DE3539737A1

DE3539737A1 - Wicklung fuer transformatoren und drosselspulen

Info

Publication number: DE3539737A1
Application number: DE19853539737
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dedelmahr; Friedrich Dipl Ing Alber
Original assignee: Transformatoren Union AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1985-11-08
Filing date: 1985-11-08
Publication date: 1987-05-21
Also published as: BR8605515A

Description

Die Erfindung betrifft eine Wicklung für Transformatoren und Drosselspulen aus in Gießharz eingegossenen Spulen aus spiralig aufgewickeltem bandförmigen Wickelleiter mit im Verhältnis zur Bandbreite sehr kleiner Banddicke.

Die Windungsisolation bei Band- oder Folienwicklungen beispielsweise für luftgekühlte Transformatoren besteht bisher üblicherweise, wie auch in der deutschen Patent anmeldung P 34 18 823.1 beschrieben, aus Kunststoff folien. Die thermische Haltbarkeit erzwingt dabei relativ niedrige zulässige Betriebstemperaturen.

Wie nun die DE-OS 32 35 742 zeigt, wird schon seit längerem versucht, als Ersatz für diese Flächenisolier stoffe Leiterfolien oder Bandleiter direkt mit Isolier stoff der entsprechenden Isolierstoffklasse entweder elektrophoretisch oder auf andere Weise zu beschichten. Das Hauptproblem hierbei stellt jedoch die geeignete und ausreichende Beschichtung der Leiterfolien bzw. Bandlei ter im Kantenbereich dar. Die Praxis hat jedenfalls ge zeigt, daß sofern überhaupt elektrische Überschläge auf getreten sind, diese meist im Kantenbereich der Band leiter erfolgt sind. Bisherige Versuche mit normalen Drahtlacküberzügen auf Kupfer- oder Aluminiumbandleitern haben jedenfalls hinsichtlich der geforderten Betriebs sicherheit noch keine zufriedenstellende Lösung gebracht.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Wick lung zu schaffen, die auch beim Einsatz von mit einem Isolierwerkstoff beschichteten Bandleitern als Wickel leiter die erforderliche Betriebssicherheit für eine Transformatorwicklung gewährleistet.

Diese Aufgabe wird für eine Wicklung der eingangs genann ten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der bandför mige Wickelleiter in radialer Richtung in mindestens zwei aufeinanderliegende Teilleiter aufgeteilt ist und daß die Ränder der Teilleiter in Achsrichtung der von ihnen gebildeten Spule um ein Vielfaches der Teilleiter dicke so gegeneinander verschoben sind, daß mindestens die Ränder der Teilleiter von einander benachbarten Win dungen um dieses Vielfache auseinanderliegen.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung bestehen darin, daß die Teilleiter ringsum von einer Isolier stoffschicht bedeckt sind, daß die Isolierstoffschicht elektrophoretisch auf die Teilleiter aufgebracht ist, daß die Teilleiter desselben Wickelleiters jeweils am Spulenanfang und am Spulenende galvanisch miteinander verbunden sind und daß die Teilleiter ungleiche Quer schnitte aufweisen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird auch durch ihre Anwendung auf Wicklungen der bisher üblichen Art mit Isolierstoffolien als Windungsisolierung erreicht.

Die Erfindung ist sehr vorteilhaft, weil durch die Auf teilung des Wickelleiters in Teilleiter und durch deren Verschiebung in Achsrichtung sich an der am höchsten be anspruchten Stelle zwischen benachbarten Windungen nicht mehr zwei Kanten, sondern eine Kante und eine Fläche gegenüberstehen, wobei insbesondere die Fläche mit wirt schaftlich vertretbarem Aufwand fehlerfrei mit Isolier stoff beschichtet werden kann.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine Wicklung aus gießharzumhüllten Spulen in aufgeschnittener perspektivischer Ansicht,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine noch nicht ver gossene Spule aus übertrieben dick dargestellten Wickelleitern mit einer Folie als Windungsiso lierung und

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine ebenfalls noch nicht vergossene Spule aus isolierstoffbeschich teten, ebenfalls übertrieben dick dargestellten Wickelleitern.

Aus einem bandförmigen Wickelleiter spiralig aufgewickel te Spulen 1 sind in einen Zylinder 2 aus Gießharz einge bettet und bilden zusammen mit diesem eine selbsttragende Wicklung, die in üblicher Weise in einen luftgekühlten Transformator einbaubar ist. Die Spulen 1 sind in nicht näher dargestellter Art und Weise elektrisch in Reihe geschaltet, wobei jeweils ein Spulenanfang und ein Spulenende durch Quetschen, Schweißen oder Löten mitein ander verbunden sind.

Der bandförmige Wickelleiter der Spulen 1 besteht in den Anordnungen gemäß den Fig. 2 und 3 aus je einem Teil leiter 3 und einem Teilleiter 4, deren Querschnitte sich zu dem erforderlichen Gesamtquerschnitt des Wickelleiters ergänzen. Die Ränder der beiden Teilleiter 3 und 4 sind in beiden Fällen um ein Vielfaches der Teilleiterdicke in Achsrichtung der Spulen gegeneinander verschoben. In den Fig. 2 und 3 kommt dies deshalb nicht so deutlich zum Ausdruck, weil die Dicke der Teilleiter 3 und 4 übertrieben groß dargestellt ist. Versuche haben darüber hinaus gezeigt, daß häufig auch schon eine axiale Ver schiebung der Kanten der Teilleiter 3 und 4 um einen Bruchteil der Teilleiterdicke ausreichend ist.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 2 sind die Ränder durch unterschiedliche Breite der Teilleiter 3 und 4 gegenein ander verschoben. In dieser Anordnung sind beide Teil leiter 3 und 4 metallisch blank und liegen unmittelbar aufeinander. Zur Vereinfachung des Wickelvorgangs sind die beiden Teilleiter 3 und 4 unter Umständen mitunter auch in nicht dargestellter Art und Weise durch eine Längsschweißnaht miteinander verbunden. Zur Windungs isolierung dient in dieser Anordnung eine Isolierstoff folie mit einer Dicke von etwa 0,01 bis 0,04 mm.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 3 sind die beiden Teil leiter 3 und 4 gleich breit und insgesamt gegeneinander verschoben. Beide Teilleiter sind mit einer Isolierstoff schicht umgeben, deren Dicke unter 0,04 mm liegt und die in Verbindung mit dem Trägerwerkstoff der Teilleiter 3 und 4 Betriebstemperaturen von mehr als 200°C erlaubt. Diese Isolierschicht ist durch Elektrophorese aus einer Glimmer/Silikonkautschuk-Suspension auf die Teilleiter 3 und 4 aufgebracht und bildet auf diesen eine praktisch lückenlose Haut. Infolge der geringen Dicke dieser Haut sind jedoch Schwachstellen an den Rändern und Kanten bei Abweichungen deren tatsächlicher geometrischer Form von der idealen Form nicht ganz auszuschließen.

Derartige Abweichungen treten jedoch bei beiden Lösungen, wenn überhaupt, am wahrscheinlichsten an den Rändern und Kanten der Teilleiter 3 und 4 auf und können dort unter ungünstigen Umständen, beispielsweise bei transienten Spannungsspitzen, elektrische Überschläge einleiten. Durch die axiale Verschiebung der Ränder gegeneinander liegen jedoch gegenüber jedem Rand gemäß der erfindungs gemäßen Anordnung entweder eine zuverlässig mit einer Isolierstoffschicht bedeckte Fläche der Nachbarwindung oder eine Gießharzwand des Zylinders 2. Der Effekt, der auf den Flächen der Teilleiter 3 und 4 praktisch fehler freien Isolierstoffschicht wird außerdem noch dadurch verbessert, daß nun eine Spannung zwischen einer Kante und einer Fläche und nicht wie bisher üblich zwischen zwei Kanten liegt, so daß bei gleicher Dicke der Iso lierstoffschicht auch aus diesem Grund eine größere elektrische Feldstärke durchschlagfrei gehalten wird.

Claims

1. Wicklung für Transformatoren und Drosselpulen aus in Gießharz eingegossenen Spulen (1) aus spiralig aufge wickeltem bandförmigen Wickelleiter mit im Verhältnis zur Bandbreite sehr kleiner Banddicke, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Wickelleiter in radialer Richtung in mindestens zwei aufeinanderliegende Teilleiter (3, 4) aufgeteilt ist und
- daß die Ränder der Teilleiter (3, 4) in Achsrichtung der von ihnen gebildeten Spule (1) so gegeneinander verschoben sind, daß mindestens die Ränder der Teil leiter (3, 4) von einander benachbarten Windungen um dieses Vielfache auseinanderliegen.

2. Wicklung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Teilleiter (3, 4) ringsum von einer Isolierstoffschicht bedeckt sind (Fig. 3).

3. Wicklung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstoff schicht elektrophoretisch auf die Teilleiter (3, 4) auf gebracht ist.

4. Wicklung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilleiter (3, 4) desselben Wickelleiters jeweils am Spulenanfang und am Spulenende galvanisch miteinander verbunden sind.

5. Wicklung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilleiter (3, 4) ungleiche Querschnitte aufweisen und ihre Kanten um ein Vielfaches der Teilleiterdicke gegen einander verschoben sind.

6. Wicklung nach Anspruch 1, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilleiter (3, 4) metallisch blank sind und zwischen benachbarten Win dungen eine Isolierfolie liegt (Fig. 2).

7. Wicklung nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Teilleiter (3, 4) desselben Wickelleiters durch eine Längsschweißnaht mit einander verbunden sind.