DE3613569A1 - Stabdurchfuehrung fuer einen elektrischen transformator - Google Patents

Description

Stabdurchführung für einen elektrischen Transformator Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stabdurchführung für einen elektrischen Transformator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei elektrischen Leistungstransformatoren befinden sich die Wicklungen im allgemeinen in einem Kessel, der ein elektroisolierendes Öl enthält. Dieses Öl wirkt außerdem auch als Kühlmittel für die notwendige Ableitung der durch Joule-Effekt und aufgrund seines eigenen Quellwiderstandes vom Transformator erzeugten Wärme. Üblicherweise ist der Kessel mit einem Deckel aus Edelstahl versehen, der am Umfang einer Kesselöffnung befestigt ist und mit einer Vielzahl von Bohrungen versehen ist, durch welche Verbindungsstangen durchgeführt sind, deren Zweck es ist, die geeignete elektrische Verbindung zu den Wicklungen des Transformators herzustellen.

Genauer gesagt sind über den Bohrungen des Deckels elektroisolierende Elemente zur Befestigung der Stäbe installiert, die zylindrische Gestalt haben, und diese Elemente sind ferner mit Dichtungsscheiben versehen, um einen möglichen Ölverlust des Transformators an den kritischen Punkten der genannten Stäbe auszuschalten.

Diese Lösung stellt, zusammen mit einer komplizierten, kostspieligen und schadensanfälligen Struktur, bedeutende Probleme hinsichtlich Ölverlust, Spannungsabfall sowie Drehungsmöglichkeit für die Stäbe dar.

Genauer gesagt, trotz engen Kontaktes zwischen den Stäben und den elektroisolierenden Halterungen bleibt in jedem Fall die Möglichkeit des Austritts von Leeköl zwischen diesen Elementen bestehen. Andererseits erlaubt die zylindrische Gestalt der Stäbe ein gelegentliches ungewolltes Drehen derselben um ihre Achse. Als Folge ihrer zylindrischen Gestalt wird zur Herstellung der entsprechenden Verbindungen mit den Ein- und Ausgangskabeln die Verwendung von Befestigungsschellen erforderlich, die wiederum Ursache sind für die vorerwähnten Spannungsabfälle, mit den daraus folgenden negativen Nachwirkungen, weil sie für größere Energieverluste verantwortlich sind und an einer zusätzlichen übermäßigen Wärmebildung im Transformator mitwirken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stabdurchführung der vorgenannten Art so auszugestalten, daß Erwärmungsprobleme vermindert und ein dichter Abschluß erzielt wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Demgemäß ist hervorzuheben, daß der Verschlußdeckel des Kessels, der auch als Stabdurchführung fungiert, auf Kunstharzgrundlage erstellt ist, was aufgrund der natürlichen Eigenschaften dieses Materials der Stabdurchführung in ihrer Gesamtheit den elektroisolierenden Charakter gibt, wobei in diesem Werkstück eine Vielzahl von Prismenblöcken ausgebildet ist, und zwar entsprechend der Stabanzahl, mit Austritt sowohl zur Außen- als auch zur Innenseite des Deckels, und versehen mit Längs- und Prismenbohrungen, in stetiger Verbindung und entsprechend den Stababmessungen, die demzufolge ei-

nen rechteckigen Querschnitt haben.

Aus den vorangehenden Ausführungen ist zu erkennen, welche die wesentlichen Vorteile der erfindungsgemäßen Stabdurchfübrung sind, daß nämlich schon die natureigene Isoliereigenschaft des Deckels das klassische Erfordernis, Isolatoren zu verwenden, eliminiert. Die Prisma-Rechteck-Gestaltung der Stäbe verhindert deren Drehung und ermöglicht die direkte Verbindung derselben mit den Ein- und Ausgangskabeln, ohne klassische Befestigungsschellen zu benötigen, so daß das zuvor erwähnte Problem des Spannungsabfalls beseitigt ist, da die Leiter direkt an die Stäbe angeschlossen werden können.

Als Ergänzung zu vorstehender Ausführungsform weist jeder einzelne Prismablock an seinem unteren Ende ggf. Kerbvertiefungen auf, die den Ausgang der Durchgangsbohrung für den entsprechenden Stab kennzeichnen, so daß nach Einbau der Stäbe jeweils die Endrillen definiert sind, in welche entsprechende Dichtungsringe eingesetzt werden. Diese bleiben dann in ihren Aufnahmen eingepreßt unter Zusammenwirkung jeweils mit Kegelpfannen, die an jeden Prismablock angebaut werden und unter Zuhilfenahme passender Querstifte für die zugehörigen Stäbe, die parallel als Zusatzbefestigung letzterer an der Gesamtheit der Stabdurchführung dienen, in ihrer Endlage fixiert werden.

Als weiteres Merkmal dieser Erfindung ist vorgesehen, daß die unteren Kegelpfannen, die innerhalb des Kessels installiert sind, eine nach unten geneigte Umfangsblendschürze beachtlicher Länge haben, so daß bei steigendem Ölspiegel bis zu diesem Bereich jede Schürze eine Kammer begrenzt, die im unteren Bereich durch den erwähnten Ölpegel verschlossen ist und damit ein weiteres Ansteigen desselben in die Kammer unterbindet, um

das Eindringen der Ölflüssigkeit in die Hohlräume zwischen Stab und umgebendes Gefüge zu verhindern, womit eine optimale Abdichtung des Kessels in bezug auf Ölleckstellen garantiert wird.

Diese so gebildete Gesamtheit ist zur Auflage auf den Kesselmantel bestimmt, wofür das Hauptteil des Deckels aus Kunstharz an der Unterseite eine Rille über den gesamten Umfang besitzt, in welche ein entsprechender Dichtungsring eingesetzt ist, der auf dem Kesselkörper aufliegt und somit die beabsichtigte und erforderliche Dichtheit zwischen Kessel und Deckel sicherstellt.

Da es in der Praxis Transformatoren mit drei und mit vier Stäben in der Stabdurchführungsgruppe gibt, ist zur Vereinfachung der Herstellung und zur Verringerung der Dispositionskosten vorgesehen, daß die Stabdurchführung stets vier Module in einer Reihe aufweist, entsprechend vier Stäben, mit dem schon erwähnten Dichtungsring, wobei jedoch zwischen einem Endmodul und dem benachbarten Modul eine geschwächte Abtrennlinie vorhanden ist, an der die Abtrennung des Endmoduls von den übrigen drei Modulen ermöglicht wird. An der Unterseite des drei Module umfassenden restlichen Hauptteils ist eine Zweigrille, ähnlich der zuvor erwähnten Umfangsrille, angeordnet, die in die Umfangsrille einmündet und zur Aufnahme eines Abschnitts eines zugehörigen, entsprechend kürzeren Dichtungsringes vorgesehen ist. Diese Zweigrille ist unwirksam, wenn die Stabdurchführung für vier Stäbe eingesetzt wird, sie wird jedoch wirksam, sobald das Endmodul zur speziellen Verwendung mit drei Stäben weggebrochen wird. Ein Vorteil ist auch die Unterdrückung von magnetischen Störströmen, weil die Stabdurchführung kompakt ist und aus isolierendem Kunstharz gefertigt ist. Hier ist noch hinzuzufügen, daß ein Ausbauen des Transformators für eine eventuelle Repara-

tür einer Dichtung, der Platine oder eines Verschleißteils nicht erforderlich ist.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt:

■^ Fig. 1 eine Seitenansicht im Schnitt einer Stabdurchführung für elektrische Transformatoren nach der Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht der Anordnung nach Fig. 1, und

Fig. 3 die Anordnung nach Fig. 1, von links gesehen, teilweise im Schnitt.

Man erkennt aus den Figuren, daß die Stabdurchführung für elektrische Transformatoren besteht aus: einem Hauptteil 1 aus Kunstharz, dimensionsmäßig entsprechend der Kesselöffnung 2, an welcher sich dieses durch Aufsetzen auf die ümfangsrandbereiche anpaßt, wobei an dem Hauptteil 1 eine Vielzahl von Prismenblöcken 3 ausgebildet ist, die im wesentlichen rechteckigen Querschnitt haben und jeweils eine Azialbohrung 4 aufweisen, und zwar in im wesentlichen rechteckiger Gestalt zum paßgerechten Einbau des entsprechenden Stabes 5, der im Querschnitt gleichfalls im wesentlichen rechteckig ist.

Zusätzlich weist jeder einzelne der genannten Prismablöcke 3 in den außenliegenden Bereichen jeweils Vertiefungen auf, die die Bohrungsausgänge umgeben und zusammen mit dem Stab 5 jeweils Kanäle für die Aufnahme passender Dichtungsringe 6 und 6* definieren. Die Dichtungsringe 6 bzw. 6* werden durch entsprechende Kegelpfannen 7 und 8 eingepreßt. Letztere werden in der Betriebsposition mittels Durchgangsstiften 9 und 9*

gehalten, die Paßbohrungen 10 und 10* in jedem Stab 5
durchdringen und die zusätzlich als Spannverbindung für die Stäbe an der Durchführung in ihrer Gesamtheit
wirken.

Außerdem haben die unteren Kegelpfannen 8 nach unten gerichtete Dmfangsblendschürzen 11 beachtlichen Ausmaßes, die jeweils eine nach unten offene Kammer 12 begrenzen, die beim Ansteigen des Ölspiegels oder einer in Frage
kommenden Flüssigkeit sich eben durch die Flüssigkeit
verschließt und damit ein weiteres Ansteigen und folglich auch die Möglichkeit von Filtrationen zwischen jedem Stab 5 und seiner zugehörigen unteren Kegelpfanne 8 verhindert.

Das Hauptteil 1 hat eine Kontur, die mit jener der
Kesselöffnung 2 übereinstimmt, jedoch leicht
überdimensioniert ist, um eine entsprechende Überlappung der letzteren, wie Fig. 1 zeigt, zu erzielen und die
Dichtheit zwischen diesen Elementen unter Einsatz eines Umfangsdichtungsringes 13, der an der Unterseite vom
Hauptteil 1 in der entsprechenden Rille angebracht ist, sicherzustellen.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2 ist die Stabdurchführung für den Anwendungsfall eingerichtet, bei dem der Transformator vier Stäbe
erfordert. Nichtsdestoweniger gibt es in der Praxis
Transformatoren, die nur drei Stäbe pro
Stabdurchführungsgruppe benötigen. Für diesen Fall ist
vorgesehen, und dies stellt ein weiters Merkmal der Erfindung dar, daß das Hauptteil 1 an einer Querlinie 14
spaltbar ist, die einen Block oder Modul 3¹ von den anderen abtrennbar macht, so daß, ausgehend von einem
Fertigungsprozeß, bei dem identische Stabdurchführungen hergestellt werden, die vier Modulen enthalten, das Mo-

dul 3* durch einfaches Wegbrechen eliminiert wird, wenn für den betreffenden Anwendungsfall nur drei Module benötigt werden. Die verbleibende restliche Einheit behält ihre konstruktiven, charakteristischen Merkmale. Zu diesem Zweck ist, gleich anschließend an die Trennlinie 14, innen an der Unterseite des Hauptteils 1 eine weitere, abzweigende Rille angebracht zur Aufnahme eines Abschnitts eines entsprechend kürzeren Dichtungsrings 13'. Diese Abzweigrille bleibt natürlich frei, wenn die Stabdurchführung aus vier Modulen besteht, wird jedoch gebraucht, sobald von der erwähnten Stabdurchführung das Endmodul 3* weggebrochen wird.

Aus den bisherigen Ausführungen ist zu ersehen, daß die Prisma-Rechteck-Gestaltung der Stäbe 5 deren absolute Unbeweglichkeit sichert, speziell in bezug auf unbeabsichtigtes Verdrehen, und daß diese Gestaltung den direkten Anschluß der Verbindungskabel an die Stäbe möglich macht, wofür die Stäbe an ihrem oberen Ende mit Bohrungen 15 versehen sind, die auch deutlich in Fig. 3 zu erkennen sind. Die elektroisolierende Eigenschaft der Stabdurchfübrung im ganzen verhindert die typischen magnetischen Störströme in diesem Bereich. Die Kegelpfannen 7 und 8 gewähren eine schnelle und effektive Befestigung der Stäbe und garantieren eine hochgradige Dichtheit, diese noch in verstärktem Maße durch die unteren Blendschürzen 11 der inneren Kegelpfannen. All dies stellt für die beanspruchte Stabdurchführung eine außerordentlich einfache Struktur und optimale Funktionsgarantie dar.

Claims (4)

GRÜNECKER, KINKELDEY, STOOCMAIR :& »ARTNcR PATENTANWÄLTE EUROPEAN PATENT ATTORNEVS A GRÜNECKER, d.pl ing DR. H KINKELDEY o^l-ng DR. W. STOCKMAIR. DiPL-iNG aee ,ca,.te< DR. K. SCHUMANN, D'Pl pmvs P H. JAKOB. DlPL -ING DR G. BEZOLD. oicv c-iem W MEISTER. DiPL .ng H HILGERS. dipl-.ng DR H MEYER-PLATH. d.pl .ng DR M. BOTT-BODENHAUSEN-opl p~ DR. U. KINKELDEY. opl b:ol ■LiCENClE EN DROiT DE L L.·. . CE GENE.E '«« ZE CHEN VOUH UNSER ZEICHEN'OUR REP 8000 MÜNCHEN 22 MAXIMILIANS'RASSE 58 DATUM'DÄTE P 20 i40-5H/to POL, S.A. Poligono Industrial de Bakiola 8/n, Irrancudiaga, Vizcaya, Spanien StabdurohfQhrung für einen elektrischen Transformator Patentansprüche

1. Stabdurchführung für einen elektrischen
Transformator, dessen Wicklungen in einem vorzugsweise ölgefüllten Kessel angeordnet sind, bestehend aus einem Deckel, der zur Anbringung über einer Kesselöffnung bestimmt ist und Durchgänge für Anschlußstäbe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel umfaßt:

a) ein plattenförmiges Hauptteil (1) aus elektrisch isolierendem Material, vorzugsweise Kunstharz, das größere Umfangsabmessungen als die Kesselöffnung (2) aufweist und randnah an seiner Unterseite eine

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Omfangsnut zur Aufnahme eines Dichtungsrings (13) aufweist,

b) eine Mehrzahl von Prismenblöcken (3), die an dem Hauptteil (1) senkrecht zu diesem ausgebildet sind und jeweils einen Axialdurchgang (4) für einen Verbindungsstab (5) aufweisen,

c) jeweils eine Vertiefung an beiden Enden eines jeden Prismenblocks (3) zur Aufnahme je eines Dichtungsrings (6, 6'),

d) je eine Kegelpfanne (7, 8) an beiden Enden eines jeden Prismenblocks (3), die von den Verbindungsstäben (5) durchdrungen sind und die Dichtungsringe (6, 6^f) gegen die Verbindungsstäbe (5) und die Prismenblöcke (3) drücken, und

e) Sicherungsstifte (9» 9'), die an den Verbindungsstäben (5) festgelegt sind und die Kegelpfannen (7, 8) in Anlage an den Dichtungsringen (6, 6') halten.

2. Stabdurchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innerhalb des Kessels angeordneten Kegelpfannen (8) nach unten gerichtete ümfangsblendschürzen (11) größerer Länge aufweisen, die jeweils eine nach unten offene Kammer begrenzen, die von einem Verbindungsstab (5) durchdrungen ist.

3. Stabdurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prismenblöcke (3) an dem Hauptteil (1) in einer Reihe angeordnet sind und zwischen einem äußeren Prismenblock (3*) und dem dazu benachbarten Prismenblock (3) das Hauptteil (1) eine Sollbruchlinie (14) aufweist, an der das den äußeren

Prismenblock (3¹) umfassende Durchführungsmodul vom übrigen Hauptteil (1) abbrechbar ist, und daß benachbart der Sollbruchlinie (14) das übrige Hauptteil (1) an seiner Unterseite eine Zweignut (13') aufweist, die in die Umfangsnut (13) einmündet.

4. Stabdurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prismenblöcke (3), deren Axialdurchgänge (4) und die Verbindungsstäbe (5) im Querschnitt jeweils im wesentlichen rechteckig sind.