DE3022070C2

DE3022070C2 - Schirmkörper für bewickelte Kernschenkel von Transformatoren, Drosselspulen u.dgl.

Info

Publication number: DE3022070C2
Application number: DE3022070A
Authority: DE
Inventors: Walter 7441 Unterensingen Lutz; Josef 7050 Waiblingen Marter; Herbert Ing.(grad.) 7300 Esslingen Mössinger; Rolf 7052 Schwaikheim Schettler
Original assignee: Transformatoren Union AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-06-12
Filing date: 1980-06-12
Publication date: 1986-05-07
Also published as: DE3022070A1; JPS5726421A

Description

Die Erfindung betrifft einen Schirmkörper für bewickelte Kernschenkel von Transformatoren, Drosselspulen und dergleichen aus einer Isoliersloffwand mit einem entlang einer achsparallelen Linie unterbrochenen elektrisch leitenden Belag.

Derartige Schirmkörper dienen insbesondere zur Abschirmung der von den Kernstufen gebildeten scharfen Kanten gegen das von den spannungsführenden Teilen des Transformators aufgebaute elektrische Feld. Darüber hinaus werden derartige Schirmkörper zur Vergrößerung der Erdkapazilät der Wicklungen und auch zur elektrostatischen Abschirmung der Wicklungen in Stromrichtertransformatoren, Tonfrequenz-Ankopplungstransformatoren und anderen Spezialtransformatoren mit großem Übersetzungsverhältnis eingesetzt Beim Einbai: von Schirmkörpern zwischen die Lagen von Lagenwicklungen in Transformatoren dient die Leiteinlage in den Schirmzylindern zur Vergleichmäßigung von Stoßspannungsbeanspruchungen innerhalb der Wicklung.

lü Als Schirmkörper dienen, beispielsweise gemäß der DE-PS 14 88 229, aus IsoJierwerkstoff hergestellte geschlossene Zylinder ohne Tragfunktion, die in besonderen Vorrichtungen hergestellt werden. In diese Zylinder ist ein elektrisch leitender Belag eingearbeitet.

der in Umfangsrichtung an wenigstens einer Stelle unterbrochen ist, um die Aufbildung einer Kurzschlußwindung zu vermeiden. Häufig werden mit Rücksicht auf die Ausleitungcn der Transformatorwicklungen auch die Knotenpunkte zwischen den bewickelten Eisenkernschenkeln und den Jochen des Transformatorkerns abgeschirmt. In diesen Fällen sind dann besondere Verlängerungen, sogenannte Schürzen, an die Schirmkörper angeformt, wodurch diese eine verhältnismäßig große Baulänge aufweisen.

Zum galvanischen Anschluß des elektrisch leitenden, aber in sich hochohmigen Belages an ein gewünschtes elektrisches Potential ist durch die DE-PS 10 49 971 eine Anordnung bekannt, wonach auf der dem zu schirmenden Feld abgekehrten Seite ein Gitter aus niederohmi-

JO gen elektrischen Leitern auf den Belag aufgelegt ist.

Nachteilig ist bei diesen geschlossenen Schirmzylindern, daß unter anderem die Durchmessertoleranzen, die den Abstand zwischen dem Eisenkern und dem Schirmzylinder bzw. zwischen Eisenkern und Wicklung bestimmen, zu einer Vergrößerung des mittleren Wicklungsdurchmessers führen, weil sich die Fertigungstoleranzen für den Eisenkern und den Schirmzylinder addieren. Da die Schinnkörper je für sich praktisch nur jeweils ein einziges Mal hergestellte Bauteile darstellten, erfordert ihre Herstellung, insbesondere auch durch die benötigten, speziellen Hilfseinrichtungen relativ hohe Herstellungskosten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, zur Abschirmung und Steuerung eines elektrischen Feldes oder zur Vergrößerung der Erdkapazität der Wicklungen in Transformatoren eine Anordnung zu schaffen, die auf möglichst einfache Art und Weise an die toleranzbehafteten Abmessungen der ihr benachbarten Bauteile einfachund wirtschaftlich anpaßbar ist und die durch Vermeidung der Addition von mehreren Toleranzen eine Verkleinerung der Abmessungen des Transformators gestattet

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Merkmalskombination gelöst, wonach der Schirmkörper gleichzeitig als Wicklungstragzylinder dient, indem zur Schaffung der erforderlichen Festigkeit unmittelbar auf der Wickelbank vor dem Aufbringen der Wicklung auf ein inneres, schwachwandiges imprägnierbares Isolierrohr eine Vielzahl von Lagen aus imprägnierbarem Isolierpapier lückenlos aufgewickelt ist, indem die Leitschicht als eine Lage aus sich mit achsparallelen elektrisch gegeneinander isolierten Rändern überlappendem Leitpapier und einem galvanisch hiermit verbundenem Gitter aus Kupfer-Band wenige Lagen oberhalb des Ioslierrohres in den Wickel aus Isolierpapier eingewickelt ist und in dem die Bahn des Isolierpapiers auch an der Leitschicht ohne Unterbrechung durchgewickelt ist, indem sie durch die achsparal-

IeIe Unterbrechung der Leitschicht geführt ist.

Nach vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung bildet das schwachwandige Isolierrohr zusammen mit dem radial darüberhegenden Wickel aus Isolierpapier einen homogenen Körper und es sind zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit einander benachbarte Lagen ;n dem Wickel aus Isolierpapier mindestens punktweise miteinander verklebt. Die radiale Dicke des Wickels aus Isolierpapier kann einfach auf beliebiges gewünschtes Maß gebracht werden. κι

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind zum Ausgleich der durch die Überlappung der Leitschicht bedingten Unrundheit zusätzliche Streifen aus Isolierpapier in den Wicke! eingelegt. Außerdem ist mindestens ein Kupfer-Band '> zum Anlenken dtr Leitschicht an das hierfür vorgesehene elektrische Potential aus dem Schirmkörper herausgeführt und ist direkt spannungsmäßig beispielsweise mit dem Kern verbunden.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen ArorJnung liegt 2u insbesondere in der Möglichkeit, den Schirmkörper ohne Zuhilfenahme besonderer Hilfsmittel unmittelbar auf der zur Herstellung der eigentlichen Wicklung ohnedies erforderlichen Wickelbank herzustellen und dadurch für die Fertigungstoleranz einige sonst wirksame Einflußgrößen auszuschalten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert.
F i g. 1 zeigt die Seitenansicht und

Fig.2 eine um 90° gedrehte Draufsicht auf einen Jo erfindungsgemäßen Schirmkörper in Form eines Wick-Iungstragzylinders.

Fig. 3 zeigt eine Einzelheit bei χ aus Fig. 2 in vergrößertem Maßstab.

Ein Schirmzylinder 1 ist schichtweise von innen nach außen aus einem schwachwandigen Isolierrohr 3 und einem aus Papier gewickelten Isolierzylinder 4 aufgebaut. In den Isolierzylinder 4 ist nach wenigen Lagen radial oberhalb des schwachwandigen Isolierrohres 3 eine Leitschicht eingelegt. Die Leitschicht ihrerseits <to besteht aus einer Lage von Leitpapier 5, deren achsparallele Ränder sich, wie in Fig. 3 dargestellt, gegenseitig überlappen. Zwischen den sich überlappenden Kanten der Lage aus Leitpapier 5 liegen Streifen aus Isolierpapier als Isolierung 9. Zum Ausgleich von Spannungsunterschieden in der Lage des Leitpapieres 5 und zu dessen elektrischem Anschluß an das dafür vorgesehene Potential liegen unmittelbar unter dem Leitpapier 5 in Umfangsrichtung Kupferbänder 8 und im rechten Winkel hierzu in axialer Richtung Kupfer- so bänder 7. Die Kupferbänder 7 und 8 sind an den Kreuzstellen miteinander verlötet. Wenigstens ein Kupferband 7 ist aus dem Schirmzylinder in Achsrichtung hinausgeführt.

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Schirm/ylinders wird zunächst das schwachwandige Isolierrohr 3 in nicht näher dargestellter Art und Weise auf den Wickelkern 11 einer Wickelbank /<ir Herstellung von Transformatorwicklungen aufgebracht. Auf dem Umfang dieses Isolierrohres 3 ist der Anfang einer Isolierpapierbahn durch Aufkleben beim Punkt 2 befestigt. Danach werden einige Lagen des Isolierpapiers auf das Isolierrohr 3 aufgewickelt.

Nunmehr wird das vorbereitete und an den Kreuzungsstellen miteinander verlötete Gitter aus den Kupferbändern 7 und 8 mit Klebeband 10 und radial darüberhliegend der Anfang der Bahn aus Leilpapier 5 mit einem Klebeband 6 befestigt. Dabei überragt das Leitpapier 5 das Gitter aus den Kupferbändern 7 und 8 in Umfangsrichtung und in Achsrichtung.

Nunmehr wird ohne Trennung der Bahn aus Isolierpapier um eine Umdrehung weiter gewickelt, d. h. es werden gleichzeitig übereinanderliegend das Gitter aus den Kupierbändern 7 und 8 die Lage Leitpapier 5 und eine der Lagen des Isolierzylinders 4 aufgewickelt. Das Gitter aus den Kupferbändern 7 und 8 is; so bemessen, daß es in Umfangsrichtung nicht ganz zusammenstößt. Auch das Ende des Gitters ist mit einem Klebeband 10 auf der !solierpapierbahn befestigt. Das Ende der Lage aus Leitpapier 5 überlappt jedoch den Anfang dieser Lage, so daß eine in Umfangsrichtung vollständig geschlossene Schirmfläche gebildet ist. Zur elektrischen Isolierung des Anfangs und des Endes der Lage aus Leitpapier 5 dient eine Isolierung 9 aus Isolierpapierstreifen, die nach dem Aufwickeln der einen Lage Leitpapier 5 eingelegt sind.

Nunmehr ist wiederum ohne Unterbrechung der Bahn aus Isolierpapier der Isolierzylinder 4 bis zu seiner vorgesehenen Dicke fertig gewickelt. Dabei sind ggf. zum Ausgleich der durch die Überlappungsstelle des Leitpapiers 5 gebildeten Unrundheiten gleichmäßig über den Umfang verteilt zusätzliche Streifen aus Isolierpapier in den Wickel eingelegt. Außerdem sind ggf. zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit des Isolierzylinders 4 die aufeinanderliegenden Bahnen des Isolierpapiers beispielsweise punktweise miteinander verklebt.

Beim Wickeln des Isolierzylinders 4 aus dem Isolierpapier werden gleichzeitig am Isolierrohr 3 aufgetretene Fertigungstoleranzen ausgeglichen, so daß als Unterlage für die Wicklung ein praktisch genau auf Nennmaß gebrachter Isolierzylinder 4 zur Verfügung steht. Dabei erfolgt das Aufbringen der Wicklung auf den Isolierzylinder 4 auf der gleichen Wickelbank wie das Wickeln des Isolierzylinders 4 selbst.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Schirmkörper für bewickelte Kernschenkel von Transformatoren und Drosselspulen aus einer Isolierstoffwand mit einem entlang einer achsparallelen Linie unterbrochenen elektrisch leitenden Belag, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale, daß der Schirmkörper gleichzeitig als Wicklungstragzylinder dient

— indem zur Schaffung der erforderlichen Festigkeit unmittelbar auf der Wickelbank vor dem Aufbringen der Wicklung auf ein inneres, schwachwandiges imprägnierbares Isolierrohr (3) eine Vielzahl von Lagen aus imprägnierbarem Isolierpapier lückenlos aufgewickelt ist,

— indem die Leitschicht als eine Lage aus sich mit achsparallelen elektrisch gegeneinander isolierten Rändern überlappendem Leitpapier (5) und einem galvanisch hiermit verbundenen Gitter aus Kupferband (7, 8) wenige Lagen oberhalb des Isolierrohres in den Wickel aus Isolierpapier eingelegt ist und

— indem die Bahn des Isolierpapiers auch an der Leitschicht ohne Unterbrechung durchgewikkelt ist, indem sie durch die achsparallele Unterbrechung der Leitschicht geführt ist.
2. Schirmkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das schwachwandige lsolierrohr (3) zusammen mit dem radial darüberliegenden Wickel aus Isolierpapier einen weitgehend homogenen Körper bildet.
3. Schirmkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einander benachbarte Lagen in dem Wickel aus Isolierpapier gegebenenfalls punktweise miteinander verklebt sind.
4. Schirmkörper nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Dicke des Wickels aus Isolierpapier beliebig auf ein gewünschtes Maß gewickelt wird.
5. Schirmkörper nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich der durch die Überlappung der Leitschicht bedingten Unrundheit zusätzliche Streifen aus Isolierpapier in den Wickel eingelegt sind.
6. Schirmkörper nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Kupferband (7) zum Anlenken der Leitschicht aus dem Schirmkörper herausgeführt ist und direkt spannungsmäßig beispielsweise mit dem Kern verbunden ist.
7. Schirmkörper nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Isolierrohr (3) auftretende Fertigungstoleranzen mit dem Isolierzylinder (4) ausgeglichen werden.