DE364336C

DE364336C - Choke coil for high voltages

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Publication number: DE364336C
Application number: DEP41225D
Authority: DE
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Priority date: 1921-01-06
Filing date: 1921-01-06
Publication date: 1922-11-21

Description

Drosselspule für hohe Spannungen. Zur Ableitung der sogenannten statischen Ladungen elektrischer Leitungsnetze, verursacht durch die Einwirkung der atmosphärischen Elektrizität und zur Vermeidung der damit für -die Isolationen der Leitungen, Maschinen-.-und Apparate verbundenen Gefahren, werden die Leitungen an möglichst vielen Stellen geerdet, sei es durch hohe Ohmsche Widerstände, sei es bei Wechselstromanlagen durch Drosselspulen hoher Selbstinduktion. Diese Spulen nehmen nur einen geringen wattlosen Strom von der Frequenz des Betriebsstromes auf : dagegen kann eine atmosphärische Gleichstromladung ohne weiteres durch die Wicklung zur Erde abfließen, so daß kein Gleichspannungsgefälle gegen Erde dauernd bestehen kann.Choke coil for high voltages. To derive the so-called static Charges in electrical networks caused by the action of the atmosphere Electricity and to avoid the for -the insulation of the lines, machines -.- and Apparatus associated hazards, the lines are in as many places as possible earthed, be it through high ohmic resistances, be it through AC systems High self-induction choke coils. These coils only take up a small amount of wattless Current from the Frequency of the operating current: on the other hand, a atmospheric direct current charge can easily flow away through the winding to earth, so that there can be no constant voltage gradient with respect to earth.

Die Konstruktion derartiger Drosselspulen für die gebräuchlichen Hochspannungen bereitet keine besonderen Schwierigkeiten und bietet nichts Bemerkenswertes. Für Hochspannungen iin Bereich von 5o ooo bis r5o ooo Volt und darüber werden dagegen durch die nachstehend beschriebene Konstruktion wesentliche Vorteile erzielt, wodurch verschiedene bei so hohen Spannungen bestehende Isolierungsschwierigkeiten umgangen werden.The construction of such reactors for the common high voltages poses no particular difficulties and offers nothing remarkable. For High voltages in the range of 50,000 to 50,000 volts and above are on the contrary achieved by the construction described below significant advantages, whereby bypassed various insulation difficulties that existed at such high voltages will.

Das Prinzip der Neuerung besteht darin, den Eisenkern der Spule in mehrere kleinere Kerne zu unterteilen, welche gegen Erde isoliert und an geeignete Punkte der ebenfalls unterteilten Wicklung angeschlossen sind, wobei diese Verbindung auch durch eine dielektrische Leitfähigkeit, d. h. einen Kondensator, bewerkstelligt werden kann. Hierdurch wird die maximale Potentialdifferenz zwischen Wicklung und Eisenkern auf einen Bruchteil der ganzen Betriebsspannung vermindert. Die Eisenkerne bilden zur Wicklung in Parallelschaltung liegende Kondensatoren, welche im Verhältnis zur Fortpflanzungszeit der durch die Wicklung fortschreitenden Einschaltwelle augenblicklich auf Spannung kommen. Die Schaltwelle, welche durch die Bewicklung fortschreitet und deren Drahtisolation beansprucht, entspricht nur der auf die Teilspule entfallenden Teilspannung, welche erfahrungsgemäß zulässig ist.The principle of the innovation is to put the iron core of the coil in to subdivide several smaller cores, which are insulated from earth and attached to suitable ones Points of the also subdivided winding are connected, this connection also by dielectric conductivity, i. H. a capacitor can be. This increases the maximum potential difference between winding and Iron core reduced to a fraction of the total operating voltage. The iron cores form capacitors connected in parallel to the winding, which are in proportion at the time of propagation of the switch-on wave advancing through the winding get excited. The switching shaft that advances through the wrapping and whose wire insulation is claimed, corresponds only to that which is allotted to the sub-coil Partial voltage, which experience has shown is permissible.

Durch die Unterteilung des Spannungsgefälles wird eine bessere Spannungsverteilung erzielt, bei welcher die örtlichen Beanspruchungen der Isolationen geringer werden.By subdividing the voltage gradient, there is a better distribution of stress achieved in which the local stresses on the insulation are reduced.

Ebenso kann das Spannungsgefälle in radialer Richtung in an sich bekannter Weise durch Anordnung von in geeigneter Weise mit der Wicklung verbundenen Schirmen verbessert werden.The voltage gradient in the radial direction can also be known per se Way by arranging screens in a suitable manner connected to the winding be improved.

Gegebenenfalls können die Eisenkerne zur Vermeidung von Schwingungen durch hohe Ohmsche Widerstände mit der Wicklung verbunden werden.If necessary, the iron cores can be used to avoid vibrations be connected to the winding by high ohmic resistances.

Ist die Verbindung zwischen Eisenkern und Wicklung durch einen Kondensator hergestellt, dann brauchen dabei keine besonderen Belegungen verwendet zu werden, sondern es kann der Kondensator auch aus der Wicklung und dem isolierten Eisenkern bestehen.Is the connection between the iron core and the winding through a capacitor then no special assignments need to be used, but the capacitor can also consist of the winding and the insulated iron core exist.

Durch Einstellung des magnetischen Widerstandes der Teilkerne kann die gleichmäßige Potentialverteilung auf die einzelnen in Reihe geschalteten Teilwicklungen bewirkt werden. Soll die Erdungsdrosselspule als Spannungswandler zur Speisung von Meßinstruinenten, - Erdschlußanzeigern u. dgl. benutzt ,-erden, so kann das dadurch geschehen, daß auf die Kerne Sekundärwicklungen gelegt und diese in Reihe geschaltet werden. Es genügt aber auch, den dem Erdpotential am nächsten kommenden Kern mit einer Sekundärwicklung zu versehen, wobei durch Wahl der Wicklung und Anwendung an sich bekannter Mittel der Meßfehler auf ein beliebiges Maß vermindert werden kann. Ein derartiger Spannungswandler besitzt gegenüber den bisher bekannten Ausführungen den Vorteil wesentlicher Verbilligung, vor allem aber denjenigen größerer Sicherheit gegen Überschlag sowohl gegen Erde als auch gegen die Sekundärwicklung.By adjusting the magnetic resistance of the partial cores the even distribution of potential over the individual series-connected partial windings be effected. Should the grounding reactor be used as a voltage converter for supplying Measuring instruments, earth fault indicators and the like are used and earthed, so that can be achieved happen that placed secondary windings on the cores and these are connected in series will. However, it is also sufficient to include the core that is closest to the earth potential a secondary winding, whereby the choice of winding and application known means of the measurement errors can be reduced to any desired level can. Such a voltage converter possesses in comparison to the previously known designs the advantage of substantial cheaper, but above all those of greater security against flashover both against earth and against the secondary winding.

Abb. z der Zeichnung stellt eine Ausführungsform der Erfindung dar. Die lamellierten Eisenkerne j1, j=, j3, j, sind isoliert befestigt und mit den Hochspannungsteilwicklungen w1, Wz, w3, w4 versehen. Das Joch trägt außerdem noch die Sekundärwicklung s. Eisenkerne und zugehörige Hochspannungswicklungen sind durch als hochohmige Widerstände gedachte Verbindungen r" r, r3, r4 miteinander verbunden. Durch diesen Anschluß wird ein gleichmäßiger Potentialabfall von Kern zu Kern erzwungen.Fig. Z of the drawing shows an embodiment of the invention. The laminated iron cores j1, j =, j3, j, are insulated and attached with the high-voltage partial windings w1, Wz, w3, w4. The yoke also carries the secondary winding see iron cores and associated high-voltage windings are thought of as high-ohmic resistances Connections r "r, r3, r4 are interconnected. Through this connection a forced uniform drop in potential from core to core.

Die in der Abb. z dargestellte Ausführungsform enthält außerdem noch leitende Schirme cl, c2, c3, durch welche ein den Anschlüssen z an die Wicklungen entsprechender Potentialabfall ebenfalls in radialer Richtung erzwungen wird unddemgemäß auf günstigste elektrische Beanspruchung des den Behälter b füllenden flüssigen oder festen Isoliermittels Bedacht genommen ist. Die Zuführung erfolgt an einer Klemme a, von der die Leitung durch einen im Deckel g sitzenden Isolator ä nach innen an den Schirm c, und die erste Wicklung w1 geführt ist.The embodiment shown in Fig. Z also contains conductive screens cl, c2, c3, through which the connections z to the windings corresponding potential drop is also forced in the radial direction and accordingly for the most favorable electrical stress on the liquid filling the container b or solid isolating agent is taken into account. The feed takes place at one Terminal a, from which the line goes through an insulator ä in the cover g inside to the screen c, and the first winding w1 is performed.

Die Wirkungsweise ist ohne weiteres aus der Abbildung ersichtlich. Bei gleicher Einstellung der magnetischen Widerstände der Kerne j wird bei gleichem Magnetisierungsstrom in jedem Kern der gleiche Kräftfluß erzeugt und somit in den Wicklungen auch die gleiche Spannung induziert. Ebenso induziert dieser Kraftfluß eine der Netzspannung proportionale Spannung in der Sekundärwicklung s.The mode of operation is readily apparent from the figure. With the same setting of the magnetic resistances of the cores j is with the same Magnetizing current generates the same flux of forces in each core and thus in the Windings also induce the same voltage. This flow of force also induces a voltage proportional to the mains voltage in the secondary winding s.

Eine weitere Verbesserung besteht in dem durch das erörterte Konstruktionsprinzip ermöglichten Aufbau der Endungsdrosselspule bzw. Spannungswandler aus einzelnen in isolierende Behälter untergebrachten Teilspulen, welche zusammen mit dem Isolierbehälter j e ein Bauelement bilden. Durch Aufeinandersetzen mehrerer dieser Elemente kann eine Spule für beliebig hohe Spannung gebildet werden, welche äußerlich eine Art Kettenisolator bildet und zwecks Aufstellung im Freien mit Regendächern versehen werden kann, die mit den an die Wicklungsenden angeschlossenen Armaturen verbunden sind.A further improvement consists in the principle of construction discussed by the discussed enabled construction of the ending inductor or voltage converter from individual Partial coils accommodated in insulating containers, which together with the insulating container each form a component. By stacking several of these elements can a coil can be formed for any high voltage, which externally has a kind Forms a chain isolator and provides rain canopies for outdoor installation connected to the fittings connected to the winding ends are.

Der größte Vorteil dieser Anordnung besteht im Wegfall des Einführungsisolators, dessen Durchbildung bei ganz hohen Spannungen und insbesondere für die Aufstellung im Freien große Schwierigkeiten bildet. Durch den Anschluß der Armaturen der einzelnen Elemente an die entsprechenden Wicklungspunkte kommen sie auf ein ganz bestimmtes Potential; das Potentialgefälle von Armatur zu Armatur ist eine gegebene Größe und das Problem der Isolierung auf die keine Schwierigkeiten bietende Durchbildung der Isolation der einzelnen Elemente zurückgeführt.The greatest advantage of this arrangement is the elimination of the entry insulator, its implementation at very high voltages and especially for the installation creates great difficulty outdoors. By connecting the fittings of each Elements at the corresponding winding points they come to a very specific one Potential; the potential gradient from valve to valve is a given quantity and the problem of isolation on the unproblematic implementation of the Isolation of the individual elements returned.

Erwähnt sei noch die Vereinfachung der Fabrikation durch die Verwendung derselben Spulenelemente zum Aufbau von Apparaten für die verschiedensten Spannungen.The simplification of manufacture through use should also be mentioned the same coil elements for the construction of apparatus for the most varied of voltages.

In Abb. z ist eine derartig aufgebaute Drosselspule dargestellt. Die Teilkerne und Teilwicklungen sind in die Behälter br, b@, b3, b4 mit den Abschlußdeckeln e, e2, e3, e4 aus isolierendem Material eingebaut, wobei die Wicklungen w, w2, w", w4 an geeigneten Stellen durch die Verbindungen r, r2, r3, r4 mit den Eisenkernen, die Wicklungsenden dagegen mit den Armaturen f verbunden sind. Die Zwischenräume im Behälter können mit flüssigem oder festem Isoliermaterial gefüllt werden.A choke coil constructed in this way is shown in Fig. Z. the Part cores and part windings are in the container br, b @, b3, b4 with the end caps e, e2, e3, e4 made of insulating material, the windings w, w2, w ", w4 at suitable points through the connections r, r2, r3, r4 with the iron cores, the winding ends, however, are connected to the fittings f. The spaces in between in the container can be filled with liquid or solid insulating material.

Im Falle der Aufstellung im Freien kann der Apparat mit den üblichen Regendächern d, bis d4 aus leitendem oder isolierendem Material versehen werden.In the case of installation in the open air, the device can be used with the usual Rain roofs d to d4 are made of conductive or insulating material.

Die beiden Abbildungen stellen Ausführungsbeispiele dar, doch ist die Ausführung der Erfindung keineswegs auf sie beschränkt, sondern es sind beliebige andere Bauarten, z. B. mehrpolige mit Erdpotentialverbindung in der Mitte bzw. Sternpunkt usw., denkbar.The two figures show exemplary embodiments, but is the implementation of the invention is in no way limited to them, but they are arbitrary other types, e.g. B. multi-pole with earth potential connection in the middle or star point etc., conceivable.

Claims

PATENT CLAIMS: i.

High voltage choke acting as a grounding choke or as a voltage converter or to be used for both purposes at the same time, thereby characterized in that the high-voltage winding and iron core are divided into several parts, the individual partial windings are connected in series and the partial cores are isolated from earth and connected to the high voltage winding at suitable points. z.

Facility according to claim i, characterized in that the connection between winding and Ice n # ern a hocohinigen 'id always form- @ 3.

Device according to claim i, characterized in that the connection between the winding and the iron core is through a capacitor is formed, with dir-capacitor occupancy also by the Winding and dieernoberMMe can be: `q :. `` Judgment according to claim i or following, characterized in that electrical in a known manner Screens made of conductive layer are arranged, which by conductive or dielectric Conductivities associated with points of the winding and a suitable potential distribution in the insulating space surrounding the apparatus.

5. Set up after Claim q., Characterized in that the electrical shields by high-resistance Resistors are connected to the winding points.

6. Device according to claim i or following, characterized in that the magnetic resistances of the iron cores are adjustable for the purpose of setting the desired, in particular uniform Potential distribution along the winding.

7. Device according to claim i or the following, characterized in that one or more iron cores isolated from these secondary windings for the supply of measuring instruments, earth leakage testing devices and the like. B. Device according to claim i, characterized in that each sub-coil in a special insulating housing with conductive sockets is installed and their winding ends are connected to the isolated sockets, so that by stacking formed by several such components a coil for any high voltage can be. G. Device according to claim 8, characterized in that for the Installation in the open air on the insulating housings of the coil sections. Conductive rain roofs or insulating material are attached. ,