DE3730462C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einstellbare Induktivitäten mit einem axial einseitig angeordneten Tauchkern in einer auf ihren Außenseiten von fest eingespannten Rückschlußschenkeln und Jochen eines Magnetkreises umfaßten Wicklung. Eine solche Induktivität ist aus der DE-OS 30 45 954 bekannt.

Erdschlüsse zwischen Spannung führenden Leitern und Erde in elektrischen Versorgungsnetzen können zerstörerische Auswir­ kungen auf nur mittelbar beteiligte Bauteile und Geräte haben. Zur Vermeidung derartiger Auswirkungen dient üblicherweise der Einsatz von Induktivitäten, sogenannten Erdschlußlöschspu­ len. Zumindest werden die Folgen von Erdschlüssen durch den Einsatz der Erdschlußlöschspulen stark gemindert.

Die Erdschlußlöschspulen sind auf die Erdkapazitäten des zu schützenden elektrischen Versorgungsnetzes so abgestimmt, daß an der Erdschlußstelle der kapazitive Erdschlußstrom durch den induktiven Strom kompensiert ist. Sofern der Lichtbogen an der Fehlerstelle durch die Kompensation nicht erlischt, fließen dort nur relativ leicht beherrschbare Restströme, bestehend aus dem Wirkstromanteil des Erdschlußstromes, den Ableitungsver­ lusten über die Isolierung gegen Erde und den Oberschwingungs­ strömen.

Versorgungsnetze mit veränderlicher Ausdehnung und mit daher unterschiedlichem Erdschlußstrom werden zweckmäßigerweise mit stufenlos veränderbaren Induktivitäten in Tauchkernbauweise, beispielsweise gemäß DE-OS 30 45 954, ausgerüstet. Gesteuert von einer entsprechenden zusätzlichen Beschaltung wird die Induktivität der Tauchkernspule auf den dem jeweiligen Netz­ zustand entsprechenden Kompensationsstrom eingestellt.

Bei der Anordnung gemäß der DE-OS 30 45 954 wird der Tauchkern zur Veränderung der Induktivität in die Wicklung mehr oder weniger weit hineingeschoben. Wegen des unvermeidbaren Spiels zwischen dem beweglichen Tauchkern und den diesen führenden Bauteilen weisen Tauchkernspulen dieser Anordnung eine verhält­ nismäßig starke Geräuschentwicklung und häufig auch unerwünscht kräftige Vibrationen auf. Ein weiterer Nachteil der bekannten Tauchkernspulen besteht darin, daß zum Bewegen des Tauchkernes verhältnismäßig große Kräfte erforderlich sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einstell­ bare Induktivität zu schaffen, die im Mittel nur kleine Ein­ stellkräfte erfordert, die ohne übermäßigen Aufwand nur eine geringfügige Geräuschentwicklung aufweist und die praktisch frei von Vibrationen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

• - daß die Wicklung in Achsrichtung auf dem fest eingespannten Tauchkern verschiebbar ist,
• - daß der Tauchkern quer zur Achsrichtung in zwei annähernd gleichlange Kernteile geteilt ist, von denen der eine aus ferromagnetischem und der andere aus magnetisch neutralem Werkstoff besteht und
• - daß die axiale Gesamtlänge des Tauchkerns etwa doppelt so groß ist wie die axiale Länge der Wicklung.

Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung besteht der ferromagne­ tische Kernteil aus quer zur Achsrichtung angeordneten aus radial geschichteten Blechlamellen zusammengesetzten Eisen­ scheiben, die mit magnetisch neutralem Werkstoff gefüllte enge Spalte einschließen und bestehen alle an die Wicklung angrei­ fenden Preß-, Führungs- und Antriebseinrichtungen aus magne­ tisch neutralem Werkstoff.

Nach vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung besteht die Wicklung aus spiralig aufgewickelter Folie, deren Breite gleich der axialen Länge der Wicklung ist und es ist die Wicklung aus einer Vielzahl von elektrisch parallelgeschalteten, räumlich in Achsrichtung übereinandergestapelten Spulen aufgebaut, die zudem in einen Gießharzblock eingegossen sein können.

Die erfindungsgemäß gestaltete einstellbare Induktivität ist infolge der festen Einspannung aller Teile des Eisenkernes und der verschiebbaren Wicklung sehr vorteilhaft, weil dadurch die von ihr ausgehenden Geräusche und Vibrationen annähernd auf das Niveau von Transformatoren vergleichbarer Größe herab­ gesetzt sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt und

Fig. 2 einen Querschnitt, entlang der Linie II-II in Fig. 1 durch einen prinzipiellen Aufbau einer erfindungsgemäßen, einstellbaren Induktivität.

In einem mit Transformatoröl gefüllten Kessel aus einem Boden 1, einem Mantel 2 und einem Deckel 3 bilden Joche 4 zusammen mit Rückschlußschenkeln 5 und einem Tauchkern 6 einen Magnet­ kreis zur Führung eines Magnetfeldes. Die beiden Joche 4 und die vier Rückschlußschenkel 5 bestehen aus lamellierten Transformatorblechen und sind fest miteinander verbunden. Das untere Joch 4 stützt sich über Fußplatten 7 auf den Boden ab.

Der Tauchkern 6 besteht aus zwei etwa gleich großen Kernteilen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der obere Kern­ teil 8 aus einem beliebigen magnetisch neutralen Werkstoff hergestellt. Der untere Kernteil ist aus radial geblechten Eisenscheiben 9 und Scheiben 10 aus magnetisch neutralem Werk­ stoff zusammengesetzt, vorzugsweise aus Keramikscheiben. Der zentral im Magnetkreis angeordnete, aus dem Kernteil 8, den Eisenscheiben 9 und den Scheiben 10 zusammengesetzte Tauch­ kern 6 bildet eine starre Säule und ist zwischen den beiden Jochen 4 fest eingespannt.

In dem Ringraum zwischen dem Tauchkern 6 und den Rückschluß­ schenkeln 5 ist eine Wicklung 11 angeordnet, die in Achs­ richtung zwischen der dargestellten tiefsten Stellung und der durch punktgestrichelte Linien angedeuteten höchsten Stellung verschiebbar ist.

Die Wicklung 11 ist entweder aus einem spiralig aufgewickelten, elektrisch leitenden Blechband gewickelt, dessen Breite gleich der axialen Länge der Wicklung 11 ist oder die Wicklung 11 ist aus einer Vielzahl von elektrisch parallelgeschalteten, axial übereinandergestapelten Spulen zusammengesetzt. Dadurch ist gewährleistet, daß in jeder Lage der Wicklung 11, bezogen auf den magnetischen Teil des Tauchkerns 6, von jeder Windung ein wenigstens angenähert gleichgroßer Querschnittsanteil mit dem Magnetkreis verkettet ist.

Zur einfachen Handhabung der Wicklung 11, insbesondere auch bei betriebsbedingten axialen Verschiebungen derselben ist es zweckmäßig, entweder die Stirnseiten des aus Blechband her­ gestellten Wickels oder den Stapel aus Spulen in einen Gieß­ harzblock einzugießen. Dadurch läßt sich die Wicklung 11 dann als kompaktes Bauteil auf nicht näher dargestellte ein­ fache Weise zum Verschieben einspannen.

Die einstellbare Indukti­ vität mit starrem Kern und verschiebbarer Wicklung ist prin­ zipiell für alle Nennleistungen vorgesehen, eignet sich jedoch insbesondere zur Anwendung bei Erdschlußlöschspulen.

Claims (7)

1. Einstellbare Induktivität mit einem axial einseitig ange­ ordneten Tauchkern (6) in einer auf ihren Außenseiten von fest eingespannten Rückschlußschenkeln (5) und Jochen (4) eines Magnetkreises umfaßten Wicklung (11), dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Wicklung (11) in Achsrichtung auf dem fest einge­ spannten Tauchkern (6) verschiebbar ist,
• - daß der Tauchkern (6) quer zur Achsrichtung in zwei an­ nähernd gleichlange Kernteile geteilt ist, von denen der eine aus ferromagnetischem (9) und der andere aus magnetisch neutralem (8) Werkstoff besteht und daß die axiale Gesamt­ länge des Tauchkerns (6) etwa doppelt so groß ist wie die axiale Länge der Wicklung (11).

2. Einstellbare Induktivität nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung (11) etwa um das Maß ihrer axialen Länge ver­ schiebbar ist.

3. Einstellbare Induktivität nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ferromagnetische Kernteil aus quer zur Achsrichtung angeordneten, aus radial geschichteten Blechlamellen zusammen­ gesetzten Eisenscheiben (9) besteht, die mit magnetisch neu­ tralem Werkstoff gefüllte enge Spalten (10) einschließen.

4. Einstellbare Induktivität nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle an die Wicklung (11) angreifenden Preß-, Führungs- und Antriebseinrichtungen aus magnetisch neutralem Werkstoff be­ stehen.

5. Einstellbare Induktivität nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung (11) aus spiralig aufgewickeltem Blechband besteht, dessen Breite gleich der axialen Länge der Wicklung (11) ist.

6. Einstellbare Induktivität nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung (11) aus einer Vielzahl von elektrisch parallelgeschalteten, räumlich in Achsrichtung übereinander­ gestapelten Spulen aufgebaut ist.

7. Einstellbare Induktivität nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen in einen Gießharzblock eingegossen sind.