DE2732337A1

DE2732337A1 - Elektrischer apparat und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE2732337A1
Application number: DE19772732337
Authority: DE
Inventors: Branko Dipl Ing Tomic
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1977-06-29
Filing date: 1977-07-16
Publication date: 1979-01-11
Also published as: BE868514A; CH624792A5; SE7807171L; SE434319B; DE7722435U1; IT7824948A0; IT1095932B

Description

Elektrischer Apparat und Verfahren zu dessen Herstellung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Apparat, insbesondere einen Transformator oder einen Messwandler, dessen Aktivteil in einem härtbaren Harz vergossen und eingebettet ist, und auf ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Elektrische Apparate wie Transformatoren, Messwandler usw., die mit und in Giessharz vergossen und eingebettet sind, werden meistens so hergestellt, dass eine besondere Giessform während des Herstellungsprozesses verwendet wird, die nicht Teil des fertigen Objektes bleibt. Dies hat den Nachteil, dass für jede Art eine Giessform zur Verfügung stehen muss, wobei diese Giessformen sehr preisaufwendig sind. Muss aber eine Vielzahl von Objekten gleicher Art hergestellt werden, so ist auch eine Vielzahl von Giessformen nötig, denn bei der erheblichen zeitlichen Belegung einer einzelnen Giessform würde die~Herstellg~qper Vielzahl von Objekten eine zu grosse Zeitspanne in Anspruch nehmen. Die lange zeitliche Belegung einer Giessform entsteht durch den Einbau des Aktivteiles des Objektes in die Giessform, durch den eigentlichen Giessvorgang, durch das Abkalten und Aushärten und schliesslich durch das Ausbauen des vergossenen Objektes aus der Giessform und durch das anschliessende Wiederbereitstellen der Giessform für den nächsten Guss.
Man hat schon versucht, die genannten Schwierigkeiten dadurch zu umgehen, dass man den zu vergiessenden Aktivteil in eine Giessform eingebracht hat, welche Teil des fertigen Objektes blieb. In der DT-AS 1 289 915 ist ein Stelltransformator mit Ringkern in giessharzvergossener Ausführung und mit im Giessharzgehäuse eingegossener Wicklung beschrieben und dargestellt. Die Wicklung wird auf zwei den Ringkern stirnseitig umschliessenden Presstofftellern aufgebracht und am äusseren Umfang werden an den Presstofftellern Silikongummischichten und über diesen liegende Asbestpapierstreifen angeordnet. Bei den bekannten Giessformen, die meistens aus einem zellulosehaltigem Material oder aus Keramik bestanden, konnten sich die konstruktiven Lösungen nicht durchsetzen, insbesondere nicht für Objekte höherer Spannungen, weil das Material dieser Giessformen zu wenig dem Giessmaterial angeglichen war. Die Technologie der Herstellung der Giessformen war zu aufwendig.
Es ist insbesondere Aufgabe der Erfindung einen elektrischen Apparat der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Herstellung wirtschaftlich ist. Die Giessform muss dem zu vergiessenden Aktivteil anpassungsfähig sein und muss je nach Stromstärke und Schaltung eine leichte Anpassung an die äusseren elektrischen Anschlüsse erlauben. Die Einzelteile der Giessform müssen nach dem Einbau des Aktivteiles untereinander dicht verbunden werden können, um ein Auslaufen des Harzes zu verhindern.
Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Aktivteil in einer dünnwandigen, glasfaserverstärkten Kunstharzform vergossen ist, die Teil des fertigen Apparates bildet.
Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass die Giessform dem zu vergiessenden Aktivteil anpassungsfähig ist und die Anordnung der elektrischen Anschlüsse mit einfachen Mitteln erlaubt.
Ferner ist es zweckmässig, wenn die Kunstharzform aus glasfaserverstärktem Polyester besteht. Es ist vorteilhaft, wenn die Richtung der Glasfasern wenigstens im wesentlichen in der Richtung der im ungünstigsten Belastungsfall auftretenden Zugspannung verläuft. Diese konstruktive Ausfflhrungsform erhöht bedeutend die mechanische Festigkeit des Apparates. Bei der genannten Ausrichtung der Glasfasern wirken diese als eine Bandage hoher Zugfestigkeit und halten den Apparat während der Wirkung der Stromkräfte mechanisch zusammen. Sollte selbst das Giessharz bersten, so würde der Apparat nicht aufsplittern.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist die Innenwand der Kunstharzform wenigstens teilweise ausgewellt. Die Richtung der Auswellungen steht quer auf die Richtung der Spannungskräfte. Ebenfalls mit dieser konstruktiven Lösung wird die mechanische Festigkeit der Kunstharzform und damit des elektrischen Apparates erhöht und die Verankerung mit dem Giessharz verstärkt.
Wenn das die Form des Aktivteils verlangt, ist die Kunstharzform mehrteilig ausgeführt. Bei dieser Ausführungsform ist es zweckmässig, wenn die Kontaktflächen der Teile der Kunstharzform mit Nuten und entsprechenden Federn versehen sind.
Damit wird ein Auslaufen des Giessharzes verhindert. Wenn das die Form des Aktivteiles erlaubt, ist die Kunstharzform rotationssymmetrisch ausgeführt.
Um das Material zu sparen, kann die Kunstharzform Hinterschneidungen aufweisen. Es ist selbstverständlich, dass diese Hinterschneidungen und auch andere Teile der Kunstharzform der Form des Aktivteiles angepasst werden und dass eine wenigstens zweiteilige Kunstharzform verwendet wird.
Es ist vorteilhaft, wenn die Kunstharzform Oeffnungen bzw.
ausbrechbare Teile aufweist. Diese Oeffnungen dienen für die Anschlüsse bzw. für die Klemmen des Aktivteiles.
Es ist zweckmässig, wenn die Kunstharzform Aufnahmeorgane, z.B. Kleberillen für Schutzkästen aufweist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kunstharzform einseitig offen. Bei dieser Ausführungsform spart man das Material für die Kunstharzform und die Kunstharzform ist konstruktiv einfacher. Nach einer weiteren Ausführungsform wird der Aktivteil in die einseitig offene Kunstharzform vergossen und danach die Kunstharzform mit einem wegnehmbaren Teil, z.B. mit einer Grundplatte zu einer geschlossenen Form ergänzt.
Den erfindungsgemässen Apparat kann man so herstellen, dass der Aktivteil und/oder Anschlüsse und/oder Klemmen nur an einen Teil der Kunstharzform befestigt werden und dass erst dann der zweite bzw. die weiteren Teile der Kunstharzform mit dem ersten Teil der Kunstharzform vereinigt werden.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungs- gegenstandes vereinfacht wiedergegeben.
Es zeigt: Fig. 1 einen teilweisen vertikalen Schnitt durch einen Stromwandler, Fig. 2 einen zweiten vertikalen Schnitt durch den Stromwandler gemäss Fig. 1, Fig. 3 einen teilweisen vertikalen Schnitt durch einen Spannungswandler, Fig. 4 einen zweiten vertikalen Schnitt durch den Spannungswandler gemäss Fig. 3, Fig. 5 einen teilweisen vertikalen Schnitt durch eine andere Ausführungsform eines Stromwandlers, Fig. 6 einen Schnitt durch einen Durchführungs-Stromwandler, Fig. 7 eine Aufsicht auf den Durchführungs-Stromwandler gemäss Fig. 6 und Fig. 8 einen Schnitt durch Schirm-Isolatoren für einen Messwandler.
Gemäss Fig. 1 ist eine Kunstharzform 1 mit einem Giessharz 2 ausgefüllt, in dem ein Aktivteil 3 eingebettet ist. Schematisch dargestellte Sekundär-Klemmen 4 und Primär-Anschlüsse 5 sind mit dem Aktivteil 3 elektrisch verbunden. Die Kunstharzform 1 ist auf der inneren Oberfläche mit Auswellungen 6 versehen. Fig. 2 stellt einen weiteren Schnitt durch den Stromwandler gemäss Fig. 1 dar. Gleiche Teile sind in Fig. 2 und in allen weiteren Figuren mit denselben Bezugsziffern versehen wie in Fig. 1.
Der Spannungswandler gemäss Fig. 3 und 4 weist Hinterschneidungen 7 auf, die insbesondere in Fig. 4 gut ersichtlich sind. Diese Hinterschneidungen 7 sind der Form des Aktivteiles 3 angepasst, so dass das Material und der Raum gespart werden.
Die beispielsweise Ausführungsform eines Stromwandlers gemäss Fig. 5 zeigt Bestandteile, die schon in Fig. 1 bis 4 beschrieben wurden. Eine Umschaltung ist mit der Bezugsziffer 8 bezeichnet. Die Primär-Anschlüsse 5 und die Umschaltung 8 ist mit einem Schutzrohr 12 geschützt. Die Kunstharzform 1 weist Kleberillen 13 für das Schutzrohr 12 auf. Für die Sekundärklemmen 4 ist eine Schutzhaube 9 angeordnet, der ein Bestandteil eines Sekundärklemmenteiles 10 bildet. In der Kunstharzform 1 ist eine Oeffnung 11 für die Sekundär-Klemmen 4 ausgebildet. Diese Oeffnung 11 wurde durch Ausbrechen eines Teiles der Kunstharzform 1 gefertigt.
Im oberen Teil der Kunstharzform sind Einsatzteile 14 für die Primäranschlüsse 5 ausgeführt. Im unteren Teil des Apparates sind im Giessharz 2 Befestigungselemente 15 eingegossen. Eine Grundplatte 16 ist mit Schrauben 17 befestigt.
Die beispielsweise Ausführungsform eines Durchführungs-Stromwandlers gemäss Fig. 6 und 7 ist nur vereinfacht dargestellt.
Befestigungsarmaturen und Klemmen wurden übersichtlichkeitswegen weggelassen.
Die beispielsweise Ausführungsform gemäss Fig. 8 zeigt eine dreiteilige Kunstharzform, die aus einer Kappe 18 und aus zwei Schirmsegmenten 20 besteht. In der Kappe 18 ist eine Oeffnung 19 für den Hochspannungsanschluss dargestellt. Der Aktivteil des Messwandlers und das Giessharz sind in diesem Beispiel nicht dargestellt. Für verschiedene Spannungsreihen kann man verschiedene Anzahl der Schirmsegmente zusammenkombinieren.
Der Erfindungsgegenstand ist auf das in der Zeichnung Dargestellte selbstverständlich nicht beschränkt. Es können auch anders ausgebildete Kunstharzformen Verwendung finden.
Der Gegenstand der Erfindung kann auch für andere Apparate verwendet werden, als beispielsweise beschrieben wurde.

Claims

Patentansprüche Elektrischer Apparat, insbesondere Transformator oder Messwandler, dessen Aktivteil in einem härtbaren Harz vergossen und eingebettet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktivteil in einer dünnwandigen, glasfaserverstärkten Kunstharzform (1) vergossen ist, die Teil des fertigen Apparates bildet.
2. Elektrischer Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunstharzform (1) aus glasfaserverstärktem Polyester besteht.
3. Elektrischer Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung der Glasfasern wenigstens im wesentlichen in der Richtung der im ungünstigsten Belastungsfall auftretenden Zugspannung verläuft.
4. Elektrischer Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand der Kunstharzform (1) wenigstens teilweise ausgewellt ist.
5. Elektrischer Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunstharzform (1) mehrteilig ist.
6. Elektrischer Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Kunstharzform (1) rotationssymmetrisch ist (Fig. 6 bis 8).
7. Elektrischer Apparat nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunstharzform (1) Hinterschneidungen (7) aufweist.
8. Elektrischer Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Teile der Kunstharzform (1) dem Aktivteil (3) angepasst sind.
9. Elektrischer Apparat nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile der Kunstharzform (1) durch Nut und Feder zusammengefügt sind.
10. Elektrischer Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunstharzform (1) Oeffnungen (11) bzw. ausbrechbare Teile aufweist.
11. Elektrischer Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunstharzform (1) Aufnahmeorgane, z.B. Kleberillen (13), für Schutzkästen (12) aufweist.
12. Elektrischer Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunstharzform (1) einseitig offen ist.
13. Verfahren zur Herstellung des elektrischen Apparates nach den Ansprüchen 1 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktivteil (3) in die einseitig offene Kunstharzforrn (1 vergossen und danach die Kunstharzform mit einem wegnehmbaren Teil, z.B. mit einer Grundplatte (16) zu einer gesch]ossenen Form ergänzt wird.
14. Verfahren zur Herstellung des elektrischen Apparates nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktivteil (3) und/oder Anschlüsse (5) und/ oder Klemmen (9) nur an einen Teil der Kunstharzform (1) befestigt werden und dass erst dann der zweite bzw.

die weiteren Teile der Kunstharzform (1) mit dem ersten Teil der Kunstharzform vereinigt werden.