DE3328375A1

DE3328375A1 - Transformator

Info

Publication number: DE3328375A1
Application number: DE3328375A
Authority: DE
Inventors: Mitinobu Kadoma Doi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1982-08-07
Filing date: 1983-08-05
Publication date: 1984-02-09
Also published as: JPS5926216U; DE3328375C2; JPS6339945Y2

Description

Die Erfindung betrifft einen Transformator mit einem Eisenkern, einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung, welche eine Schirm wicklung zur elektrischen Feldabschirmung tragen, und ferner einem Durchführungskontakt, welcher über einen starren Leiter mit einer an die Schirm wicklung angeschlossenen Anschlußklemme verbunden ist, wobei alle diese Teile in einem Gehäuse angeordnet sind.

Ein konventioneller Transformator dieser Art hat ein nach oben offenes Transformatorgehäuse, in welchem der Eisenkern angeordnet ist, der sowohl die Sekundärwicklung als auch darüber die Primärwicklung trägt. Auf der Primärwicklung ist eine Abschirmwicklung angeordnet, die sich über die gesamte äußere Oberfläche der Primärwicklung erstreckt. Das Gehäuse ist an dem oberen offenen Ende mit einer elektrisch isolierenden scheibenförmigen Durchführung ver-

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sehen, die das Gehäuse hermetisch abschließt. Im Zentrum dieser Durchführung ist ein Durchführungskontakt angeordnet, der mit seinem einen Ende . '-..;, in die Außenatmosphäre ragt und mit seinem anderen Ende an einen starren ..·„, Leiter angeschlossen ist, der die Verbindung zur mit der Schirmwicklung ver-,.^ ₁₍ bundenen Anschlußklemme herstellt. Dieser starre Leiter ist als Hohlzylinder ausgebildet und endet benachbart zu der Schirmwicklung. Im Innern des hohlzylindrischen starren Leiters ist ein schraubenförmig gewickelter elektrischer . .....·..: Lei ier angeordnet, um für die elektrische Verbindung zwischen der mit der ... .. Seiiirm wicklung verbundenen Anschlußklemme und dem starren Leiter zu sor-

: ■:.·■ gen. Das Transformatorgehäuse ist im Innern mit einem elektrisch isolierenden !...,.gasförmigen Medium gefüllt, das unter hohem Druck steht. Masseseitig sind

,. zwei Abschirmungen im Gehäuse vorgesehen, die für eine elektrische Feldab-. .,. schirmung sorgen. Die eine Abschirmung ist mit dem Eisenkern verbunden, . ·,·.,. und erstreckt sich über die gesamte Länge des Gehäuses. Die andere Ab-. · schirmung ist ebenfalls mit dem Eisenkern verbunden und erstreckt sich quer ν τ..-..,.zu der erwähnten ersten Abschirmung. Die wesentlichen Teile des Transforma-.. tors sind der Eisenkern, die Sekundärwicklung" und die Primärwicklung.

Wenn ein derartiger gasisolierter Transformator in einer gasisolierten Schaltstation Verwendung findet, besteht eine wesentliche Anforderung darin, dessen . ... Abmessungen möglichst klein zu halten, damit in der Schaltstation entsprechend wenig Raumbedarf besteht. Bei Transformatoren für den Geräteeinsatz mit sehr hoher Primärspannung ergeben sich für die Primärwicklung eine verhältnismäßig große Anzahl von Windungen. Daraus ergibt sich die Notwendig- · ■ _t keit, die Primärwicklung mehrlagig aufzubauen, was zu einer größeren radialen Abmessung führt. Die Primärwicklung ist mit einer Abschirmwicklung versehen, die sich über die gesamte Außenfläche erstreckt, wobei das Wicklungsende an einer Anschlußklemme liegt, die über einen hohlzylindrischen elektrischen Leiter und einen schraubenförmig gewickelten elektrischen Lejter an den Durchführungskontakt angeschlossen ist.

Da der Transformatorkörper masseseitig mit zwei Abschirmungen zur elektrischen Feldunterdrückung versehen ist und da das elektrisch Jsolierende Medium zwischen den Teilen hoher Spannung und Masse wirkt,'wird hierfür ein elektrisch isolierendes Gas verwendet, das im Gehäuse unter einem hohen

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Druck gehalten wird. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, die Isolierabstände stark zii verringern, wodurch sich der konstruktive Aufbau des beschriebenen Transformators stark verkleinert und eine zuverlässige Isolierung erhalten läßt.

Der konventionelle Aufbau des beschriebenen Transformators macht es erforderlich^ daß nur ein unter hohem Druck stehendes Gas zwischen der Schirm-

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wicklung und den masseseitigen Abschirmungen vorgesehen werden konnte, so daß beide Teile voneinander mechanisch getrennt sein müssen. Dies bedeutet, daß die Komponenten, welche die Primärwicklung und die Schirm wicklung abstützen, Spannungseinwirkungen ausgesetzt sind, die allein durch das Aufwickeln des elektrische Leiters der Primärwicklung und der zwischenliegenden isolierenden Schichten auf den Wicklungskern entstehen. Aus diesem Grund ist es bei der Installation des

Transformators in der schutzgasisolierten Schaltstation erforderlich, das ..·■.· ■ - . . ·

Augenmerk darauf zu richten, daß die Achse der Primärwicklung horizontal ausgerichtet ist, um jegliche in axialer Richtung der Primärwicklung wirksame Kraftkomponente auszuschalten. Diese Notwendigkeit ist unbestritten. Neuer- '

dings ergeben sich beim Transport solcher Transformatoren über lange Distanzen und bei hoher Geschwindigkeit Schwierigkeiten, die ihre Ursache in , honen Beschleunigungskräften haben, die während des Transports auf den Transformator in einer Richtung parallel zur Achse der Primärwicklungen einwirken können. Diese Kraftein Wirkungen führen dazu, daß die zur Feldabschir- ν. mung Vorgesehene Schirmwicklung auf der Oberfläche der Primärwicklung wandert und sich in Richtung der Wickelachse der Primärwicklung verschiebt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde einen Transformatoraufbau · zu schaffen, bei dem die Schirm wicklung auf der äußeren Peripherie der Primärwicklung derart angeordnet und befestigt ist, daß ein Wandern der Schirmwicklung auf der Primärwicklung durch Beschleunigungskräfte verhindert wird.

Diese Aufgabe wird ausgehend von dem eingangs erwähnten Transformator erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der starre Leiter und die Anschlußklemme mit komplementären Anschlußflächen versehen sind, welche durch zumindest eine zur Wickelachse der Sekundärwicklung und der Primärwicklung parallele Richtung verlaufen, und welche miteinander starr verbunden sind.

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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Durch die Maßnahmen der Erfindung wird in vorteilhafter Weise eine starre Verbindung zwischen dem Durchfiihrungskontakt und der Anschlußklemme der Schirmwicklung geschaffen, so daß diese starre Verbindung die Schirmwicklung an einer Verschiebung über der Primärwicklung bzw. einem Wandern auf der Primärwicklung hindert.

Die Erfindung mit ihren Vorteilen und Merkmalen wird anhand von auf die Zeichnung Bezug nehmenden Ausführungsbeispielen her erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Transformator gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Teilschnitt durch einen wesentlichen Teil des Transformators gemäß Fig. 1;

Fig. 3 einen der Fig. 2 entsprechenden Teilschnitt durch eine weitere Ausgestaltung der Erfindung;

Fig. 4 einen der Fig. 2 entsprechenden Teilschnitt einer dritten Ausführungsform der Erfindung.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein Gehäuse 1, welches oben offen ist, wobei die offene Seite in der Darstellung gemäß Fig. 1 oben liegend gezeigt ist. Ein Eisenkern 2 ist innerhalb des Gehäuses 1 angeordnet, wobei ein Schenkel horizontal verläuft und eine Sekundärwicklung 3 trägt, die um den Eisenkern 2 gewickelt ist. Über der Sekundärwicklung 3 ist eine Primärwicklung 4 und darüber eine Schirmwicklung 5 angebracht, um durch Abschirmung das elektrische Feld zu verringern.

Das Gehäuse 1 ist auf der Oberseite mit einer elektrisch isolierenden Durchführung 6 versehen, welche als konisch ausgebildete Scheibe das obere Ende

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des Gehäuses 1 hermetisch verschließt und im Zentrumsbereich einen Durchführungskontakt 7 trägt. Dieser Durchführungskontakt 7 ist, wie aus Fig. 1 entnehrrtbar, auf der Innenseite mit einem Leiter 8 verbunden, der zwischen der Sehirmwicklung 5 sowie dem Durchführungskontakt 7 verläuft. Von der Schirm Wicklung 5 ist der Leiter 8 jedoch durch einen geringen Luftspalt getrennt. Dieser Leiter 8 hat als starrer Leiter eine hohe Festigkeit und ist elektrisch an eine Anschlußklemme S angeschlossen, welche ebenfalls starr ausgebildet ist. Über diese Anschlußklemme 9 steht der Leiter elektrisch mit der Schirmwicklung 5 und dem WieldungseRde der Primärwicklung 4 in Verbindung.

Bisher wurde der Leiter 8 als hohlzylindrischer Leiter ausgebildet, welcher am oberen finde verschlossen und mit einem Zwischensteg versehen war. Das untere Ende dieses mit der Primärwicklung verbundenen hohlzylindrischen Leiters hat die mit der Schirmwicklung verbundene Anschlußklemme unter Freilassung eines Ringraumes umgeben, in welchem ein schraubenfederartig gewickelter elektrischer Leiter angeordnet war, der sich zwischen der feststehenden und mit der Schirm wicklung verbundenen Anschlußklemme und dem Zwischensteg erstreckte. Diese Bauweise führte zu den bereits vorausstehende genannten Nachteilen.

Bei der Ausführungsform der Erfindung sind der Leiter 8 und die Anschlußklemme 9 mit Berührungsflächen versehen, die zumindest parallel zu einer Fläche Verlaufen, die die gemeinsame Achse der Primärwicklung 4 und der Sekundärwicklung 3 schneidet, wobei diese Flächen gegeneinander anliegen und durch Befestigungsmittel gegeneinander gepreßt werden.

Wie man aus Fig. 2 entnehmen kann, ist bei der dargestellten Ausfiihrungsform der Leiter 8 als massiver Zylinder ausgebildet, der am unteren Ende mit einer sich etwa über den halben Durchmesser erstreckenden stufenförmigen Absetzung versehen ist, so daß sich bei der dargestellten Ausführungsform gemäß Fig. 2 für einen kreisförmigen Zylinder eine etwa halbkreisförmige Endfläche ergibt. Entsprechend ist die Anschlußklemme 9 als halbkreisförmiger Zylinder ausgebildet und liegt mit komplementärer Form an der stufenförmigen Absetzung des Leiters 8 an. Die Anschlußklemme 9 ist mit der Schirm wicklung 5

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in einem Bereich verbunden, in welchem diese flach verläuft und füllt etwa den durch die stufenförmige Absetzung gebildeten Freiraum aus,

Die Verbindung des Leiters 8 mit der Anschlußklemme 9 erfolgt mit Hilfe eines Schraubbolzens 10, auf welchen eine Mutter 11 aufgeschraubt ist, um die beiden Teile fest miteinander zu verpressen. Auf diese Weise wird verhindert, daß der Leite 8 gegenüber dem Leiter 9 eine Relativbewegung ausführen kann. Der Kopi des Schraubbolzens 10 und die Mutter 11 liegen in Senklöchern, die an der Anschlußklemme 9 und dem Leiter 8 angebracht sind. Auf diese Weise kann dafür gesorgt werden, daß der Kopf des Schraubbolzens und die dazugehörige Mutter nicht oder nur geringfügig über die äußere Mantelfläche der beiden Teile übersteht.

Wie man aus Fig. 1 entnehmen kann, verläuft eine Abschirmung 12 auf der Masseseite innerhalb des Gehäuses 1 in Längsrichtung und liegt am Eisenkern an. Eine zweite Abschirmung 13 erstreckt sich senkrecht zur Abschirmung 12 und steht mit dem Eisenkern 2 in Verbindung. Diese Abschirmungen 12 und 13 sind herkömmlicher Bauart und dienen der Abschirmung des elektrischen Felds.

Das Gehäuse 1 ist mit einem elektrisch isolierenden Medium, z.B. einem Hochdruckgas 14 gefüllt.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist der mit der Primärwicklung in Verbindung stehende Leiter 8 als hohlzylindrischer Leiter ausgebildet und am oberen Ende geschlossen. Im Innern des Leiters ist ein Zwischensteg 15 vorgesehen. Die Anschlußklemme 9 ist als Massivzylinder ausgebildet und hat einen Durchmesser, der eine starre Verbindung mit dem unteren Ende des hohlen Leiters 8 möglich macht. Dieser Leiter 8 ist auf der Anschlußklemme im Pressitz montiert, so daß er gegenüber der Anschlußklemme keine Relativbewegung ausführen kann, überdies ist die Anschlußklemme 9 elektrisch fliit dem Leiter 8 über einen schraubenförmig gewickelten Leiter 16 verbunden, der sich zwischen der Anschlußklemme 9 und dem Zwischensteg 15 erstreckt.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 4 hat der Leiter 8 eine der Ausführungsform gemäß Fig. 3 entsprechende hohlzylindrische Form und ist am ynteren

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ORlGiNAL INSPECTED

äußeret! Abschnitt mit einem Schraubgewinde versehen. Ein hülsenförmiger Zwischenleiter 17 trägt in einem Zwischenabschnitt auf der inneren Oberfläche ein Gewinde 17a, in welches das Außengewinde 8a des Leiters 8 einschräubbar ist. Die Anschlußklemme 9 hat einen Durchmesser, der an den unteren Innendurchmesser des hülsenförmigen Zwischenleiters 17 angepaßt ist, um einfe Pressitzbefestigung zu ermöglichen. Bei der Montage wird der Leiter 8 Zunächst in den Zwischenleiter 17 geschraubt und dann anschließend der Zwischenleiter 17 auf die Anschlußklemme 9 im Pressitz aufgesetzt. Entsprechend der Ausführungsfo?m gemäß Fig. 3 kann ein schraubenförmig gewickelter elektrischer Leiter 16 die Anschlußklemme 9 mit dem Leiter elektrisch verbinden.

Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform kann in der Weise modifiziert werden, daß der Leiter 8 mit einem Innengewinde versehen ist und auf den hülsenförmigen Zwischenleiter aufgeschraubt wird, der in diesem Fall ein Außengewinde trägt. Im übrigen erfolgt die Pressitzbefestigung des Zwischenleiters 17 auf der Anschlußklemme 9 in der bereits erwähnten Weise.

Aus dem vorausstehenden ergibt sich, daß der Durchführungskontakt, d.h. der nach außen führende Leiter, der mit der Primärwicklung in Verbindung stehende Leiter und die Schirmwicklung als einheitliche, in ihrer Wirkung einstückige Struktur aufgebaut werden können. Dadurch wird verhindert, daß sich die Schirm wicklung längs der Wickelachse verschieben kann, wenn während des Transport des Transformators extreme Beschleunigungskräfte in Richtung der Achse der Primär- und Sekundärwickelanordnung wirksam werden. Zur gleichen Zeit kann verhindert werden, daß sich die Primärwicklung längs ihrer Wickelachse verschiebt, da sie mit der Schirm wicklung fest verbunden ist. AUf diese Weise läßt sich ein Transformator bauen, dessen elektrisches Verhalten stabilisiert ist.

Aufgrund der Tatsache, daß die Schirmwicklung direkt mit dem mit der Primärwicklung verbundenen Leiter bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 über die Schraubverbindung angeschlossen ist, kann ein schraubenförmig gewickelter Leiter als elektrische Verbindung weggelassen werden, da die elektrische Verbindung zwischen den beiden Teilen sichergestellt ist.

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Es ergibt sich also, daß durch die Erfindung eine Möglichkeit geschaffen wird, den mit der Primärwicklung verbundenen elektrischen Leiter starr direkt mit der Sehirmwicklung über die Befestigungsmittel zu koppeln, wobei sowohl eine Schraubverbindung als auch eine Pressitzverbindung Verwendung findet. Dadurch wird erreicht, daß eine Relativversehiebung zwischen den Wicklungen einerseits und der Schirmwicklung andererseits während des Transportes vermieden wird.

INSPECTED

Claims

Patentansprüche

1. Transformator mit einem Eisenkern, einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung, welche eine Schirmwieklung zur elektrischen Feldabschirmung tragen, und ferner einem Durchführungskontakt, welcher über einen starren Leiter mit einer an die Schirmwicklung angeschlossenen Anschlußklemme verbunden ist, wobei alle diese Teile in einem Gehäuse angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der starre Leiter (8) und die Anschlußklemme (9) mit komplementären Anschlußflächen versehen sind, welche zumindest eine zur Wickelachse der Sekundärwicklung (3) und der Primärwicklung (4) parallele Richtung durchschneiden und welche starr miteinander verbunden sind.

2. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußklemme (9) mit einem starren Leiter (8) benachbart zur Schirmwieklung (5) mit Hilfe einer Schraubbolzen-Mutterverbindung (10,11) verbunden ist, wobei eine Anschluß fläche der Anschlußklemme (9) an einer entsprechenden Anschluß fläche des starren Leiters (8) anliegt.

3. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der starre Leiter (8) als Hohlzylinder ausgebildet ist, welcher im Presssitz auf der entsprechend zapfenförmigen Anschlußklemme (9) befestigt ist.

«COPY

4. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne t, daß der starre Leiter (8) und die Anschlußklemme (9) mit einem hülsenförmigen Zwischenleiter (17) starr verbunden sind, welcher auf entsprechend geformten Außenflächen des starren Leiters und der Anschlußklemme festsitzen.

5. " ransformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, <\zZ der hohlzylindrische Zwischenleiter (17) auf der einen Seite im Pressitz, auf der zapfenförmig ausgebildeten Anschlußklemme (9) und auf der anderen Seite mit einem Innengewinde an dem ebenfalls mit einem Außengewinde versehenen Leiter (8) befestigt ist.

6. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der starre Leiter (8) als auch die Anschlußklemme (9) hohlzylindrisch ausgeführt sind und über einen Zwischenleiter fest verbunden sind, der an den inneren Hohlzylinderflächen festgehalten ist.

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