DE349356C - Hochspannungswicklung fuer Hochspannungstransformatoren, die als Lagenwicklung derart ausgebildet ist, dass die achsialen Laengen der durch isolierende Schichten voneinander getrennten Windungslagen nach aussen abgestuft sind - Google Patents

Description

• Hochspannungswicklung für Hochspannungstransformatoren, die als Lagenwicklung derart ausgebildet ist, -daß die achsialen Längen der durch isolierende Schichten voneinander getrennten Windungslagen nach außen abgestuft sind. Bei den heutigentags üblichen Arbeits- und Meßtransformatoren für hohe und höchste Spannungen ist die Hochspannungswicklung als sogenannte Scheibenwicklung ausgebildet und von der Niederspannungswicklung durch einen besonderen Isolierkörper getrennt angeordnet. Die Scheibenwicklung bietet wohl den Vorzug einer geeigneten Spannungsabstufung längs der zwischen den beiden Hochspannungspolen des Transformators liegenden Strecke, sie vermeidet jedoch nicht das Auftreten erheblicher Potentialdifferenzen innerhalb der einzelnen Scheibenspulen.
• Bedeutende Schwierigkeiten bereitet die Frage der Isolierung der Hochspannungswicklung gegen die Niederspannungswicklung. Der zwischen beiden Wicklungen angeordnete Isolierkörper muß einerseits eine genügend große Durchschlagsfestigkeit besitzen, anderseits muß er so ausgebildet sein, daß längs seiner Oberfläche, und zwar zwischen den Endscheiben der Hochspannungswicklung und der Niederspannungswicklung bzw. dem Eisenkern, keine Glimmentladungen und durch solche eingeleitete Überschläge eintreten. Um der ersten Bedingung bei geringem Materialaufwand zu genügen, strebt man eine möglichst gleichmäßige dielektrische Beanspruchung des Isoliermaterials. an. Dies wird nach bekannten Vorschlägen dadurch erreicht, daß man in den Isolierkörper koachsiale leitende Schichten einbettet und diese entweder einpolig mit bestimmten Punkten der Hochspannungswicklung leitend verbindet oder indem man sie als Wicklung ausbildet und zwischen j e zwei Punkte der Hochspannungswicklung schaltet.
• Durch die Einbettung der auf bestimmte Potentiale gebrachten Zwischenleiter in den Isolierkörper wird auch erzielt, daß das Spannungsgefälle längs der Umrißlinie des Isolierkörpers nach einem bestimmten Gesetz verläuft. Wird die Dicke des Isolierkörpers in seinen zwischen den Endscheiben der Hochspannungswicklung und ihren Enden liegenden Endstücken abgestuft, so kann es erreicht werden, daß das Spannungsgefälle längs den Umrißlinien der Endstücke sich mvischen gewissen Höchstwerten und Mindestwerten ändert und an keiner Stelle eine bestimmte Höchstgrenze überschreitet.
• Will man bei Transformatoren für Betriebsspannungen von zoo Kilovolt und noch mehr eine betriebssichere Bauart auf diesem Wege erzielen, so gelängt man zu solchen Längenabmessungen des Isolierkörpers, daß dessen Herstellung mit den -heutigentags bekannten Mitteln unmöglich ist. Doch auch im Bereich niedrigerer Betriebsspannungen bietet die Anwendung des durch eingebettete leitende Schichten unterteilten Isolierkörpers mannigfache Nachteile. Denn um annähernd eine Konstanz des Spannungsgefälles längs der konischen Endstücke des Isolierkörpers zu erzielen, muß die Zahl der einzubettenden Schichten sehr groß gewählt sein, was hohe Herstellungskosten des Isolierkörpers zur Folge hat. Weiter hat diese Bauart den Nachteil, daß der Außendurchmesser des Isolierkörpers und sotnit die gesamte Windungslänge der Hochspannungswicklung sehr groß gerät.
• Diese Nachteile sind durch eine mit nach außen abgestuften achsialen Längen der Windungslagen versehene Lagenwicklung vermieden, indem gemäß der Erfindung die Längen der durch isolierende Schichten voneinander getrennten Windungslagen derart abgestuft sind, daß das Spannungsgefälle längs einer achsialen Umrißlinie der Hochspannungswicklung nahezu konstant ist und ein gewisses zulässiges Höchstmaß nicht überschreitet. Zweckmäßig wird hierbei die Windungszahl auf die Längeneinheit in allen Lagen gleich groß gewählt, so daß die auf je eine Lage entfallende Spannung von den kernnahen, langen Lagen zu den äußeren kurzen Lagen hin gesetzmäßig abnimmt. Es ist in diesem Fall die Dicke der zwischen den einzelnen Lagen befindlichen Isolierschichten gesetzmäßig abzustufen, um die maximalen dielektrischen Beanspruchungen der einzelnen in achsialer Richtung ungleichmäßig bean-:;pruchten Isolierschichten nahezu oder genau ;deich zu machen.
• F-in Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Abb. i der Zeichnung für einen einspuligen Transformator dargestellt. Es sind darin r der Eisenkern, 2 die Niederspannungswicklung, 3 ein Isolierrohr. Falls der Spulenanfang geerdet wird, ist dieses Isolierrohr nur aus Gründen der Festigkeit vorgesehen, andernfalls muß es auch einer gewissen Spannung gewachsen sein. Die Hochspannungswicklung nimmt ihren Anfang bei q., und zwar wird der Windungsanfang durch Erdung oder Verbindung mit der Niederspannungswicklung auf ein niedriges Potential gebracht. Die erste Windungslage 4.-5 ist von der zweiten Lage 7-8 durch eine der Lagenspannung entsprechend bemessene Isolierung, beispielsweise aus Papier, getrennt. Mit Rücksicht auf den Potentialunterschied zwischen dem Anfang 4 der ersten Lage und dem Ende 8 der zweiten Lage ist diese nicht ganz bis zum Windungsanfang 4. geführt, sondern endigt tim ein gewisses Stück g eher, während eine Versetzung des Anfanges io der nächsten Lage io-i i wegen der an diesem Punkt herrschenden Potentialgleichheit nicht stattbraucht. 6 ist die Isolationsschicht :wischen den Lagen ¢-5 und 7-8; z2 diejenige zwischen den Lagen 7-8 und io-ii. Die Stärke der Isolationsschichten zwischen den einzelnen Lagen ist dabei abgestuft, um die dielektrische Beanspruchung in allen Isolationslagen nahezu gleich zu machen, und zwar nimmt dementsprechend die Isolationsstärke von innen nach außen zu ab. Es werden aber die äußeren Isolationsschichten noch etwas stärker gewählt, um gegen Wanderwellen einen Schutz zu erhalten.
• In Abb. 2 ist eine Ausführungsform eines Transformators mit zwei nach den vorgenannten Grundsätzen aufgebauten Hochspannungsspulen dargestellt. Hierin sind i¢ der Eisenkern, 16 ein die Niederspannungswicklung umfassendes Rohr, das die beiden achsial nebeneinander auf demselben Kernschenkel angeordneten Hochspannungswicklungen 17 lind 18 gegen die Niederspannungswicklung isoliert, falls die Verbindungsstelle beider Hochspannungswicklungen aus Betriebsgründen nicht, wie dargestellt, geerdet werden kann. Bei einer Nichterdung der Verbindungsstelle der Hochspannungswicklungen 17, 18 genügt aber ein verhältnismäßig schwaches Isolierrohr, da es nur der halben Betriebsspannung ausgesetzt ist. i9 und 2o sind die Hochspannungsklemmen, in die die letzten Windungen auslaufen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Hochspannungswicklung für Hochspannungstransformatoren, die als Lagenwicklung derart ausgebildet ist, daß die achsialen Längen der durch isolierende Schichten voneinander getrennten Windungslagen nach außen abgestuft sind, gekennzeichnet durch eine derartige Abstufung, daß das auf einen bestimmten Höchstwert festgestellte spezifische Spannungsgefälle über die ganze Länge einer achsialen Umrißlinie der Hochspannungswicklung nahezu konstant ist.
2. 2. Hochspannungswicklung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der zwischen den einzelnen Windungslagen angeordneten Isolationsschichten derart abgestuft ist, daß die höchste dielektrische Beanspruchung in sämtlichen Schichten nahezu gleich ist.