DE3917212C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spule für einen Transformator, insbesondere Hochspannungstransformator, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Spule.

Eine derartige Spule ist aus der DE-PS 26 28 524 bekannt. Spulen für Hochspannungstransformatoren werden häufig aus sehr dünnem Draht hergestellt. Dabei ist es schwierig, nach Fertigstellung der Spule den Drahtanfang und das Drahtende der Wicklung mit einer Anschlußklemme oder dergleichen elek­ trisch leitend zu verbinden, weil dabei der dünne Draht häufig abreißt und die Spule anschließend als Ganzes wegge­ worfen werden muß. Außerdem neigen bekannte Spulen zu Korona­ entladungen, wodurch die Spulen beschädigt oder unbrauchbar werden können.

Aus Bull. SEV 1982, S. 535-540 ist es grundsätzlich bekannt, Hochspannungsspulen und deren Anschlußklemmen bzw. -buchsen in einer elektrisch isolierenden Vergußmasse anzuordnen und auf der Vergußmasse eine elektrisch leitfähige Umhüllung anzubringen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Spule so zu verbessern, daß der Anfang und das Ende der Drahtwicklung einfach und sicher mit einer Klemme oder dergleichen ver­ bunden und Koronaentladungen verhindert werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. 3 gelöst.

Durch die elektrisch leitende Verbindung des Wicklungsanfangs mit der Hülse ist der Wicklungsanfang fixiert und stabili­ siert. Die robuste Hülse kann leicht mit einer Anschlußklemme der dergleichen verbunden werden. Bei Wicklungen aus dünnem Draht besteht daher keine Gefahr, daß der Anfang der Wicklung beim Verbinden mit einer Anschlußklemme oder dergleichen ab­ reißt. Entsprechendes gilt für das Drahtende. Die elektrisch leitende Umhüllung der Vergußmasse verhindert Koronaent­ ladungen.

Die nachstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit bei­ liegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigt

Fig. 1 eine Spule für einen Transformator und

Fig. 2 die Spule aus Fig. 1, eingebettet in eine Vergußmasse.

Die in Fig. 1 dargestellte Spule 1 ist für einen Transfor­ mator, insbesondere einen Hochspannungstransformator be­ stimmt. Sie ist aus verhältnismäßig dünnem Draht gewickelt, der beispielsweise einen Durchmesser von etwa 0,05 mm hat. Der Draht ist lackisoliert und mit einem thermoplastischen Mantel versehen, so daß die Mäntel benachbarter Windungen unter Anwendung von Wärme in an sich bekannter Weise mit­ einander "verbacken" werden können, um der Wicklung als Ganzes mehr innere Festigkeit zu verleihen.

Wie dargestellt, umfaßt die Spule 1 einen inneren Wickel­ körper in Gestalt einer kreiszylindrischen Hülse 2 mit einem axial verlaufenden, durchgehenden Schlitz 3. Die Hülse 2 besteht aus nichtmagnetischem Metall, vorzugsweise aus Kupfer, Silber oder aus einer Legierung dieser Metalle. Der Schlitz 3 verhindert in der fertigen Spule das Auf­ treten von Wirbelströmen. Der Wickelkörper 2 kann nach Fertigstellung der Spule in bekannter Weise auf den Kern­ teil eines Transformators aufgeschoben werden. Von einem Rand der Hülse 2 steht einstückig ein Vorsprung 4 ab.

Auf dem von der Hülse 2 gebildeten Wickelkörper ist eine Drahtwicklung 5 angeordnet, mit einem Wicklungsanfang 6 und einem Wicklungsende 7. Der Wicklungsanfang 6 wird vor Beginn der Wicklung elektrisch leitend mit der metallischen Hülse 2, beispielsweise durch Lötung verbunden. Dieser Ver­ bindungsvorgang kann leicht so ausgeführt werden, daß dabei der Wicklungsanfang 6 nicht abbricht. Sollte der Wicklungs­ anfang abbrechen, kann der Verbindungsvorgang leicht wieder­ holt werden. Wie dargestellt, steht die Hülse 2 an ihren Randbereichen beidseits über die Drahtwicklung 5 vor.

Die mit der Drahtwicklung 5 versehene Hülse 2 wird anschlie­ ßend in bekannter Weise in eine kubische oder quaderförmige Gießform eingesetzt und mit einer Vergußmasse 8, beispiels­ weise einem Epoxyd- oder Polyurethanharz umgossen. Beim Ein­ setzen der Spule 1 in die (nicht dargestellte) Gießform ruht die Hülse 2 mit ihrem unteren Rand auf dem Boden der Form auf und hält damit die Drahtwicklung 5 im Abstand vom Boden, so daß die eingegossene Vergußmasse die Drahtwicklung 5 auch an deren unterer Stirnseite umschließt und die Wicklung 5 schließlich in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise ringsum in die Vergußmasse 8 eingebettet ist. Bei der fertig in die Vergußmasse 8 eingebetteten Spule 1 liegen die oberen und unteren Ränder der Hülse 2 frei zutage. Gegebenenfalls kann wenigstens einer der Hülsenränder, beispielsweise der obere Hülsenrand 9 auch geringfügig über den Körper der Verguß­ masse 8 vorstehen. Der freiliegende oder vorstehende Rand der Hülse 2 sorgt für eine gute Ableitung der sich im Be­ trieb der Spule entwickelnden Wärme.

Vor dem Eingießen der Vergußmasse in die Gießform wird das Drahtende 7 mit einer Anschlußklemme, beispielsweise einer Buchse 11 verbunden, die in der gewünschten Stellung an der Gießform verankert wird. Nach Herausnahme des von der Ver­ gußmasse 8 gebildeten Körpers aus der Gießform ist die Buchse 11 fest mit diesem Körper verbunden (vgl. Fig. 2).

An den nach oben über die Vergußmasse 8 hinausreichenden Vorsprung 4 der Hülse 2 kann in bekannter Weise eine wei­ tere Anschlußklemme angebracht werden, ohne dabei den Drahtanfang 6 zu beschädigen. Mit dem Vorsprung 4 kann auch ein Anschlußdraht unmittelbar verlötet werden.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann die Außenseite des von der Vergußmasse 8 gebildeten Körpers mit einer elektrisch­ leitenden Umhüllung 12 versehen werden, beispielsweise aus Metall oder aus elektrisch leitendem Kunststoff. Zur Ver­ meidung von Koronaentladungen, wie sie bei Hochspannungs­ transformatoren auftreten können, ist die Umhüllung 12 elektrisch leitend mit der Hülse 2 verbunden, was in ein­ facher Weise dadurch geschieht, daß die Umhüllung 12 un­ mittelbar mit der Hülse 2, wie aus Fig. 2 ersichtlich, in Kontakt gebracht wird.

Wie bereits ausgeführt, verwendet man zur Herstellung der Drahtwicklung 5 auf der Hülse 2 einen dünnen Draht mit einer verbackbaren thermoplastischen Ummantelung. Die Dicke des Drahtes kann zwischen 0,1 und 0,01 mm liegen. Bei der Her­ stellung der Drahtwicklung befestigt man den von der ge­ schlitzten Hülse 2 gebildeten Wickelkörper in an sich be­ kannter Weise auf einem drehend angetriebenen Wickelwerk­ zeug. Man verbindet den Wicklungsanfang 6, beispielsweise durch Löten, mit der Hülse 2 elektrisch leitend und ver­ setzt hierauf das Wickelwerkzeug in Rotation, so daß sich die Drahtwicklung durch entsprechende Führung des zulaufenden Drahtes auf der Hülse 2 ausbildet. Die Ausbildung der Draht­ wicklung 5 erfolgt unter Wärmeeinwirkung, so daß die ein­ zelnen Drahtwindungen in bekannter Weise miteinander ver­ backen und eine stabile Einheit ergeben. Schließlich wird die mit der Drahtwicklung 5 versehene Hülse 2 in der be­ schriebenen Weise in die Vergußmasse 8 eingebettet.

Claims (3)

1. Spule für Transformator, insbesondere Hochspannungstrans­ formator, mit einer axial durchgehend geschlitzten Hülse aus nicht magnetischem Metall und mit einer unmittelbar darauf angeordneten Drahtwicklung mit einem Wicklungsan­ fang und einem Wicklungsende, wobei die Hülse beidseits über die Drahtwicklung vorsteht und der Wicklungsanfang mit der Hülse elektrisch leitend verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß Hülse (2) und Drahtwicklung (5) außen derart mit einer elektrisch isolierenden Vergußmasse (8) umgossen sind, daß die oberen und unteren Ränder der Hülse (2) frei zutage liegen, und daß der von der Vergußmasse (8) gebildete Kör­ per fest mit einer an das Wicklungsende (7) angeschlosse­ nen Anschlußklemme (Buchse 11) verbunden und außen mit einer elektrisch leitenden Umhüllung (12) versehen ist, die ihrerseits elektrisch leitend an die Hülse (2) ange­ schlossen ist.

2. Spule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (2) an ihrem einen Rand einen nach oben über die Vergußmasse (8) hinausreichenden Vorsprung (4) zur Anbrin­ gung einer Anschlußklemme oder zum Anlöten eines Anschluß­ drahtes aufweist.

3. Verfahren zum Herstellen einer Spule nach Anspruch 1 oder 2 unter Verwendung eines Drahtes mit einer verbackbaren thermoplastischen Ummantelung, wobei die Wicklung auf der Hülse angeordnet und der Wicklungsanfang mit der Hülse elektrisch leitend verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die Hülse auf einem drehend angetriebenen Wickel­ werkzeug befestigt, die Drahtwicklung unter Verbackung ih­ rer einzelnen Windungen auf der rotierenden Hülse derart aus­ bildet, daß die geschlitzte Hülse mit ihren Stirnseiten beidseits axial über die im wesentlichen zylindrische Drahtwicklung vorsteht, daß man die mit der Drahtwicklung versehene Hülse mit ihrer einen Stirnseite auf den Boden einer Gießform aufsetzt, daß man die Vergußmasse in die Gießform einbringt und daß man die Außenseite der Verguß­ masse mit einer elektrisch leitenden Umhüllung versieht und diese Umhüllung mit der Hülse elektrisch leitend verbindet.