DE2938792C2

DE2938792C2 - Einphasen-Transformator mit in Gießharz vergossenen Wicklungen

Info

Publication number: DE2938792C2
Application number: DE2938792A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. 7312 Kirchheim Altmann; Richard Dr.-Ing. 8504 Stein Pfeiffer
Original assignee: Transformatoren Union AG
Current assignee: Transformatoren Union AG
Priority date: 1979-09-25
Filing date: 1979-09-25
Publication date: 1983-04-14
Also published as: DE2938792A1; BR8006044A; ATE5924T1; EP0025951B1; US4349801A; EP0025951A1; JPS5655021A

Description

2. Einphasentransformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der nach dem Einbringen der gewickelten Kerne (1) zwischen den Flanschen (3) verbleibende Raum mit Gießharz vergossen ist, so daß die gewickelten Kerne (1) hermetisch abgeschlossen sind (F i g. 1).

3. Einphasen-Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (3) parallel zur Kontur der gewickelten Kerne (1) abgerundet sind und der Raum zwischen den Flanschen (3) durch Umwickeln der gewickelten Kerne (1), mit vorzugsweise schrumpffähigen Bändern (6), ausgefüllt ist und daß wenigstens eine Lage (7) dieser Bänder (6) auch die Stirnseiten der Flansche (3) bedeckt und die gewickelten Kerne (1) vor Korrosion schützt (Fig. 2).

4. Einphasen-Transformator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Außenseiten der Flansche (3) Anschlußbuchsen (8) für berührungssichere, wasserdichte Oberspannungskabelstecker und Bolzen (9) für in Schrumpfschlauchtechnik ebenfalls wasserdicht isolierte Unterspannungsanschlüsse angegossen sind (F i g. 3).

5. Einphasen-Transformator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verwendung als Masttransformator auf den Außenseiten der Flansche (3) stützerähnliche Durchführungen (11) für die ober- und unterspannungsseitigen Netzanschlüsse angegossen sind (Fig. 4).

6. Einphasen-Transformator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spalte zwischen der metallisierten Oberfläche (4) des die Wicklungen (2) umschließenden Kunstharzkörpers und den gewickelten Kernen (1) mit getrocknetem Quarzsand gefüllt sind.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Einphasen-Transformator mit zwei aus Bandwerkstoff gewickelten, durch Isolierwerkstoff gekapselten Kernen und in Gießharz vergossenen Wicklungen, beispielsweise zur Installation auf Masten oder unmittelbar im Erdreich im Zuge von Erdkabeln.

Derartige mit in Gießharz vergossenen Wicklungen ausgerüstete Transformatoren »/erden in neuerer Zeit, insbesondere wegen ihrer sehr guten Betriebssicherheit in wachsendem Maße als Verteilungstransformatoren eingesetzt In der deutschen Patentanmeldung P 28 26 2995 wird ein Mehrphasentransformator vorgeschlagen, dessen Wicklungen und dreischenkeliger ίο Schichtkern durch Umgießen mit Kunstharz hermetisch abgeschlossen sind und der durch entsprechende Ausrüstung mit Anschlußbuchsen vergrabbar und an Erdkabel anschließbar ist

Dieser Aufbau mit Mehrschenkelkern ist zwar für einen in Kunstharz einzugießenden Mehrphasen-Transformator sehr vorteilhaft erfordert jedoch bei seiner Anwendung auf Einphasen-Transformatoren infolge des dort erforderlichen, meist unbewickelten Rückschlußschenkels einen erheblichen Aufwand bezüglich der Werkstoffmenge des erforderlichen Gießharzes, sobald der Kern hermetisch abgeschlossen werden soll. Durch die DE-OS 20 24 522 ist auch für Einphasentransformatoren bereits eine Anordnung bekannt bei der auüer einer für sich vergossenen Wicklung zusätzlich die Anordnung insgesamt in Kunstharz vergossen ist, so daß hierbei auch der Eisenkern gekapselt ist Dieser Eisenkern besteht aus einem ersten und einem zweiten Kernteil, die stumpf aneinanderstoßend einen Steg zur Aufnahme der Wicklungen bilden. Jeder der Kernteile besteht aus einem Paar gebogener C-Kerne, die durch eine Spannvorrichtung zusammengehalten sind. Die C-Kerne selbst sind aus ineinander verschachtelten und miteinander verlaschten Blechen zu einer zusammenhängenden Struktur verbunden. Dieser bekannte Aufbau ist jedoch nur für sehr kleine Einphasentransformatoren brauchbar, weil die Kapselung derartiger Anordnungen insgesamt hinsichtlich der Fertigung nur für kleine Abmessungen beherrschbar ist. Darüber hinaus ist es durch die DE-OS 16 13 674 auch schon bekannt den Gießharzumguß von Transformatorwicklungsanordnungen auf seiner Außenseite mit einem elektrisch leitenden, beispielsweise metallischen, Überzug zu versehen. Dieser Überzug ist galvanisch mit dem Eisenkern verbunden und ist hierbei erforderlich, weil der Spannungsabfall der an den Wicklungen anliegenden elektrischen Spannungen ausschließlich innerhalb des Gießharzumgusses erfolgen muß, damit an diesen angrenzende luftgefüllte Räume frei von Belastungen durch elektrische Spannungen bleiben,
so Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für einen im Leistungsbereich von Netzverteilungstransformatoren anwendbaren Einphasen-Transformator mit hermetisch abgekapseltem Aktivteil eine Anordnung zu schaffen, die ohne Beeinträchtigung der Betriebssicherheit mit normalem Fertigungsaufwand herstellbar ist und in der die eingesetzten Werkstoffmengen entsprechend ihren Eigenschaften voll ausgenutzt werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe für einen Einphasen-Transformator mit gewickeltem Kern dadurch gelöst, daß beim Umgießen der Wicklungen parallel zu deren Wickelachse und parallel zu den Schmalseiten eines von den gewickelten Kernen durchsetzten Fensters mit rechteckigem Querschnitt zwei einander gegenüberliegende Flansche angegossen sind, daß die Innenseiten dieser auch zueinander parallelen Flansche etwa in der Ebene der Schmalseiten des Fensters liegen, daß in den Innenseiten dieser Flansche in der Nähe des äußeren Randes und parallel

hierzu Nuten zur Verankerung einer Kapselung für (lic gewickelten Kerne liegen und daß die Oberfläche des Gießharzkörpers mindestens an den den gewickelten Kernen unmittelbar gegenüberliegenden Flächen eine geerdete Metallisierung trägt

Nach vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung ist vorgesehen, daß der nach dem Einbringen des gewickelten Kernes zwischen den Flanschen verbleibende Raum mit Gießharz vergossen ist oder daß die Flansche parallel zur Kontur des gewickelten Kemes abgerundet find und der Raum zwischen den Flanschen durch Umwickeln des gewickelten Kemes mit, vorzugsweise schrumpffähigen, Bändern ausgefüllt ist, wobei wenigstens eine Lage dieser Bänder auch die Stirnseiten der Flansche überdeckt

Nach zweckmäßigen Ausgestaltungen ist vorgesehen, daß auf den Außenseiten der Flansche Anschlußbuchsen für berührungssichere wasserdichte Oberspannungskabelstecker und Bolzen für die in Schrumpfschlauchtechnik ebenfalls wasserdicht isolierten Unterspannungsanschlüsse angegossen sind oder daß zur Verwendung als Masttransformator auf den Außenseiten der Ransche stützerähnliche Durchführungen für die ober- und unterspannungsseitigen Netzanschlüsse angegossen sind. Dabei ist es weiterhin zweckmäßig, daß die Spalte zwischen der metallisierten Oberfläche des Kunstharzkörpers und dem gewickelten Kern mit getrocknetem Quarzsand gefüllt sind.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist für den Aufbau von hermetisch zu kapselnden Einphasen-Transformatoren sehr vorteilhaft, denn sie ermöglicht die Verwendung von sehr verlustarmen, aus Γ- ;-H werkstoff gewickelten Kernen und fordert nur mäßig

wenig Kunstharz für den Umguß de- ..nd ist

daher wirtschaftlich einsetzbar.

Der prinzipielle Aufbau des erfinu^igsgemäßen Transformators und zwei Ausführungsbeispiele werden anhand einer Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung teilweise aufgeschnitten eine Anordnung mit vollkommen umgossenem Kern.

Fig.2 zeigt eine Anordnung mit zum Abschluß des Aktivteiles verwendeten Bändern aus schrumpffähigem Werkstoff.

Fig.3 zeigt eine zum Vergraben vorgesehene Ausführungsform und

Fig.4 eine zur Montage auf Freileitungsmasten vorgesehene Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einphasen-Transformatoren.

Um eine senkrechte Achse angeordnete Wicklungen 2 sind mit Kunstharz umgössen und dadurch nach außen hin vollständig gekapselt Dieser Kunstharzumguß der Wicklungen 2 ist auf zwei sich gegenüberliegenden Seiten zu achsparallel und auch untereinander parallelen Flanschen 3 erweitert Die Wicklungen 2 bestehen mindestens aus einer, vorzugsweise innenliegenden, Unterspannungswicklung und einer radial weiter außenliegenden Oberspannungswicklung.

Innerhalb der Wicklungen 2 ist in dem Gießharzum-

guß ein zur Wickelachse paralleles, zentrisches, schachtähnliches Fenster in dem Kunstharzumguß ausgespart In dieses Fenster sind zwei symmetrisch zueinander angeordnete aus Bandwerkstoff gewickelte Kerne 1 eingeschichtet Jeder dieser Kerne 1 umschließt für sich allein die Wicklungen 2 und liegt dabei zwischen den Flanschen 3. Zur Verbesserung der Spannungsfestigkeit sind mindestens die unmittelbar zwischen den Wicklungen 2 einerseits und den Kernen 1 andererseits ίο siegenden Oberflächen des Kunstharzumgusses mit einer metallisierten Oberfläche 4 versehen und elektrisch leitend mit einem Erdungsleiter verbunden.

Die Wicklungen 2 bilden zusammen mit ihrem Kunstharzumguß und den hierin eingeschachtelten bewickelten Kernen 1 annähernd einen Quader mit einer zwischen den Flanschrändern umlaufenden Vertiefung. Um auch die Kerne 1 nach außen hin abzuschließen und dadurch vor Korrosion und vor mechanischer Beschädigung zu schützen, wird in einem erneuten Gießvorgang diese Vertiefung rundum ebenfalls mit Gießharz ausgegossen. Zur Verankerung dieser Gießharzschicht sind auf der Innenseite der Flansche 3 in der Nähe von deren Rändern Nuten 5 vorgesehen. Der nach außen hin nunmehr vollständig glattwandige Transformator wird je nach Verwendungszweck mit Korrosionsschutz und elektrisch wirksamen Abschirmschichten versehen.

Anstelle eines Gießharzumgusses um die gewickelten Kerne 1 kann die umlaufende Vertiefung zwischen den Flanschen 3 auch durch Umwickeln der Kerne 1 mit einem Band 6 aus schrumpffähigem Werkstoff ausgefüllt werden, wodurch bei entsprechender Gestaltung der Innenseiten der Flansche 3 ebenfalls eine hermetische Kapselung der Kerne t bewirkt ist. Bei dieser Ausführungsform werden insbesondere die Ecken der Flansche 3 so abgerundet, daß sich nach dem Einwickeln des schrumpffähigen Bandes 6 ein absatzfreier Abschlußmantel für den wiederum quaderförmigen Transformator ergibt. Zusätzlich zu dem schrumpffähigen Band 6 ist es in vielen Fällen zweckmäßig, diese Anordnung durch eine Bandage 7 zu umschließen, wobei die Bandage 7 vor allem zur Verbesserung des Korrosionsschutzes beiträgt.

In Fig. 1 und 2 wurden der Übersichtlichkeit halber zum Anschluß der Transformatoren an ein Netz erforderliche Hilfsmittel nicht dargestellt.

F i g. 3 zeigt nun einen entsprechend ergänzten Gießharz-Transformator in einer berührungssicheren, in den Erdboden eingrabbaren Ausführung. Zum so oberspannungsseitigen Anschluß dieses Transformators sind Anschlußbuchsen 8 in wasserdichter Ausführung vorgesehen. Der unterspannungsseitige Anschluß erfolgt über Bolzen 9, wobei zur Isolierung insbesondere die Schrumpfschlauchtechnik geeignet ist. Fig.4 zeigt eine Variation des erfindungsgemäßen Transformators zur Aufstellung auf Freileitungsmasten, wobei der elektrische Anschluß über stützerähnliche Durchführungen 11 erfolgt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einphasentransformator mit zwei aus Bandwerkstoff gewickelten, durch Isolierwerkstoff gekapselten Kernen und in Gießharz vergossenen Wicklungen, dadurch gekennzeichnet,

— daß beim Umgießen der Wicklungen (2) parallel zu deren Wickelachse und parallel zu den Schmalseiten eines von den gewickelten Kernen (1) durchsetzten Fensters mit rechteckigem Querschnitt zwei einander gegenüberliegende Flansche (3) angegossen sind,

— daß die Innenseiten dieser auch zueinander parallelen Flansche (3) etwa in der Ebene der Schmalseiten des Fensters liegen,

— daß in den Innenseiten dieser Flansche (3) in der Nähe des äußeren Randes und parallel hierzu Nuten (5) zur Verankerung einer Kapselung für die gewickelten Kerne (1) liegen und

— daß die Oberfläche des Gießharzkörpers mindestens an den den gewickelten Kernen (1) unmitielbar gegenüberliegenden Flächen eine geerdete Metallisierung (4) trägt