DE4034317A1

DE4034317A1 - Radiale abstuetzanordnung in axialen kuehlkanaelen von transformatoren oder drosselspulen mit lagenwicklungen

Info

Publication number: DE4034317A1
Application number: DE19904034317
Authority: DE
Inventors: Klaus Baarz; Klaus Dr Ing Eckholz; Hans-Eberhard Lindenberg; Ingo Retzlaff; Ekkehard Dipl Ing Ristau
Original assignee: TRANSFORMATOREN und SCHALTGERA
Current assignee: AEG Tro Transformatoren und Schaltgeraete GmbH
Priority date: 1990-10-24
Filing date: 1990-10-24
Publication date: 1992-04-30
Anticipated expiration: 2010-10-25
Also published as: DE4140460A1; DE4034317C2

Description

Die Erfindung ist anwendbar für Transformatoren oder Drosselspulen mit Lagenwicklung und vorzugsweise er zwungener Kühlmittelströmung, bei denen in die axialen Kühlkanäle wirbelerzeugende Elemente hinein ragen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Aus der DE-OS 28 12 466 (Ho1F, 27/08) ist ein flächiges Isoliermaterial bekannt, bei dem in Längsrichtung erhabene Abschnitte verschiedener Abmessung ein- oder beidseitig der Materialebene mit gegenseitigem Abstand, in Querrichtung zueinander versetzt oder nicht versetzt, zum Auf-Abstand- Halten der strom- bzw. spannungsführenden Teile von Hoch spannungsgeräten, vorzugsweise innerhalb der Wicklungen von Transformatoren und Drosseln, angeordnet sind, derart, daß sich zwischen den erhabenen Abschnitten Längs- und Querka näle bilden, um so eine gesteuerte Kühlwirkung zu erreichen. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß sie eine Oberflächen seite der zu kühlenden Teile großflächig abdeckt und somit nicht oder nicht ausreichend Wärme abführt. Bei der doppel seitigen Nutzung des Isoliermaterials wäre eine Verdopplung der Dickenabmessung des Kühlmittelkanals mit gleichzeitiger Vergrößerung der Gesamtwicklung und damit aller Abmessungs parameter des Transformators oder der Drossel die Folge.

Eine Vorrichtung zur Verbesserung der Kühlung von Transfor matoren mit Lagenwicklung und erzwungener Ölströmung in den Kühlkanälen, bestehend aus in die Kühlkanäle hineinragenden, wirbelerzeugenden Elementen ist in der DE-OS 23 16 830 (Ho1F, 27/12) beschrieben, die sich dadurch auszeichnet, daß die wirbelerzeugenden Elemente mit den Wicklungen in Umfangsrichtung ganz oder teilweise umschließenden Trägern vereinigt sind. Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist, daß durch die endliche Dicke der genannten Träger die radiale Ausdehnung der Wicklung vergrößert wird, was wiederum zur Vergrößerung aller Abmessungsparameter des Gerätes führt. Weiterhin ist von Nachteil, daß hierzu ein besonderes Teil benötigt wird, was wiederum eine gesonderte Fertigung er fordert.

In der DE-OS 24 22 677 (Ho1F, 27/12) werden die Distanzlei sten der Lagenwicklungen als Halter für wirbelerzeugende Elemente herangezogen, wobei die wirbelerzeugenden Elemente Bestandteil der Distanzleisten sein können. Abgesehen davon, daß das hierbei verwendete Wirbelelement immer als zusätzliches Bestandteil, ob unter der Leiste gelegt, an die Leiste geklebt oder an der Leiste gestaltet, vorhanden ist, kommt jedes Element nur einmal in jedem zwischen jeweils 2 Leisten umfänglichen Kühlkanalbereich zur Wirkung, d. h. an jeder Leiste sind für die nebenein anderliegenden Kühlkanalbereiche 2 Wirbelelemente anzu ordnen.

Bei direkt an der Leiste gestalteten Wirbelelementen ist bei weit zur anderen Leiste innerhalb des Kühlkanalberei ches reichenden Wirbelelementen aufgrund ihrer großen Fläche ihr Fibrieren durch das vorbeiströmende Öl zu er warten, was dazu führen kann, daß sie infolge eines Dauer bruches abfallen und durch Verstopfen der Kühlkanäle die Kühlwirkung und damit die Betriebssicherheit des Gerätes in Frage stellen.

Die genannten Anordnungen weisen neben den genannten Nach teilen noch einen gemeinsamen Nachteil auf: Durch die beim Pressen und Stabilisieren der fertigen Wicklung erreichte axiale Verkürzung derselben kann sich bei der DE-OS 28 12 466 das gesamte flächige Isoliermaterial und bei den anderen genannten Schriften können sich die axialen Distanzleisten in undefinierter Weise verwerfen. Das führt zu unkontrol lierbaren Veränderungen der Abmaße der axialen Kühlkanäle bis hin zu ihrem völligen Verschluß.

Bei der Abstützanordnung nach DD-PS 2 42 896 (Ho1F, 27/28) sind die axialen Distanzleisten in vorbestimmtem Maß länger als die ungepreßte und unstabilisierte Wicklung, wobei sie an ihrem axialen Ende quer zu ihrer radialen Stärke von den Wicklungsenden ausgehend mit mindestens einem axialen Ein schnitt von vorgewählter Länge versehen sind. Mit den so gebildeten Fiederteilen sind sie vorgekrümmt jeweils in eine vorgefertigte, zur Distanzleiste hin eine Krümmung und Zentrierschrägen aufweisende Nut eines zugehörigen Abstütz klotzes eingelegt, so daß sie beim Pressen und Stabilisie ren der Wicklung in der Nut des Abstützklotzes gleiten können, womit der Längenausgleich erreicht wird. Diese Ab stützordnung setzt jedoch einen gewissen Platz oberhalb und unterhalb der Wicklung für die Abstützklötze voraus, was nicht in jedem Falle gegeben ist.

Bei diesem bekannten Stand der Technik ist es Ziel der Er findung, eine radiale Abstützanordnung mit Verwirbelungs elementen in axialen Kühlkanälen von Lagenwicklungen mit vorzugsweise erzwungener Kühlmittelströmung in Transfor matoren oder Drosselspulen anzugeben, der die ökonomischen Nachteile der bekannten Anordnungen nicht anhaften.

Das technische Problem

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine radiale Abstützanordnung in axialen Kühlkanälen von Lagen wicklungen mit vorzugsweise erzwungener Kühlmittelströmung zu finden, die bei ihrer definierten axialen Kompressibili tät eine gute Verwirbelung des Kühlmittelstromes ermöglicht und dabei eine Vergrößerung der gesamten Wicklung in radia ler und/oder axialer Richtung vermeidet.

Die Lösung des Problemes

Erfindungsgemäß ist das Problem dadurch gelöst, daß die zur radialen Kraftaufnahme und zur Bildung der axialen Kühlkanäle zwischen den Lagenwicklungen und/oder zwischen Wicklungsträger und Wicklung und/oder zwischen den Lagen der Wicklungen vorgesehenen Längsleisten in vorbestimmten axialen Abständen in Umfangsrichtung der Wicklungen ab wechselnd von ihrer Längsachse um ein vorbestimmtes Maß nach der einen oder anderen Seite versetzt, Teile ihrer selbst mit jeweils vorbestimmter axialer Länge aufweisen, die jeweils mindestens eine Wirbelkante tragen. Vorteilhafterweise sind die Längsleisten mäanderförmig ausgebildet. Es kann aber auch von Vorteil sein, wenn die Leisten eine Ziehharmonikaform aufweisen.

Durch diese Ausbildung der Leisten sind sie mit der ferti gen Wicklung kompressibel, was bei der Pressung und Stabi lisierung derselben wichtig ist.

An den Kanten z. B. des Mäanders tritt die gewünschte Ver wirbelung des Kühlmittels ein, so daß der Wärmeaustausch und die Wärmeabfuhr aus den Wicklungen in entsprechender Weise erreicht werden. Dabei wird durch diese Ausbildung der Längsleisten praktisch als Wirbelkanten der Kühlkanal weder in radialer noch in axialer Richtung beeinträchtigt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

In der zugehörigen Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine mäanderförmige Längsleiste und

Fig. 2 eine ziehharmonikaförmige Längsleiste

Die in Fig. 1 dargestellte mäanderförmige Längsleiste 1′ besitzt nach rechts und links von ihrer Längsachse 2 ver setzte Teile 5′, 5′′, die jeweils eine obere und eine unte re Wirbelkante 3, 4 tragen. Der an diesen Leisten von unten nach oben vorbeiströmende Kühlmittelstrom reißt an den Wir belkanten 3 ab und erfährt so eine erste Verwirbelung. Beim Auftreffen auf die Wirbelkanten 4 kommt es zu einer erneu ten Verwirbelung, d. h. die mäanderförmige Längsleiste ge währleistet eine gute Verwirbelung des Kühlmittelstromes mit der Folge einer außerordentlichen Wärmeabfuhr aus der Wicklung.

Die in Fig. 2 dargestellten ziehharmonikaförmige Leisten 1′′ besitzt je Teil 5′, 5′′ nur eine Wirbelkante 6. Die da mit erreichte Verwirbelung kann in bestimmten Fällen aus reichend sein.

In beiden Fällen ist die Leiste mit der Wicklung kompres sibel, ohne daß es zu Verwerfungen von ihr kommt.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1′ mäanderförmige Längsleiste
1′′ zieharmonikaförmige Längsleiste
2 Längsleiste
3 obere Wirbelkante
4 untere Wirbelkante
5′ nach rechts versetzte Teile der Längsleiste
5′′ nach links versetzte Teile der Längsleiste
6 Wirbelkante

Claims

1. Radiale Abstützanordnung in axialen Kühlkanälen von Transformatoren oder Drosselspulen mit Lagenwicklungen und vorzugsweise erzwungener Kühlmittelströmung, wobei in die durch Längsleisten gebildeten axialen Kühlkanäle wirbelerzeugende Elemente hineinragen und die Längs leisten einer Verkürzung der Wicklung durch Pressung und Stabilisierung entsprechen, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsleisten (1′; 1′′) in vorbestimmten axialen Abständen in Umfangsrichtung der Wicklungen abwechselnd von ihrer Längsachse (2) um ein vorbestimmtes Maß nach der einen oder anderen Seite versetzt Teile (5′; 5′′) ihrer selbst mit jeweils vorbestimmter axialer Länge mit jeweils mindestens einer Wirbelkante (3; 4; 6) auf weisen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsleisten (1′) mäanderförmig ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsleisten (1′′) eine Ziehharmonikaform aufweisen.