DE622878C - Winding arrangement for high voltage transformers - Google Patents
Winding arrangement for high voltage transformersInfo
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Description
Wicklungsanordnung für Hochspannungstransformatoren Die Entwicklung der Hochspannungstechnik führt zu einer stetigen Steigerung der angewendeten Spannungen., so da.ß die Isolationsfragen immer schwieriger werden. Bei der Konstruktion geeigneter Meßanordnungen bat man sich in der Weise geholfen, daß man insbesondere die zum Anschl'uß von Meßgeräten vorgesehenen Spannungswandler m eine Mehrzahl von Stufen aufgeteilt hat, so da.ß jede einzeIne Stufte nür für einen Teil. der Gesamtspannung in sich isoliert zu werden brauchte. Da die Sekundärwicklung; an welche das Meßgerät bzw. ein Relais angeschlossen werden soll, nur auf der dem Erdpotential am nächsten liegenden Stufe angeordnet sein kaum, bedurfte man zur Erzielungeiner gleichmäßigen Belastung aller Stufen besonderer Ausgleichwicklungen, durch welche die Anordnung umständlicher wurde, ohne daß dieselbe Genauigkeit sich hätte @erreichen lassen, die man bei Verwendung eines einzelnen Kerneserzielen kann.Winding arrangement for high voltage transformers The development high voltage technology leads to a steady increase in the voltages used., so that the questions of isolation become more and more difficult. Appropriate in construction Measuring arrangements were asked to be helped in such a way that one could, in particular, use the for Connection of measuring devices provided voltage converters m a plurality of stages so that each individual stage is only for one part. the total tension needed to be isolated in itself. Because the secondary winding; to which the meter or a relay is to be connected, only on the one closest to the earth potential can hardly be arranged lying step, one needed to achieve a uniform Loading of all stages of special equalizing windings through which the arrangement became more cumbersome, without the same accuracy could be @ achieved, which can be achieved using a single core.
Gegenstand der Erfindung ist ,eine Wicklungsanordnung, die es ermöglicht, einen dem Kaskadenwandler wirtschaftlich ebenbürtigen Spannungswandler auch für die höchsten heute üblichen Betriebsspannungen mit nur einem Eisenkern herzustellen.The object of the invention is a winding arrangement which makes it possible a voltage converter that is economically equal to the cascade converter, also for to produce the highest operating voltages customary today with just one iron core.
Erfindungsgemäß wird zu diesem Zweck von einer Wicklungsanordnung Gebrauch gemacht, bei welcher die Oberspannungswickhurg in bekannter Weise in eine Mehrzahl von einzelnen axial aufeinanderfolgenden Scheibenspulen aufgeteilt ist, und zwar die Scheibenspulen von einander umschließenden, allseitig geschlossenen, vorzugsweise durch Umwickeln der Spulen mit Faserstoffsitredfen hergestellten Isolierhüllen umgeben, meiner solchen Staffelung, daß die einzelnen Spulen von einer um so größerem Anzahl von Isolierhüllen umschlossen sind, je größer ihr Potentialunterschied gegen den Kern ist.According to the invention, a winding arrangement is used for this purpose Made use, in which the Oberspannungswickhurg in a known manner in a A plurality of individual axially successive disc coils is divided, namely the disc coils of each other, enclosed on all sides, insulating sleeves preferably made by wrapping the coils with fibrous material surrounded by my staggering so that the individual coils are all the larger Number of insulating sheaths are enclosed, the greater their potential difference against the core is.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungstgegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt die Fig. i einen Längsschnitt durch den Erfindungsgegenstand; während Fe. 2 ,eine Aufsicht darstellt. In den Figuren ist mit i ein zylinderförmiger Behälter aus Isoliermaterial bezeichnet, in dessen Innern in bekannter Weise ein Eisenkern-- so angeordnet ist; daß@ die Schenkel3 und q. senkrecht stehen. Durch Verwendung mehrerer voneinander verschiedener Blechschnitte ist denn Schenkel q. eine für die Aufbringung der runden Wicklung besonders geeignete übliche Kreuzform gegeben worden, während der Schenkel 3 rechteckigen Querschnitt aufweist. Der Behälter i wird nach Fertigstellung des Wandlers mit Öl gefüllt. Die Abmessungen in bezug auf die Höhe des Behälters und die Tragkonstruktion für den Eisenkern sind so getroffen, daß der Eisenkern gegen den zweckmäßig metallischen Sockel des Behälters und ;gegen. den zweckmäßig ebenfalls aus Metall bestehenden Deckel für die halbe Betriebsspannung isoliert ist. Es können z. B. im Isolierbehälter Vorsprünge zum Tragen des - Kernes vorgesehen sein;. Um den zur Aufnahme _ der Wicklung bestimmten Schenkel 4 -ist-- zunächst :ein längsgeschlitzter Kupferausgleiehzylinder 5 gelegt, der den Zweck hat, eine möglichst gute Kopplung zwischen der Oberspannungs- und der Unterspannuagswicklung zu .erzielen. Über diesen Kupferausgleichzylinder, der mixt dem Kern in leitender Verbindung stehen kann, ist eine rohrförmige Isolierhülle 6 angeordnet, die auf .einem Teil: ihres Umfanges durch die Joche des Kernes in ihrer Länge begrenzt ist, auf dem anderen Teil des Umfanges jedoch über den Kern hinaus um ein beträchtliches Stück verlängert ist, zu dem Zweck, den Überschlagweg zwischen den Hoch- und Niederspannungsausführungen aus des WicIdung und denn auf einem Zwiis.chenpotential gehaltenen Eisern möglichst zu vergrößern. Die - Hochspannungswicklung selbst ist in der üblichen Weise in -eine MebxzaM von Schea-benspulen 7 und 8 und eine Schutzspule 9 aufgeteilt. Die Scheibenspule, 8 bildet etwa den mittleren Teil. der Hochspannungs;wicklung. An ihr wird das Übersetzungs!verhältnis des Wandlers nachträglich abgeglichen und voran ihr aus wird weiterhin -eine Verbindungsleitung mit dem Eisenkern. abgezweigt: Infolgedessen kann die Isolation dieser Spule 8 verhältninmäßig schwach bemessen -werden, so daß das nachträgliche Abgleichen wesentlich erleichtert ist. Die übrigen Spulen 7 haben einen mit wachsendem Abstand von. der Spule 8 zunehänendes Potentialgefälle gegen den Eisenkern, so da.ß ihre Isolation mit wachsendem Abstand entsprechend stärker bemessen. werden . muß. Dieser Forderung läßt sich "besonders zweckmäßig unter Vermeidung jedes unnützen Material- und Platzaufwandes dadurch .genügen, daß die Spulen mit allseitig -geschlbssenen Isolierhüllen so umgeben werden, daß die zur Isolation von Spulen niedrigeren Potentials erforderlichen Isolierhüllen auch die Spulen höheren Potentials mit umfassen:,. wobei uanter Potential stets das Potentialgefälle" gegen den Eisenkern gemeint ist. Auf- diese Weise wird in bezug auf die Baulänge der ;gesamten Wicklung eine wesentliche Ersparnis ,erzielt, da wenigstens zum Teil zwischen den einzelnen Spulen nur eine dem PotentialgefäUe zwischen diesen Spulen entsprechende Isolationsstäxke vorgesehen. zu sein braucht. Entsprechend den, :obenste!enden Ausführungen -sind die Spulen 7, zunächst jede für sich, von IsolierhüUen i.o umgeben, die zur Isolation der Spulen "gegeneinander -ausreichend bemessen sind. Die beiden das höchste Potentialgefälle gegen denn Eisenkern oberen Spulen 7 ' sind daraufhin von -einer gemeinsamen - IsölierhüUe i i eingeschlossen. Eine weitere größere Isolier= . hülle 12 umfaßt die beiden anschließenden Spulen 7 zusammen mit den beiden zuerst genannten, und eine Isolierhülle 13 umfaßt schließlich alle ein Potentialgefälle -derselben. Richtung gegen denn Eisenkern aufweisenden Spulen 7. In ,ähnlicher Weise sind die das entgegengesetzt gerichtete Potentialgefälle aufweisenden Spulen 7 unterhalb der mittleren Spule 8 isoliert. Dabei ist jedoch zweckmäßig -in die gemeinsame Isolation mit einbegriffen die Sekundärspule 14 und ebenso die Schutzspule 9. Die Isolierhüllen io bis 13 erstrekken sich auch, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, in an sich bekannter Weise auf alle Ausführungen, die ein von dem Kernpotential wesentlich verschiedenes Potential führen.. So ist insbesondere die Verbindungsleitung 15 der Spule mit dem Hochspannungsanschluß in der dargestellten Weise isoliert, indem die einzelnen Isolierhüllenüber die Verbindungsleitung in etwa gleicher Stärke fortgesetzt -sind. Ebenso sind die Ausführungen 16 der Niederspannungswicklung und die Verhindungsleintung 17 der Hochspannungsspüle zeit der Erde durch entsprechende Verlängerungen der Isolierhüllen geschützt. Die beiden zuletzt genannten Ausführungen, die gleiches Potential haben, können entweder, wie in der Zeichnung dargestellt, gemeinsam von den die angeschlossenen Spur ,gemeinsam umfassenden Isolierhüllen umhüllt sein. Sie können aber in derselben Form. wie die Ausführung -15 auch getrennt isoliert werden.An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing, namely: FIG. 1 shows a longitudinal section through the subject matter of the invention; while Fe. 2, represents a top view. In the figures, i denotes a cylindrical container made of insulating material, inside of which an iron core is arranged in a known manner; that @ the legs3 and q. stand vertically. By using several different sheet metal cuts, leg q is. a customary cross shape that is particularly suitable for the application of the round winding has been given, while the leg 3 has a rectangular cross-section. The container i is filled with oil after completion of the converter. The dimensions with respect to the height of the container and the support structure for the iron core are made so that the iron core against the suitably metallic base of the container and against. the cover, which is also made of metal, is insulated for half the operating voltage. It can e.g. B. in the insulating container projections for supporting the core may be provided. A longitudinally slotted copper equalizing cylinder 5 is placed around the leg 4 intended to accommodate the winding, the purpose of which is to achieve the best possible coupling between the high-voltage and low-voltage windings. A tubular insulating sleeve 6 is arranged over this copper compensation cylinder, which mixes the core and is limited in length on one part of its circumference by the yokes of the core, but on the other part of the circumference over the core is extended by a considerable amount, for the purpose of increasing the rollover path between the high and low voltage versions from the winding and the iron held at an intermediate potential as much as possible. The - high-voltage winding itself is divided in the usual way into -a MebxzaM of sheave coils 7 and 8 and a protective coil 9. The disc coil, 8 forms approximately the middle part. the high-voltage; winding. The translation ratio of the converter is subsequently adjusted on it, and it continues to be a connecting line with the iron core in front of it. branched off: As a result, the insulation of this coil 8 can be dimensioned relatively weak, so that the subsequent adjustment is made much easier. The remaining coils 7 have a spacing from which increases. the coil 8 increasing potential gradient against the iron core, so that their insulation is dimensioned correspondingly stronger with increasing distance. will . got to. This requirement can be "especially expedient, while avoiding any unnecessary expenditure of material and space, that the coils are surrounded by insulating sleeves closed on all sides in such a way that the insulating sleeves required to isolate coils of lower potential also include the coils of higher potential :, . where uant potential always means the potential gradient "against the iron core. In this way, a substantial saving is achieved with regard to the overall length of the entire winding, since at least in part only one insulating rod corresponding to the potential vessel between these coils is provided between the individual coils. needs to be. Corresponding to the above-mentioned explanations, the coils 7, initially each separately, are surrounded by insulating sleeves which are sufficiently dimensioned to isolate the coils from one another Enclosed by - a common - insulating sleeve ii. Another larger insulating sleeve 12 comprises the two adjacent coils 7 together with the first two mentioned, and an insulating sleeve 13 finally comprises all a potential gradient - the same direction with respect to the iron core having coils 7. In a similar way, the coils 7, which have the oppositely directed potential gradient, are insulated below the middle coil 8. In this case, however, it is expedient to include the secondary coil 14 and also the protective coil 9 in the common insulation can be seen from the drawing, in a known manner on all execution The connection line 15 of the coil with the high-voltage connection is insulated in the manner shown in that the individual insulating sheaths are continued over the connection line with approximately the same thickness. Likewise, the versions 16 of the low-voltage winding and the Verhindungsleintung 17 of the high-voltage sink are protected by appropriate extensions of the insulating sleeves. The last two versions mentioned, which have the same potential, can either, as shown in the drawing, be encased jointly by the insulating sheaths that jointly encompass the connected track. But they can be in the same form. like version - 15 can also be isolated separately.
Ein weiterer Fortschritt gegenüber der bisher üblichen Anordnung ist noch dadurch erzielt, daß die Verbindungsleitungen zwischen den einzelnen Spulen so angeordnet sind, daß die äußere Drahtlage der,einen Spule mit der inneren Drahtlage der benachbarten Spule vexbunden isst und umgekehrt. In der Fig. 3 ist eine derartige Verbindung dargestellt. Zunächst ,ist eine die Ausführungsleitungen nicht umfassende Isolierscbzcht auf die Spule aufgebracht. Eine weitere Isolierschicht umfaßt einen der Spule benachbarten Teil der Ausführungsleitung,' die im übrigen außerhalb der Isolation verbleibt, und weitere daran anschließend-- Teile der Isolierhülle umfassen stufenweise immer weitere von dem Spulen-,umfang stets weiter entfernt liegende Teile der Ausführungsleitung. Bei der Herstellung der Isolation aus Papierband ist es dabei -zweckmäßig, die Ausführungsleltumgen nicht unmittelbar radial, sondern in Form einer Spirale zu führen. Der Austritt der Verbis-, dungsleitungen aus. .der fertigen. Isolierhülle liegt etwa auf dein mittleren Radirus. An dieser Stelle werden die beiden benachbarten Spulen miteinander verbunden. Diese beschriebene Anordnung 'hat den Vorteil, daß einander gegenüberstehende Teile benachbarter Spulen nur um die Spannung einer @einzigen Spule verschiedenes Potential ,aufweisen. Infolgedessen braucht die Isolierhülle der einzelnen Spule nicht für das volle, sondern nur für das halbe Spannungsgefälle der Spule bemessen zu sein. Die beschriebene und dargestellte Fühiung der Verbindungsleitungen, derart, daß mit zunehmender Entfernung von dem äußeren bzw. inneren Radius der Spule die Isolierschicht zwischen Spule und Verbindungsleitung anwächst, ermöglicht es, den oben angegebenen Vorteil nahezu voll auszunutzen. Daneben hat die beschriebene Anordnung noch den weiteren Vorteil, daß die Kriechwege zwischen den von den Isolierhüllen nicht umschlossenen Stellen der Verbindungsleitungenerhöht werden. Dieser Vorteil ist ersichtlich, wenn man zwei nebenein:-auderliegende, nach der bisher üblichen Methode und gemäß der Erfindung verbundene Spulen betrachtet. Nach der bisher üblichen Methode werden abwechselnd die Verbindungsleitungen auf dem äußeren und auf dem inneren Radius der Spulen liegen. Zwei auf denselben Radius liegende :Verbindungsleitungen sind also nur durch die Breite zweier Spulen voneinander getrennt. Bei dem Erfindungsgegenstand dagegen beträgt der Abstand zwischen den beiden entsprechenden Ausführungen. nicht nur .die doppelte Spulenbreite, sondern auch noch eine radWie Spulenhöhe, so daß der Kriechweg wesentlich verlängert ist.Another advance over the previously common arrangement is still achieved in that the connecting lines between the individual coils are arranged so that the outer wire layer of the, a coil with the inner wire layer the neighboring coil and vice versa. In Fig. 3 is such a Connection shown. First of all, it does not include the execution lines Isolierscbzcht applied to the coil. Another insulating layer includes one the coil adjacent part of the execution line, 'the rest of the outside of the Insulation remains, and further after it - encompass parts of the insulating sleeve step by step, more and more of the coil circumference, which are always further away Parts of the execution management. When making the insulation from paper tape is It is advisable that the execution areas are not immediately radial, but rather in the form of a spiral. The exit of the connecting lines. .the manufacture. The insulating cover lies roughly on top of your middle radirus. At this point will be the two adjacent coils are connected to one another. This described arrangement 'has the advantage that opposing parts of adjacent parts Coils only have a different potential around the voltage of a single coil. As a result, the insulating sleeve of the individual coil does not need to be used for the full, but only to be dimensioned for half the voltage gradient of the coil. The described and shown routing of the connecting lines, such that with increasing distance from the outer or inner radius of the coil, the insulating layer between the coil and connecting line grows, it enables the above-mentioned advantage almost to take full advantage of it. In addition, the arrangement described has the further advantage that the creepage distances between the places not enclosed by the insulating sheaths the connecting lines are increased. This benefit can be seen when one two next to one another: -additional, according to the previously usual method and according to the invention connected coils considered. According to the previously usual method are alternating the connecting lines lie on the outer and inner radius of the coils. Two lying on the same radius: connecting lines are only through the Width of two coils separated from each other. In contrast to the subject matter of the invention is the distance between the two corresponding versions. not only the double the coil width, but also a radWike coil height, so that the creepage distance is significantly extended.
In. der Fig. q. ist eine fabrikatorische Vereinfachung des oben dargelegten Gedankens gezeichnet, und: zwar sind die radial verlaufenden Teile der Verbindungsleitungen in einer Äquipotentialfläche innerhalb der die einzelnen Spulen umschließenden Isolierschichlten geführt. Dadurch wird gegenüber der in der Fig.3 dargestellten Führung innerhalb der Isolierschichten eine wesentliche Erleichterung der Herstellung erzielt, die aJ1:erdings von einer notwendigen Verstärkung der Isolierhüllen begleitet ist, :denn die einzelnen Isolierhüllen müssen nunmehr für mehr als die halbe Spulenspannung bemessen sein. Sie für die volle Spulenspannung zu bemessen, ist nicht erforderlich, man wird vielmehr den die radial verlaufenden Verbindungsleitungen. umschließenden Teil für eine kleinere als die halbe Spulenspannung dimensionieren können:. Der innerhalb der radialen Verbindungsleitungen liegende Teil der Isolierhülle ruß dagegen für die halbe Spulenspannung bemessen sein, da er ja auf dem halben Spulenradius die Spule gegen die Verbindungsleitung isolieren ruß. 'Der an zweiter Stelle für die Ausführungsform gemäß Fig.3 angegebene Vorteil der Kriechwegerhöhung wind auch bei einer Ausführungsform gemäß Fig. q, voll aufrechterhalten.In. of Fig. q. is a manufacturing simplification of the above Thought drawn, namely: the radially extending parts of the connecting lines in an equipotential area within the insulating layers surrounding the individual coils guided. As a result, compared to the guide shown in Figure 3 within of the insulating layers significantly facilitates the manufacture, the aJ1: is accompanied by a necessary reinforcement of the insulating cover,: because the individual insulating sleeves must now be used for more than half the coil voltage be measured. It is not necessary to dimension them for the full coil voltage, Rather, one becomes the radially extending connecting lines. enclosing Part for a coil voltage less than half the size: Of the On the other hand, part of the insulating sleeve lying within the radial connecting lines is sooty be dimensioned for half the coil voltage, since it is on half the coil radius Isolate the coil from the connecting line soot. 'The second for the embodiment according to FIG. 3 indicated advantage of the increase in creepage distance wind as well in an embodiment according to FIG. q fully maintained.
Die in denn Ausführungsbeispiel dargestellte Anordnung der Sekundärwicklung I q. als verkürzte Zylinderwicklung innerhalb eines Teiles der Hochspannungswicklung hat den Vorteil einer wesentlich besseren Kopplung, als sie bei Anordnung der Sekund`ä.rwicklung am Ende der Hochspannungsspule erreicht werden könnte. Dieser Vorteil ruß allerdings mit :einer verstärkten Sonderisolation der Sekundärspule erkauft werden.The arrangement of the secondary winding shown in the exemplary embodiment I q. as a shortened cylinder winding within part of the high-voltage winding has the advantage of a much better coupling than with the arrangement of the secondary winding could be achieved at the end of the high voltage coil. This advantage, however, is sooty with: a reinforced special insulation of the secondary coil can be bought.
Durch die Abs.chrägung der der Gehäusewand naheliegenden Ecken des; Eisenkernes wird eine entsprechende Verlängerung des Kriechweges längs< der Gehäusewand erzielt.Due to the bevel of the corners of the housing that are close to the housing wall; The iron core is a corresponding extension of the creepage distance along the housing wall achieved.
Zur Herstellung der Isolierhülle gemäß der Erfindung eignet sich im wesentlichen streifenförmiges, schmiegsames Isolationsmaterial, insbesondere Papier. Aus solchen Papierstreifen können die Isolierhüllen durch Wickeln der Streifen auf die vorher auf einer Schablone Viergestellten Scheibenspulen bequem aufgebracht werden. Durch hinreichende Überdeckung der einzelnen Streifenwindungen. läßt sich ein so großer Kriechweg durch die Isolierhülle erzielen, daß die übergchlagfestigkeit höher als die Durchschlagfestigkeit wird.For the production of the insulating sleeve according to the invention is suitable in essentially strip-shaped, pliable insulation material, in particular paper. The insulating sleeves can be made from such paper strips by winding the strips the disc coils, which were previously placed on a template, are conveniently applied will. By sufficiently covering the individual strip turns. let yourself achieve such a large creepage path through the insulating sleeve that the flashover resistance higher than the dielectric strength becomes.
Zum leichteren Aufbau der Wicklung werden zweckmäßig Ringscheiben aus Preßspan verwendet, die insbesondere zwischen che Stirnseiten einander umfassender Isolierhüllen gelegt werden, um eine Beschädigung oder Formveränderung der fertiggestellten Isolierhülle durch die nachträglich darüber, aufgebrachte Isolierhülle zu vermeiden. Ebensolche Ringscheiben dien dazu, durch, die Verbindungsleitungen sonst entstehende Ungleichmäßigkeiten zu beseitigen, indem in den Ringscheiben Aussparungen vorgesehen sind, in welchen die Verbindungsleitungen untergebracht werden können.To make the winding easier to build up, it is advisable to use ring disks used from pressboard, the more comprehensive in particular between che end faces Insulation sleeves are placed to prevent damage or change in shape of the finished Avoid insulating cover by subsequently applying the insulating cover. Such washers are used to pass through the connecting lines that would otherwise arise Eliminate irregularities by making recesses in the washers in which the connecting lines can be accommodated.
Ein gewisser Nachteil der oben, bieschri:ebrenen Herstellungsart der
Isolierhüllen besteht insbesondere bei Spulen, bei denen das Verhältnis von Außendurchmesser
zu Innendurchmesser erheblich von i abweicht, .darin., daß die Isolation auf der
Innenseite der Spule infolge der gleichbleibenden Breite des Wickelbandes wesentlich
stärker ausfällt als auf der Außenseite. Man. kann diesen Nachteil weitgehend dadurch
,ausgleichen, daß man über die Stirnseiten der Spulen Kappen legt, von denen. die
Stirnseite bis nahe an den Innendurchmesser der Spule und auch noch ein kurzer Teil:'
der äußeren Spulenmantelseite bedeckt wird. Zwischen diesen beiden Kappen kann dann
,eine zusätzliche Streifenwicklung tangential um die Spule herum aufgewickelt werden.
Dadurch wird neben der
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES98506D DE622878C (en) | 1931-05-06 | 1931-05-06 | Winding arrangement for high voltage transformers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES98506D DE622878C (en) | 1931-05-06 | 1931-05-06 | Winding arrangement for high voltage transformers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE622878C true DE622878C (en) | 1935-12-07 |
Family
ID=7521526
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DES98506D Expired DE622878C (en) | 1931-05-06 | 1931-05-06 | Winding arrangement for high voltage transformers |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE622878C (en) |
-
1931
- 1931-05-06 DE DES98506D patent/DE622878C/en not_active Expired
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