DE2605960C3 - Steuerschirm zur Lenkung des ölstroms durch Wicklungen von Transformatoren, Drosselspulen u.dgl - Google Patents

Description

Die Erfindung betrift einen Steuerschirm zur Lenkung des Ölstromes durch Vicklungen von Transformatoren, Drosselspulen und dergleichen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine solche Anordnung ist bekannt aus der AT-PS 3 12 092.

In Transformatoren sind die Wicklungen gewöhnlich von vertikalen Isolierzylindern umgeben, so daß die Wicklungen in zylinderringförmigen axialen Kanälen liegen. In diesen Kanälen strömt das öl nach oben und kühlt dabei die Wicklungen. Diese Kühlung ist ohne zusätzliche Maßnahmen sehr ungleichmäßig. Die äußeren Windungen der Wicklungsscheiben einer Scheibenwicklung oder die Windungen in den äußeren Wicklungsschichten einer Schichtenwicklung werden viel besser gekühlt als die innenliegenden Windungen, die von den axialen Begrenzungsflächen der Wicklung weit entfernt sind.

Um den nach oben verlaufenden Ölstrom zu zwingen, auch in radialer Richtung durch die radialen Kanäle zwischen den Wicklungsscheiben oder Wicklungsschichten zu fließen, hat man in gewissen Abständen radial gerichtete Schirme angebracht, die sich von den Isolierzylindern aus in die radialen Kanäle hinein erstrecken. Dabei erstrecken sich die Schirme abwechselnd von dem einen und dem anderen Isolierzylinder.

Durch eine solche Anbringung der bekannten Schirme erhält man einen zickzackförmig von der einen zur änderen axialen Seite durch die Wicklung Verlaufenden Ölstrom/ Um eine gleichmäßige Kühlung aller Scheiben bzw. Schichtet! zu erhalten, ist jedoch ein Schirm für jede Scheibe und jede Schicht erforderlich. Ein solcher Aufbau Würde einen sehr langen Strömlings^ weg und damit einen höhen Strömungswiderstand zur Folge haben. Außerdem würde sich ein sehr großer Unterschied der Öltemperatiir zwischen den Enden der Wicklung einstellen. Aus diesem Grunde Werden die Schirme in bedeutend größerem axialen Abstand voneinander angeordnet, was jedoch eine ungleichmäßige Kühlung der Scheiben und Schichten zwischen zwei Schirmen zur Folge hat, weil der radiale Kanal, der über einer Scheibe liegt, unter der ein Steuerschirm angeordnet ist, eine sehr kleine radiale Ölströmung aufweist, so daß die Kühlung hier sehr schlecht ist

Bei der aus der AT-PS 3 12 092 bekannkn Anordnung zur Lenkung des Kühlmittelflusses durch die horizontalen Kanäle der Wicklung werden Scheidewände verwendet, die in bestimmter Höhe den vertikalen Kanal zwischen Wicklung und Isolierzylinder bzw. zwischen benachbarten Wicklungen verschließen. Diese Scheidewände bestehen aus kreisförmigen Ringen, deren Befestigung an den genannten Stellen bei der Herstellung der Transformatorwicklung sehr schwierig ist Außerdem ist bei einer solchen Anordnung die Verteilung des Kühlmittels auf die verschiedenen horizontalen Kanäle sehr ungleichmäßig. Der ölfluß durch einen horizontalen Kanal unmittelbar unterhalb der Scheidewand ist bedeutend größer als durch den horizontalen Kanal unmittelbar über der Scheidewand. Um diese Ungleichmäßigkeit wenigstens teilweise auszugleichen, wird in der AT-PS 3 12 092 mit Scheibenspulen gearbeitet die unterschiedliche Durchmesser oder unterschiedliche radiale breiten aufweisen. Zum Teil sind an den Isolierzylindern zusätzliche sich nur begrenzt in axialer Richtung erstreckende zusätzliche Isolierzylinder angebracht. Durch diese Maßnahmen wird nur ein stufenweiser Ausgleich der Strömung erzielt. Der wesentliche Nachteil dieser Konstruktion besteht darin, daß für den eigentlichen Wicklungsaufbau unterschiedlich bemessene Einzelteile (Wicklungsscheiben und Isolierzylinder) erforderlich sind.

Aus der CH-PS 4 56 763 ist ein Transformatui bekannt, bei dem zur Lenkung des ölstromes entweder die Wicklung oder die Isolierzylinder konisch von einem bis zum anderen axialen Ende der Wicklung verlaufen. Eine solche Anordnung ist hersiellungsmäßig sehr aufwendig, da die konischen Zylinder nichi von langen Rohren abgeschnitten werden können, sondern in exakter Länge individuell hergestellt werden müssen.

Aus der FR-PS 12 68 283 ist ein Transformator bekannt, bei Hern der zylindrische Zwischenraum zwischen zwei Wicklungen durch ein festes Isolierteil ausgefüllt ist, welches den mittleren Bereich vollkommen ausfüllt und nach den axialen Enden hin keilförmig verläuft und nur die innenliegende Wicklung abdeckt. Durch den keilförmigen Verlauf an den axialen Enden

wird eine etwa gleichmäßige Verteilung des ölflusses auf die in diesem Bereich in der Außenwicklung vorhandenen horizontalen Kanäle erreicht. Die horizontalen Kanäle in der Innenwicklung und im mittleren Bereich der Außenwicklung werden nur sehr schwach durchströmt durch die Anbringung zusätzlicher axialer Kanäle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde. Steuer schirme zur Lenkung des ölstromes der eingangs genannten Art in der Weise weiterzuentwickeln, daß eine sehr genaue Einstellung der Strömungsverteilung auf die horizontalen Kanäle erreichbar ist, die Steuerschirme als ein reines ZüsatzteÜ leicht möntierbar sind und keine konstruktiven Eingriffe in die üblichen Konstruktionsteile der Transformatorwicklung erforderlichsind.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Steuerschirm nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, der erfindurtgsgemäß die im kennzeichnenden Teil des

Anspruches 1 genannten Merkmale hat

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist in dem Unteranspruch genannt.

Gemäß der Erfindung wird die Strömungsumlenkung durch einfache Zusatzteile erreicht, ohne daß in den konstruktiven Aufbau des eigentlichen Transformators eingegriffen wird. Die Schirme sind in einfacher Weise auf eine Scheibenwicklung aufschiebbar. Sie bestehen in Umfangsrichtung aus einzelnen Segmenten. Die Schirme können an beliebiger Stelle in axialer Richtung aufgesetzt werden. Die Zunge des Steuerschirms kann in gewünschter Länge und mit gewünschtem Profil ausgeführt werden. Ihr wird vorzugsweise eine solche axiale Ausdehnung und Keilform gegeben, daß sich zwischen den Scheiben bzw. Schichten der Wicklung eine gleichmäßig verteilte Ölströmung einstellt. Gewisse radiale Abstände können durch ein weniger weites oder weiteres Aufschieben des Flansches auf die Scheibe ausgeglichen werden. Gegenüber der Wand des Isolierzylinders kann durch ein leichtes Nachaußenbiegen des auslaufenden Endes der Zunge eine gute und anpassungsfähige Dichtung erreicht werden.

Anhand des in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 einen Axialschnitt durch den Schenkel und die Wicklung eines Transformators längs der Linie I-I in Fig.2. Von dem Schnittbild ist nur die eine Hälfe dargestellt

Fig.2 einen Radialschnitt längs der Linie Ii-II in Fig. 1.

In den Figuren ist ein Schenkel des Eisenkerns mit 1 bezeichnet und die auf ihm sitzende Wicklung, die im Ausführungsbeispiel eine Scheibenwicklung ist, mit 2. Ein innerer Isolierzylinder 3 ist zwischen dem Schenkel und der Wicklung angeordnet. Radial außerhalb der Wicklung liegt ein zweiter Isolierzylinder 4. Die Wicklung befindet sich also in einem zylinderringförmigen Kanal 5, durch den Öl zur Kühlung der Wicklung nach oben strömen kann, wenn der Transformator in Betrieb ist Zwischen den Wicklungsscheiben liegen in bekannter Weise radial gerichtete Distanzstücke 6, die in Fig. 2 gezeigt sind. Die Distanzstücke werden durch axiale Rippen 7 geführt, von denen je eine an jedem Ende eines Distanzstückes verläuft

Zur Steuerung des nach oben gerichteten ölstromes im Kühlkanal 5 sind gemäß der Erfindung eine Anzahl Steuerschirme 8 abwechselnd auf der Außen- und Innenseite der Wicklung und in unterschiedlicher axialer Höhe angeordnet Jeder Schirm besteht aus einem Kopf 9, der den Spalt zwischen einer Wicklungsscheibe und dem Zylinder 4 bzw. 5 ausfüllt Der Kopf hat zwei auf die Wicklung gerichtete Flansche 10,11, die die Wicklungsscheibe umgreifen und von denen einer über und einer unter der Scheibe liegt Die Flansche sind so angeordnet und ausgeführt, daß sie den Schirm festhalten, wenn während des Preßvorganges eine Relativbewegung zwischen den Isoüerzylindern und der Wicklung stattfindet Vom Kopf erstreckt sich ein nach unten gerichteter keilförmiger Teil oder eine Zunge 12, deren der Wicklung abgewandte Seite derart leicht gebogen verläuft, daß sie gut an die auf d> vVicklung gerichtete Fläche des benachbarten Zylinders anliegt, wodurch verhindert wird, daß öl zwischen Zylinder und Schirm hindurchströmt Die zur Wicklung gerichtete Fläche 13 der Zunge verläuft derart schräg, daß der Abstand zur WicUung nach unten zunimmt was aus Fig. 1 hervorgeht Der Raum 14 zwischen der Fläche 13 und der Wicklung 2 nimmt somit nach oben ab, wodurch das öl, das am unteren Ende des Steuerschirms in diesen Raum eintritt, gezwungen wird, in immer stärkerem Maße in die Räume zwischen den Scheiben einzudringen. Durch Variation der Länge und des Querschnitts der Zunge 12 kann die Form des Raumes 14 so gestaltet werden, daß der Ölstrom zwischen den verschiedenen Scheiben möglichst gleichmäßig ist Die Pfeile 15 zeigen die Ölströmung im Kanal 5 und zwischen den Scheiben.

Durch die sich nach unten erstreckende Zunge 12 des Steuerschirms erreicht man einerseits eine wirksame Dichtung gegen Öldurchtritt zwischen den Ste/ierschirmen und den benachbarten Zylindern und andererseits eine gleichmäßige und genau definierbare Ölströmung in radialer Richtung durch die Wicklung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Steuerschirm zur Lenkung des ölstromes durch Wicklungen von Transformatoren, Drosselspulen und dergleichen, welcher Schirm aus Isoliermaterial besteht und an einer Wicklungsscheibe oder einer Wicklungsschicht befestigt ist und sich von der Wicklung quer durch den vertikalen Ölkanal erstreckt, der zwischen der Wicklung und den die Wicklung innen und außen umgebenden Isolierzylinder vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm (8) aus einem kreisbogenförmigen Kopf (9) und einer sich nach unten erstreckenden keilförmigen Zunge (12) besteht, daß der Kopf (9) zwei zur Wicklung gerichtete Flansche (10, 11) trägt, welche das ihnen zugewandte Ende der Wicklungsscheibe (2) wie eine Klaue zu umfassen vermag, und daß die von der Wicklung abgewandte Fläche der Zunge (12) dicht an dem benachbarten Isolierzylinder (3, 4) der Wicklung anliegt, während die zur Wicklung gerichtete Fläche (13) einen nach unten hin zunehmenden Abstand (14) zur Wicklung hat

2. Steuerschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die periphere Länge des Schirms (8) im wesentlichen gleich Jem Abstand zwischen zwei Stütz-Distanzstücken (6) zwischen den Scheiben bzw. den Wicklungsschichten ist.