DE4300352A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von trockenisolierten ein- oder mehrlagigen Röhrenspulen für Transformatoren, Drosseln oder dergleichen Induktionsgeräte mit minimalem Anteil brennbarer organischer Isolierstoffe - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von trockenisolierten ein- oder mehrlagigen Röhrenspulen für Transformatoren, Drosseln oder dergleichen Induktionsgeräte mit minimalem Anteil brennbarer organischer IsolierstoffeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
trockenisolierter Röhrenspulen für Transformatoren,
Drosseln und dergleichen Induktionsgeräte mit einer oder
mehreren Haupt lagen - bei letzteren sind Luftkanäle
zwischen den Haupt lagen angeordnet - mit minimalem Anteil
brennbarer Isolierstoffe, und bezieht sich insbesondere
auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung
von trockenisolierten ein- oder mehrlagigen Röhrenspulen
für Transformatoren, Drosseln oder dergleichen
Induktionsgeräte, deren Wicklungen allseitig durch festen
Isolierstoff, bestehend aus Harzlaminat wie
Epoxy-Glaslaminat umgeben sind, das am Umfang und allen
radial an Luft angrenzenden Stellen sowie zwischen den
Einzellagen aus einer relativ dünnen Isolierschicht mit
hohem Gewebeanteil insbesondere aus mineralischen Stoffen
besteht, deren Einzelspulenverbindungen in festem
Isolierstoff geführt werden, deren elektrische
Verbindungen der einzelnen Haupt lagen, zwischen denen
Luftkanäle und Stege angeordnet sind, in diesen Stegen
geführt werden, und deren HV-Anschlüsse und Anzapfungen
durch Anschlußdomplatten auf Anschlußdome geführt werden,
sowie auf derart hergestellte Transformatoren und
dergleichen.
Bei einem derartigen z. B. aus der DE 22 51 933 B2
bekannten Verfahren werden Gießharztransformatoren mit
Isolierstoff bestehend aus Epoxyd-Glaslaminat
hergestellt, dessen Glasfüllung am äußeren und inneren
radialen Umfang sowie in den Isolierstrecken, welche an
die Luftkanäle mit der Breite d angrenzen,
außerordentlich hoch ist und ca. 70 bis 75% beträgt.
Außerdem kann aufgrund des hohen Glasgehaltes in Gewebe-
Matten- und/oder Vlies-, sowie verdrillter oder
unverdrillter ein- oder mehrfacher Fadenform, die
Isolierdicke sehr gering gehalten werden und beträgt
Werte in der Größenordnung 1 bis 5 mm (je nach
geforderter Spannungs- und dynamischer Festigkeit). Die
hohe Dichte des Glasgehalts wird durch den Wickelzug auf
die Leiterdrähte fertigungstechnisch ohne Probleme
erreicht. Die Brandlast bzw. der Anteil brennbarer
organischer Isolierstoffe ist in diesen Zonen also
bereits auf ein denkbares Minimum reduziert. Das gleiche
gilt für die Lagenisolation sowie bei Hochkant bzw.
Flachdrahtwicklungen, bei denen eine Hauptlage nur aus
einer Einzellage besteht.
Aus mehreren technischen und Qualitätsgründen sind in den
o.a. Röhrenspulen Stege zwischen den einzelnen Hauptlagen
und/oder eine oder mehrere Anschlußdomplatten zum äußeren
Anschluß der Wicklungsenden bzw. Anzapfungen vorgesehen,
die ebenfalls aus Epoxyd-Glaslaminat bestehen. Die
Packung des Glasanteils in diesen Zonen kann jedoch aus
fertigungstechnischen Gründen nicht so hoch sein wie am
Umfang und an den Stellen, die an den Luftkanal angrenzen
bzw. in der Lagenisolation oder zwischen den
Einzeldrähten (Wickelzug). Eine etwas geringere
Glaspackung besteht auch zwischen den Einzelspulen.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, die an sich schon
relativ geringe Brandlast von Gießharzspulen nach der
DE 22 51 933 B2 sowie anderer ein- oder mehrlagiger Ober-
und Niederspannungsspulen bzw. Primär- und
Sekundärwicklungen, deren Isolation im wesentlichen aus
Harz-Laminat, unter anderem auch aus Epoxyd-Glaslaminat
besteht noch erheblich weiter zu reduzieren, indem die
mineralische nicht brennbare Füllung in Stegen,
Domplatten, Zwischenräumen im absoluten Wert wesentlich
erhöht wird.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs
beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Stege zusätzlich zum Laminatgewebegehalt mit einer
mineralischen, nicht brennbaren Füllung versehen werden,
die während des Gießvorganges mit reinem Harz zusammen
mit den stark gepreßten radial an Luft angrenzenden
Gewebeteilen und denjenigen zwischen den Einzellagen
vollständig imprägniert und eingegossen werden, daß die
Anschlußdomplatten sowie die Anschlußdome für
Wicklungsenden und Anzapfungen ebenfalls zusätzlich mit
imprägnierfähigen mineralischen Füllstoffen versehen
werden, und daß die Zwischenräume zwischen den
Einzelspulen und/oder zwischen Wicklungsende und axialer
Stirnfläche ebenfalls mit zusätzlichen mineralischen
Füllstoffen versehen werden.
Mit der Erfindung wird der Mineralgehalt an den genannten
Stellen der zusätzlichen mineralischen Füllstoffe noch
weiter erhöht und der Anteil brennbarer organischer
Stoffe reduziert.
Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den
Ansprüchen 2 bis 7 hervor, während ein entsprechend
hergestellter Transformator oder dergleichen im Anspruch
8 gekennzeichnet ist. Eine Vorrichtung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Anspruch 9 näher
beschrieben.
Die Aufgabe der Erfindung wird also insbesondere dadurch
gelöst, daß man vor dem Verguß dieser Spulen mit reinem
Harz niedriger Viskosität, die in Frage kommenden Stellen
mit einer imprägnierfähigen, dichten Füllung von
mineralischen Stoffen wie relativ grobem, polygonalem
Quarzsand, Glasfaserschnitzeln oder sonstigen
anorganischen Stoffen mit oder ohne Beimengung von
Feuerhemmern wie z. B. Aluminiumhydroxyd versieht.
Voraussetzung ist die homogene Durchimprägnierung dieser
Zonen zusammen mit den absorbierenden, nicht
vorimprägnierten Isolierteilen des übrigen Wickelkörpers
zu einer homogenen Gießharzspule. Wie Versuche gezeigt
haben, ist dies in einer den Fachmann überraschenden
Weise hervorragend gelungen.
Die Beimengung von pulverartigen Mineralstoffen ist seit
langem Stand der Technik. So befaßt sich die DE 34 30 586 A1
mit der Möglichkeit, eine Art grobmaschiger,
vorimprägnierter Armierung an der radial Außen- und
Innenseite einzulegen, um die mechanische Festigkeit des
im übrigen Quarzmehl gefüllten (sehr kleine Körnung durch
Aussieben des Quarzmehls mit kleinster Maschenweite)
Formstoffes zu erhöhen und Risse zu vermeiden.
Dieses, wie alle anderen bekannten Verfahren, benützt
Quarzmehl, das vor dem Vergießen mit
Harz-Härter-Flexi-Beschleuniger-Farbpigment vermischt
wird und eine zähe breiige Vergußmasse ergibt und nicht
geeignet ist, um hochverdichtetes Laminatgewebe zu
imprägnieren. Das Laminatgewebe würde für
Quarzmehl-Harzgemisch als Stopfbuchse wirken und das
Quarzmehl ausfiltern und festhalten. Eine Imprägnierung
der Laminatgewebe - schon in geringem Abstand zur
Einfüllstelle - wäre unmöglich. Aus diesem Grunde ist das
in der DE 34 30 586 A1 vorgestellte Armierungsgewebe
dünn, vorimprägniert und möglichst grobmaschig mit großen
Zwischenräumen zwischen den Glasfäden. Auch der
Zwischenraum zwischen Armierung und Wicklung ist relativ
groß gehalten, um der breiigen, hochviskosen Gießmasse
noch ein "Durchfließen" zu erlauben.
Gegenüber dieser Technik hebt sich das erfindungsgemäße
Verfahren entscheidend ab, indem es die Vorteile der
dichten Laminat-Füllung und der dadurch möglichen dünnen
Isolierung mit einer dichten Mineralfüllung der weniger
gepreßten Stellen verbindet. Dadurch wird auch dort ein
Mineralfüllgrad von in der Größenordnung 75% erreicht und
die relativ geringe Brandlast gemäß der DE 22 51 933 B2
auch in ein- oder mehrlagigen Unter- und
Oberspannungsspulen im Absolutwert noch wesentlich
erniedrigt.
Die Erfindung ist im folgenden an Ausführungsbeispielen
anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den
Zeichnungen zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht auf die typische
Anordnung von Gießharzspulen gemäß der
Erfindung - eine Phase ohne Kern - von
oben; HV einlagig, LV zweilagig, eine
Anschlußdomplatte,
Fig. 2 eine um 90 Grad nach unten geklappte
Seitenansicht nach Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt durch die Achse A-B der
Fig. 3 nur 45 grad Sektor,
Fig. 4 einen Schnitt ähnlich wie Fig. 3, jedoch
HV und LV zweilagig, und
Fig. 5 einen Schnitt durch die HV-Spule allein,
180 Grad Sektor mit hochkant bzw. flach
gewickelten Drähten mit rechteckigem
Querschnitt und zwei Anschlußdomplatten.
Fig. 1 zeigt eine Variante der erfindungsgemäßen
Gießharz-Spulenanordnung ohne Darstellung des Kernes, bei
der die Unterspannungswicklung 4 radial innen angeordnet
ist und zwei Hauptlagen mit einem Luftkanal 5 besitzt.
Die beiden Hauptlagen haben z. B. vier Zwischenstege 2 (es
könnte auch eine andere Zahl sein, da erfindungsgemäß
unerheblich), welche die Hauptlagen verbinden und zu
einer homogenen, zylindrischen Röhrenspule machen, deren
Wicklungsenden 7 an einer der beiden axialen Stirnflächen
herausgeführt sind. Die Isolation besteht aus einem durch
den Wickelzug dicht gepreßten Geflecht - vornehmlich aus
Glasfasern -, welches nach dem Wickeln und Einbau in
geeignete Formen mit reinem Harz umgossen und imprägniert
wird, so daß nach dem Aushärten eine kompakte Röhrenspule
entsteht, die durch ein dünnes Harzlaminat der Dicke s
allseitig umschlossen ist. Der auf die Stege 2 ausgeübte
Wickelzug ist etwas geringer, so daß der Füllgrad des
mineralischen bzw. unbrennbaren Laminats dort nicht den
gleich hohen Wert wie am Umfang erreichen kann. Die
radial außen befindliche Hochspannungswicklung 3 ist hier
einlagig dargestellt mit der dünnen Laminatdicke s am
Umfang und ist aus Einzelspulen 3 zusammengesetzt,
zwischen denen ein Abstand a besteht (siehe Fig. 2). Die
Enden bzw. Anzapfungen der Wicklung sind über eine
Domplatte 1 auf die Anschlußdome 6 geführt. Was für die
Mineralfüllung der Stege 2 gesagt wurde, gilt auch für
die Anschlußplatte 1, die Dome 6 sowie für die
Zwischenräume mit dem Abstand a.
Wie weiter aus Fig. 2 und 3 zu entnehmen ist, ist die
Laminatdicke s auf HV- und LV-Spule sehr gering. Das
gleiche gilt für den Abstand zwischen den Einzellagen der
Einzelspulen 3 der HV Wicklung.
Fig. 4 zeigt eine weitere Variante der Spulenanordnung.
Hier ist die HV-Wicklung ebenfalls mit zwei Hauptlagen
ausgeführt, zwischen denen Stege und Luftkanäle
angeordnet sind.
In Fig. 5 besteht die HV-Wicklung aus flach bzw. hochkant
gewickelten einzelnen Drähten, die mit einer einzigen
Einzellage die ganze Hauptlage ausfüllen. Der Abstand
zwischen den Einzeldrähten ist ebenfalls sehr gering.
Claims (11)
1. Verfahren zur Herstellung von trockenisolierten
ein- oder mehrlagigen Röhrenspulen für
Transformatoren, Drosseln oder dergleichen
Induktionsgeräte,
- - deren Wicklungen allseitig durch festen Isolierstoff, bestehend aus Harzlaminat wie Epoxy-Glaslaminat umgeben sind, das am Umfang und allen radial an Luft angrenzenden Stellen sowie zwischen den Einzellagen aus einer relativ dünnen Isolierschicht mit hohem Gewebeanteil insbesondere aus mineralischen Stoffen besteht,
- - deren Einzelspulenverbindungen in festem Isolierstoff geführt werden,
- - deren elektrische Verbindungen der einzelnen Haupt lagen, zwischen denen Luftkanäle und Stege angeordnet sind, in diesen Stegen geführt werden, und
- - deren HV-Anschlüsse und Anzapfungen durch Anschlußdomplatten auf Anschlußdome geführt werden,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Stege zusätzlich zum Laminatgewebegehalt mit einer mineralischen, nicht brennbaren Füllung versehen werden, die während des Gießvorganges mit reinem Harz zusammen mit den stark gepreßten radial an Luft angrenzenden Gewebeteilen und denjenigen zwischen den Einzellagen vollständig imprägniert und eingegossen wird,
- - daß die Anschlußdomplatten sowie die Anschlußdome für Wicklungsenden und Anzapfungen ebenfalls zusätzlich mit imprägnierfähigen mineralischen Füllstoffen versehen werden, und
- - daß die Zwischenräume zwischen den Einzelspulen und/oder zwischen Wicklungsende und axialer Stirnfläche ebenfalls mit zusätzlichen mineralischen Füllstoffen versehen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der
zusätzliche mineralische Füllstoff aus während des
Gießvorganges mit reinem Harz imprägnierfähigem, für
das Harz durchlässigem relativ grobkörnigem,
polygonalen Mineralsand besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der
zusätzliche mineralische Füllstoff vornehmlich aus
Quarzsand besteht.
4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der
zusätzliche mineralische Füllstoff aus relativ kurzen
mineralischen Fadenstücken mit und/oder ohne
Vorbehandlung besteht.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der
zusätzliche mineralische Füllstoff vornehmlich aus
Glasschnitzeln besteht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß dem
mineralischen Füllstoff ein feuerhemmender Stoff ohne
Halogene wie Aluminiumhydroxid beigemengt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der
mineralische Füllstoff nur aus nicht-halogenen
Feuerhemmern besteht.
8. Transformator, Drossel der dergleichen
Induktionsgerät mit ein- oder mehrlagigen
Röhrenspulen,
deren Wicklungen allseitig durch festen
Isolierstoff, bestehend aus Harzlaminat wie
Epoxy-Glaslaminat umgeben sind, das am Umfang und
allen radial an Luft angrenzenden Stellen sowie
zwischen den Einzellagen aus einer relativ dünnen
Isolierschicht mit hohem Gewebeanteil
insbesondere aus mineralischen Stoffen besteht,
- - deren Einzelspulenverbindungen in festem Isolierstoff geführt sind,
- - deren elektrische Verbindungen der einzelnen Haupt lagen, zwischen denen Luftkanäle und Stege angeordnet sind, in diesen Stegen geführt sind, und
- - deren HV-Anschlüsse und Anzapfungen durch Anschlußdomplatten auf Anschlußdome geführt sind,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Stege zusätzlich zum Laminatgewebegehalt mit einer mineralischen, nicht brennbaren Füllung versehen sind, die während des Gießvorganges mit reinem Harz zusammen mit den stark gepreßten radial an Luft angrenzenden Gewebeteilen und denjenigen zwischen den Einzellagen vollständig imprägniert und eingegossen ist,
- - daß die Anschlußdomplatten sowie die Anschlußdome für Wicklungsenden und Anzapfungen ebenfalls zusätzlich mit imprägnierfähigen mineralischen Füllstoffen versehen sind, und
- - daß die Zwischenräume zwischen den Einzelspulen und/oder zwischen Wicklungsende und axialer Stirnfläche ebenfalls mit zusätzlichen mineralischen Füllstoffen versehen sind.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
einem der Ansprüche 1 bis 7,
zur Herstellung von trockenisolierten ein- oder
mehrlagigen Röhrenspulen für Transformatoren,
Drosseln oder dergleichen Induktionsgeräte,
- - deren Wicklungen allseitig durch festen Isolierstoff, bestehend aus Harzlaminat wie Epoxy-Glaslaminat umgeben sind, das am Umfang und allen radial an Luft angrenzenden Stellen sowie zwischen den Einzellagen aus einer relativ dünnen Isolierschicht mit hohem Gewebeanteil insbesondere aus mineralischen Stoffen besteht,
- - deren Einzelspulenverbindungen in festem Isolierstoff geführt werden,
- - deren elektrische Verbindungen der einzelnen Haupt lagen, zwischen denen Luftkanäle und Stege angeordnet sind, in diesen Stegen geführt werden, und
- - deren HV-Anschlüsse und Anzapfungen durch Anschlußdomplatten auf Anschlußdome geführt werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934300352 DE4300352A1 (de) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von trockenisolierten ein- oder mehrlagigen Röhrenspulen für Transformatoren, Drosseln oder dergleichen Induktionsgeräte mit minimalem Anteil brennbarer organischer Isolierstoffe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934300352 DE4300352A1 (de) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von trockenisolierten ein- oder mehrlagigen Röhrenspulen für Transformatoren, Drosseln oder dergleichen Induktionsgeräte mit minimalem Anteil brennbarer organischer Isolierstoffe |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4300352A1 true DE4300352A1 (de) | 1994-07-14 |
Family
ID=6477896
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934300352 Withdrawn DE4300352A1 (de) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von trockenisolierten ein- oder mehrlagigen Röhrenspulen für Transformatoren, Drosseln oder dergleichen Induktionsgeräte mit minimalem Anteil brennbarer organischer Isolierstoffe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4300352A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998010447A1 (fr) * | 1996-09-04 | 1998-03-12 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Transformateur haute tension/basse tension a isolation seche thermoplastique |
FR2824179A1 (fr) * | 2001-04-27 | 2002-10-31 | Nissin Electric Co Ltd | Equipement a enroulements bobines isole par du gaz |
-
1993
- 1993-01-08 DE DE19934300352 patent/DE4300352A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998010447A1 (fr) * | 1996-09-04 | 1998-03-12 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Transformateur haute tension/basse tension a isolation seche thermoplastique |
FR2824179A1 (fr) * | 2001-04-27 | 2002-10-31 | Nissin Electric Co Ltd | Equipement a enroulements bobines isole par du gaz |
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