DE318848C - Hochspannungstransformator mit ueber die Hochspannungsanschluesse hinausliegenden Wicklungsteilen der Hochspannungswicklung - Google Patents

Description

• Hochspannungstransformator mit über die Hochspannungsanschlüsse hinausliegenden Wicklungsteilen der Hochspannungswicklung. Bei Transformatoren für sehr hohe Spannungen besteht an den Enden der Hochspannungswicklung die Gefahr des Spannungsüberschlages längs des Isolierrohres nach dem Eisenkern des Transformators. Die Überschlagsgefahr besteht auch bei verhältnismäßig großen Endabständen, d. h. auch dann, wenn das Isolierrohr sehr erheblich über die Wicklungseiden der Hochspannungswicklung hinaus verlängert ist, zufolge der durch .den geringen Abstand zwischen Sekundärwicklung und Primärwicklung bzw. Eisenkern wirksamen Elementarkapazität. Die Spannung verteilt sich zufolge dieser Elementarkapazität zunächst auf der Oberfläche des Isol;errohres, auf der es zu sogenannter Koronabildung (Lichtenbergsche oder Rosettische Figuren) kommt. Besteht das Isolierrohr aus organischem Material, dann setzt mit dem Beginn der Koronabildung eine Verkohlung der Rohroberfläche ein, durch die, leitende Schichten erzeugt werden, die die unerwünschte Überleitung der Spannung über die Enden des Rohres weg nach den leitenden Körpern gegenteiligen Potentials (Eisenkern, Primärspule) begünstigen und somit zum Zusammenbruch der Hochspannungswicklung führen. Sogenannte Endvergüsse bei Trockentransformatoren und auch Olisolation vermögen diese Gefahr des Hochspannungsüberganges bei Verwendung organischen Materials für das Isolierrohr nicht in ausreichendem Maße zu . beheben. Isolierrohre aus organischem Material werden häufig durch Aufeinanderwickeln dünner Schichten mit zwischenliegenden hochisolierenden Harzen erzeugt. Bei allen diesen Isolierrohren besteht die Gefahr einer ungenügenden Bindung einzelner Schichten mit den Barunterliegenden Schichten und selbst bei vorsichtigem Verguß oder Olisolation schlägt die Spannung leicht durch die oberen Schichten durch und es erfolgt in den meist lufthaltigen Zwischenschichten ein sogenannter Längsdurchschlag, welcher ebenfalls zum Zusammenbruch der Isolation des Hochspannungsapparates führt. Bei Verwendung von Isolierrohren aus anorganischem' Material (Porzellan) führt in der Luft die Koronabildung zur Erzeugung dünner säurehaltiger Staubschichten (durch Bildung nitroser Gase), die ihrerseits den Überschlag der Hochspannung nach denn Transformatcrenkörper begünstigen. Aber auch bei gutem Verguß oder bei Olisolation wird der Querdurchschlag des Isolierrohres (unmittelbarer Durchschlag von der Hochspannung nach der Niederspannung bzw. Eisenkern) unter . den letzten Windungen der Hochspannungswicklung begünstigt. Bei sehr hohen Spannungen sind auch unter 01 und unter Verwendung einer hochwertigen Vergußmasse derartige Glimmentladungen und ihr zerstörender Einfluß auf das Isoliermaterial nicht zu vermeiden.
• Die vorliegende Erfindung bezweckt die Beseitigung der geschilderten Durchschlagsgefahr durch allmähliche Abstufung des hohen Endpotentials der Hochspannungswicklung an den Enden des Isolierrohres. Zu diesem Zweck wird die Hochspannungswicklung an beiden Enden des Isolierrohres fortgesetzt, jedoch in umgekehrtem Wicklungssinn, so daß die an beiden Enden befindlichen Schutzwicklungen zusammen mit . der Hochspannungsspule gewissermaßen eine bifilare Bewicklung des Transformators bilden. Die Schutzwicklungen erhalten dabei an ihren Enden keinerlei Anschluß; sondern bleiben offen. In diesen SchutzWick-Lungen wird eine elektromotorische Kraft induziert, welche derjenigen der Hochspannungswicklung gegenüber um z8o° verschoben, also entgegengerichtet ist. Vermöge dieser der Hochspannungswicklung entgegengerichteten Schutzwindungen wird das Isolierrohr an seinen beiderseitigen Endbewicklungen nur mit einer Spannung beansprucht, die gegenüber der Ausführung ohne Schätzwicklungen um die Summe der beiden in den Schutzwicklungen induzierten entgegengerichteten Spannungen vermindert ist. Hierdurch werden zunächst Endüberschläge bei richtiger Bemessung und.Ausführung der Bewicklung unmöglich. Zum anderen wird durch die gekennzeichnete Schutzwicklung erreicht, daß an den Punkten hcchster Rohrbeanspruchung, nämlich unmittelbar an den Anschlußklemmen bzw. an den Endwindungen der Hochspannungswicklung, keine Koronabildung mehr auftreten kann, weil das Potentialgefälle in der Achsrichtung des ' Rohres nach beiden Seiten gleichmäßig- unterteilt und abgestuft ist.
• Die Windüngszahl der Endschutzwindungen bzw. die der Hochspannung entgegengerichtete Schutzspannung wird von Fall zu Fall zu bemessen sein. Als Beispiel sei angegeben: Es sei die Summe der Schutzwindungen gleich der Hälfte der Windungszahl der Hochspannungswicklung, so wird die Endspannung, welche für den Längsdurchschlag des Rohres oder den Oberflächenüberschlag in :Frage kommt, auf die Hälfte herabgesetzt. Die sonst üblichen Schutzvorrichtungen, wie besonders starke Endwindungen, starke aufgeschlitzte, in ihrem Querschnitt kreisförmige oder elliptische Endringe, können ebensogut wie Schutzvorrichtungen gegen eintretende Schwingungen höbe-_er Ordnung (kapazitive, induktive, oder Ohmsche Überbrückungswiderstände, Überspannungsschutzspulen, Schutzwindungen und Hochspannungswindungen) auch bei der hier beschriebeneu Anordnung ohne weiteres angewendet werden.
• In der beiliegenden Zeichnung ist E der Eisenkern, P die Primärspule, welche der Übersichtlichkeit halber in Jochbewicklung dargestellt wurde. R ist das Isolierrohr und S die Hochspannungswicklung, an welche bei s und s' der sekundäre oder Verbrauchsstromkreis angeschlossen wird. Von diesen Stellen aus setzt sich die Sekundärbewicklung unter Umkehrung der' Windungsrichtung (wie gezeichnet) in den Endwicklungen G. und G' fort, welche die Schutzwicklungen im Sinne der vo -liegenden Erfindung bilden. Die Enden dieser Schutzwicklungen bleiben ohne An@chluß, also offen. Sie brauchten gar nicht nach außen herausgeführt zu werden, wenn dies nicht wegen der Möglichkeit des Anschlusses von Meßinstrumenten zur zeitweisen Untersuchung des Zustandes des Transformators (Feststellung der Spannungsverhältnisse) empfehlenswert wäre. Die in der Zeichnung an den Enden der Hochspannungswicklungen und der Schutzwicklungen . angegebenen Vorzeichen kennzeichnen die Richtung der elektromotorischen Kräfte in dem Augenblick, in dem der linke Hochspannungspol s das positive Vorzeichen führt.

Claims (1)

1. PATENT-ANSPRUCH: . Hochspannungstransformator mit über die Hochspannungsanschlüsse hinausliegenden Wicklungsteilen der Hochspannungswicklung, dadurch gekennzeichnet, daß diese, eine Fortsetzung der Hochspannungswicklung über deren Endklemmen (s, s') hinaus bildenden, als Schutzwicklungen (G, G') ausgebildeten Wicklungsteile im umgekehrten Wicklungssinn angeordnet sind als die Hochspannungswicklung und an ihren Enden offen bleiben.