach Fig. 5 zeigt einen Kern 36 mit drei parallelen Schenkeln 37, 38, 39. Auf jedem Schenkel befindet sich eine Nieder- und eine Hochspannungswicklung, um einen Dreiphasentransformator zu bilden, wobei jede Phase einer Hälfte der Wicklung von Fig. 3 entspricht. Diese Anordnung eignet sich für Dreiphasentransformatoren in Sternschaltung mit geerdetem Neutralpunkt.

Auch die Konstruktion nach Fig. 4 läßt sich für Hochspannungs-Mehrphasentransformatoren verwenden. Die Niederspannungswicklung, wie sie Fig. 3 zeigt, läßt sich entsprechend Fig. 6 in vier statt in zwei Gruppen teilen, indem ein Teil der Niederspannungswicklung 2 außerhalb der Gruppen der Hochspannungswicklung 6, 7 angebracht ist.

Wenn beide Enden einer jeden Gruppe 6 und 7 der Transformatorenwicklung auf verhältnismäßig hoher Spannung gegenüber der Erde gehalten werden, so werden die Enden, die miteinander verbunden werden, z. B. mittels Klemmenisolatoren, vom Kern fortgeführt, um Erdschluß zu vermeiden (vgl. Fig. 6).

In Fig. 7 sind zwei Gruppen Von Hoch-Spannungswicklungen 6, 7 wie in Fig. 3 angeordnet, aber so miteinander verbunden, daß das eine Ende einer verhältnismäßig niederen Spannung unterworfen wird, während das andere Ende der Hochspannung unterliegen kann. Ist Ende 40 mit einem Hochspannungszuleiter verbunden, so geht der Stromkreis über Spule 41, die an ihrem inneren Ende mit der Spule 42 verbunden ist, weiter über Spulen 43 und 44 zu einem Ende der Spule 45. Das entgegengesetzte Ende dieser Spule 45 ist über einen der leitenden Zylinder der Isolationshülse 9 an Spule 46, die direkt mit Spule 47 in Verbindung steht, gelegt. Der Stromkreis wird weiter in ähnlicher Weise von einer Spule der einen Gruppe zu einer anderen Spule dieser Gruppe über einen lei-

tenden Zylinder geschlossen, von dort unmittelbar zu einer Spule der anderen Gruppe und dann wieder über einen leitenden Zylinder. Die Spulen sind in bezug- auf ihre Beziehungsziffern von 41 bis 60 abwechselnd verbunden. Diese Anordnung eignet sich besonders bei Benutzung von Transformatoren, die ein Ende geerdet haben, oder bei Transformatoren in Sternschaltung mit geerdetem Neutralpunkt.

Sie kann auch für Sternschaltung ohne geerdeten Neutralpunkt benutzt werden, vorausgesetzt, daß die niedrigste Spannungsspule der Hochspannungswicklung der Spannungsdifferenz zwischen einem Stromkreis des Dreiphasensystems und seinem Neutralpunkt entsprechend isoliert ist.

Fig. 8 zeigt eine Wicklungsanordnung ähnlich der Fig. 7, bei der die Hochspannungswicklung aber in zwei Gruppen geteilt ist, die so miteinander verbunden sind, daß beide Enden der Hochspannungswicklung Hochspannungsenden sein können, und die Wicklung kann an Stelle der Fig. 3 benutzt werden. Die Anordnung nach Fig. 9 kann gebraucht werden, wenn man die Isolationsstücke 10 und 11 von Fig. 3 zwischen den Spulengruppen weglassen will. Von Spule 82 geht der Stromkreis über Spulen 83 bis 109 einschließlich abwechselnd, wie in Fig. 9 gezeigt.

Claims (1)

1. Patent- Anspruch :

   Isolationskonstruktion für Hochspannungstransformatoren usw. mit eingebetteten, als konzentrische Ringe ausgebildeten Leitern, dadurch gekennzeichnet, daß diese leitenden Ringe oder Zylinder als Verbindung für die Einzelspulen der Wicklung derartig benutzt werden, daß sie von der Mitte ausgehend einander abwechselnd nach außen folgen.

   Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.