DE4034317C2 - Radiale Abstützanordnung in axialen Kühlkanälen von Transformatoren oder Drosselspulen mit Lagenwicklungen - Google Patents

Description

Die Erfindung ist anwendbar für Transformatoren oder Drosselspulen mit Lagen­ wicklung und vorzugsweise erzwungener Kühlmittelströmung, bei denen in die axialen Kühlkanäle wirbelerzeugende Elemente hineinragen.

Bekannter Stand der Technik

Gemäß der DE-OS 24 22 677 werden die Distanzleisten der Lagen­ wicklungen als Halter für wirbelerzeugende Elemente herangezogen, wobei die wirbelerzeugenden Elemente Bestandteil der Distanzleisten sein können, wie in Oberbegriff des Anspruches 1 dargelegt.

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 zwei Leisten umfänglichen Kühlkanalbereich zur Wirkung, d. h. an jeder Leiste sind für die nebeneinanderliegenden Kühlkanalbereiche zwei Wirbelelemente anzuordnen. Bei direkt an der Leiste gestalteten Wirbelelementen ist bei weit zur anderen Leiste innerhalb des Kühlkanalbereiches reichenden Wirbelelementen auf Grund ihrer großen Fläche ihr Vibrieren durch das vorbeiströmende Öl zu erwarten, was dazu führen kann, daß sie infolge eines Dauerbruches abfallen und durch Verstopfen der Kühlkanäle die Kühlwirkung und damit die Betriebssicherheit des Gerätes in Frage stellen.

Die genannte Anordnung weist neben den genannten Nachteilen noch einen weiteren Nachteil auf: Durch die beim Pressen und Stabilisieren der fertigen Wicklung erreichte axiale Verkürzung derselben können sich die axialen Distanzleisten in undefinierter Weise verwerfen. Das führt zu unkontrollierbaren Veränderungen der Abmaße der axialen Kühlkanäle bis hin zu ihrem völligen Verschluß.

Aus der DE-OS 27 41 635 ist eine Metallbandwicklung, insbesondere für Transformatoren bekannt, bei dem zwischen den Wickelschichten durch Zwischenlage von Längsleisten oder rippenartigen Strukturen Kühlkanäle gebildet sind. An Hand der Fig. 1 und 2 ist dort der allgemein bekannte Stand der Technik beschrieben, nämlich, daß zwischen radial übereinander angeordneten Wicklungen oder Windungen axiale Kühlkanäle durch Einfügen von axialen Leisten (Rippen 6) gebildet werden. Dabei können diese Leisten relativ lose am Umfang angeordnet sein, d. h. beispielsweise durch eine Bandage gehalten werden. Sie können aber auch - wie dort in Fig. 2 dargestellt - auf einer rollbaren Isolierstoffunterlage aufgeklebt sein. In jedem Falle ergibt sich ein Gebilde, bei dem bei einer axialen Belastung durch die Spulenpressung und -stabilisierung die Leisten gestaucht und gegebenenfalls zerbrochen werden. Völlig undefinierte Kühlkanalformen bis zur Schließung einzelner Kühlkanäle (z. B., wenn zwei nebeneinander liegende Leisten zueinander hin ausgebogen werden) sowie die Zerstörung der Drahtisolation durch Eindrücken von Frakturteilen der Leisten sind die Folge. Bei auf einer rollbaren Isolierstoffunterlage aufgeklebten Leisten wird diese ebenfalls gestaucht und weicht zwischen den Leisten aus, was zu zusätzlichen Verschlüssen der Kühlkanäle führt.

Und genau dieser gleiche Fall tritt bei der eigentlichen Erfindung gemäß dieser Druckschrift auf: die in das den Leiter darstellende Metallband eingeprägten Rippen, die die Einzelleisten ersetzen, werden mit dem Metallband bei der o. g. axialen Belastung gestaucht; es werden durch ihre Verwerfung und die des Metallbandes an sich völlig undefinierbare Kühlkanäle gebildet, die zum Teil noch verschlossen sein können.

Eine gewisse Abhilfe schafft hier eine Abstützanordnung nach der DD-PS 2 42 896, bei der die axialen Distanzleisten in vorbestimmtem Maß länger als die ungepreßte und unstabilisierte Wicklung sind, wobei sie an ihrem axialen Ende quer zu ihrer radialen Stärke von den Wicklungsenden ausgehend mit mindestens einem axialen Einschnitt von vorgewählter Länge versehen sind. Mit den so gebildeten Federteilen 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 Stabilisieren der Wicklung in der Nut des Abstützklotzes gleiten können, womit der Längenausgleich erreicht wird. Diese Abstützordnung 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 das Ziel, eine radiale Abstützanordnung mit Verwirbelungselementen in axialen Kühlkanälen von Lagenwicklungen mit vorzugsweise erzwungener Kühlmittelströmung in Transformatoren 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 Lagenwicklungen mit vorzugsweise erzwungener Kühlmittel­ strömung zu finden, die bei ihrer definierten axialen Kompressibilität eine gute Verwirbelung des Kühlmittelstromes ermöglicht und dabei eine Vergrößerung der gesamten Wicklung in radialer und/oder axialer Richtung vermeidet.

Die Lösung des Problems

Erfindungsgemäß ist das Problem durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung haben die Längsleisten eine Ziehharmonikaform.

Durch diese Ausbildung der Leisten sind sie mit der fertigen Wicklung kompressibel, was bei deren Pressung und Stabilisierung wichtig ist.

An den Kanten des Mäanders oder der Ziehharmonika tritt die gewünschte Verwirbelung 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 versetzte Teile 5′, 5′′, die jeweils eine obere und eine untere Wirbelkante 3, 4 tragen. Der an diesen Leisten von unten nach oben vorbeiströmende Kühlmittelstrom reißt an den Wirbelkanten 3 ab und erfährt so eine erste Verwirbelung. Beim Auftreffen auf die Wirbelkanten 4 kommt es zu einer erneuten Verwirbelung, d. h. die mäanderförmige Längsleiste gewährleistet eine gute Verwirbelung des Kühlmittelstromes mit der Folge einer außerordentlich guten Wärmeabfuhr aus der Wicklung.

Die in Fig. 2 dargestellten ziehharmonikaförmigen Leisten 1′′ besitzt je Teil 5′, 5′′ nur eine Wirbelkante 6. Die damit erreichte Verwirbelung kann in bestimmten Fällen ausreichend sein.

In beiden Fällen ist die Leiste mit der Wicklung kompressibel, ohne daß es zu Verwerfungen kommt.

Claims (2)

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 Längsleisten einer Verkürzung der Wicklung durch Pressung und Stabilisierung entsprechen und die wirbelerzeugenden Elemente Bestandteil der Längsleisten sind, 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 in Mäanderform aufweisen.

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