DE665834C - Verfahren zur Herstellung einer Hochspannungsspule, insbesondere fuer Transformatoren, Messwandler o. dgl. - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung einer Hochspannungsspule, insbesondere für Transformatoren, Meßwandler o. dgl. Es ist bereits eine Hochspannungswicklung für Hochspannungstransformatoren mit in axialer Richtung zwischen den Spannungspolen, z. B. Erde und Hochspannung, abgestufter Lagenwicklungbekanntgeworden. Hier sind aber die nicht von den übrigen Lagen bedecktenFlächen derWindungen frei und als normale Hochspannungswicklungen hergestellt. Ferner ist einSpannungstransformator fürhohe Spannungen zur Verwendung nach Art eines Durchführungsisolators, dessen auf Hochspannungspotential befindlicher Eisenkern von einem Isolierkörper urigeben ist, vorgeschlagen worden; bei diesem Transformator soll innerhalb des Isolierkörpers die Hochspannungswicklung mit von innen nach außen abnehmendem Potential, insbesondere lagenweise eingebettet sein., wobei der Eisenkern von der Fassung der Durchführung sowie der Niederspannungswicklung umfaßt wird. Der die Hochspannungswicklung enthaltende Isolierkörper soll als Wickelkörper ausgebildet sein und ist in einem besonderen Durchführungsisolator untergebracht.
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Hochspannungsspule, insbesondere für Transformatoren, 1-Ießwandler o-. dgl., zur Verwendung nach Art eines Durchführungsisolators mit in axialer Richtung zwischen den Spannungspolen, z. B. Hochspannung und Erde, abgestufter Lagerwicklung, die derart in Isolierstoff eingebettet wird, daß sich ein die Windungen allseitig umschließender Wickelkörper ergibt. Erfindungsgemäß «-erden die Leiter der Wicklungen oderjund die mit ihnen aufgewickelten Isolierstoffbahnen oder Isolierbänder des Wickelkörpers derart mit einem Kunstharz versehen und zusammengebacken, daß der Wickelkörper allein als Durchführungsisolator zwischen den Spannungspolen dient. Eine auf diese Weise hergestellte Hochspannungsspule hat einmal den Vorteil, daß infolge ihrer Einbettung in das Dielektrikum des Durchführungsisolators selbst eine durch das Ansteigen bzw. Abfallen der Spannung mit fortschreitender Wicklungslänge zwangsmäßige Potentialsteuerung des Dielektrikums erzielt wird. Die besondere Verwendung von durch Wicklungen oder Widerstände zu steuernden kapazitiven Einlagen in dem Durchführungsisolator wird also unnötig. Gegenüber der obenerwähnten vorgeschlagenen Anordnung hat die Erfindung den Vorteil, daß ein besonderer Durchführungsisolator erspagt wird, wie ihn diese Anordnung benötigt, hii weicher der Wickelkörper lediglich aus 4""f`' einandergewickelten Papierhüllen und 1., :i fern besteht und daher nicht in der Lage"ist, die Funktion eines mechanisch festen Durchführungsisolators zu übernehmen. Es ruß noch bemerkt werden, daß es an sich bereits bekannt ist, zur Isolierung von Spulen die Leiter der Wicklungen oder/und die zwischen ihnen anzuordnenden Papier- oder anderen Isolierstotfschichten mit Kunstharz. zu versehen und zusammenzubacken.
• Der Anfang der Hochspannungsspule gemäß der Erfindung kann mit dem Hochspannungspol und das Ende mit dem anderen Pol, beispielsweise Erde, verbunden werden. Auch die umgekehrte Reihenfolge ist möglich. Die Selbstinduktion kann durch einen in die Hochspannungsspule eingebrachten often;noder geschlossenen Eisenkern erhöht und infolgedessen an Windungen gespart werden. Da die lagenweise Wicklung sozusagen eine Drosselspule darstellt, kann an geeigneter Stelle angezapft und eine entsprechende Spannung abgenommen werden, wobei die abgenommene Spannung auch nicht wie bei der unter dem Namen C--Messung bekannten Meßmethode von dem Zustand des Dielektrikurns abhängig ist. Anstatt die Spannung von der genannten Wicklung abzugreifen, kann eine getrennte Sekundärwicklung angebracht und so aus der einfachen Hochspannungsspule ein Durchführungstransformator gemacht werden, der sich speziell für Spannungsmessungen, wie jeder Spannungswandler, eignet, wobei der Eisenkern selbst oder ein parallel zum Eisenkern liegender Bolzen als Stromleiter dient.
• Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend beschrieben.
• Abb. i zeigt die Hochspannungsspule mit in axialer Richtung -zwischen den Spannungspolen, dem Hochspannungsdurchführungsleiter i und dem geerdeten Flansch 2 geschalteter abgestufter Lagenwicklung 3. Diese Wicklung 3 ist derart in den Isolierstoff eingebettet, daß sich ein die Windungen allseitig umschließender Durchführungsisolator 8 zwischen den Spannungspolen ergibt. Der Anfang der Wicklung ist mit 9 und das Ende der Wicklung mit io bezeichnet. Parallel zii dem Durchführungsleiter i befindet sich ein Eisenkern 5, der ebenfalls auf Hochspannungspotential liegt und von dem Durchführungsisolator 8 zusammen mit dem Leiter i getragen wird. Zwischen dem geerdeten Flansch bzw. dem geerdeten Ende io der Wicklung und einer Anzapfung 6 der Wicklung kann das Meßinstrument V" heispielsweise ein Voltmeter oder ein Relais o. dgl., angeschlossen werden.
• Nach Abb.2 wird die sonst angenähert ,gleich ausgebildete Hochspannungsspule 3 von einer besonderen Sekundärwicklung 7 umgeben, so daß ein normaler Zweiwicklungstransformator entsteht. In beiden Abbildungen bestehen die Windungen der Wicklung aus runden oder flachen Drähten oder aus Isolierstreifen mit aufgebrachter leitender Schicht.
• In Abb. 3 ist das an sich bei Kondensatordurchführungen bekannte Wickelverfahren dargestellt. Gleichzeitig mit dem Aufwickeln der Bahn i i aus Isolierwerkstoff wird die beispielsweise bandförmige Wicklung 12 auf einen Wickeldorn 13 unter Längsverschieben in Pfeilrichtung aufgewickelt. Nach Erreichen einer gewissen Wicklungsbreite erfolgt eine Umkehrung der Längsverschiebung des Bandes i2, so daß der in Abb. ,4 im Schnitt dargestellte Wickelkörper 8 mit einer durchlaufenden Lagenwicklung entsteht, deren innerer und äußerer Anschluß mit 9 und io bezeichnet sind.
• In Abb. 5 ist die leitende Einlage 12 derart auf das Isolierband i.I aufgebracht, daß zu beiden Seiten frei gelassene Iso'ierränder entstehen zur Isolierung der nebeneinanderliegenden Windungen.
• Nach den Abb. 5 bis 7 gestaltet sich das Wickelverfahren folgendermaßen. Nach gemeinsamem Aufwickeln von einigen Schichten Isolierstoff i i mit dein bandförmigen Leiter 12 wird die Isolierstoffbahn i i an der Stelle 15 abgeschnitten und nur der bandförmige Leiter 12 weitergewickelt, bis eine Längslage fertiggestellt ist. Sodann wird durch Unterschieben einer neuen, gegebenenfalls schmäleren Isolierstoffbahn 16 der Leiter 12 gemeinsam mit der Bahn 16 weitergewickelt unter Längsverschiebung des Leiters, bis wieder ein Abschneiden der Isolierstoffbahn zum Aufbringen einer weiteren durchgehenden Wicklungslage erforderlich ist. Auf diese Weise iäßt sich ein in Abb. 6 und 7 in' Schnitt dargestellter Wickelkörper mit beispielsweise vier Lagen 17, 18, i9, 2o herstellen. Ist sowohl die Isolierstottbahn als auch der Leiter oder eines davon mit Kunstharz bestrichen, so können sie nach dem Aufwickeln zu einem einheitlichen Körper in an sich bekannter Weise zusammengebacken werden. Statt aus gewickelten Bahnen kann man den Körper auch aus einzelnen Lackschichten herstellen, die durch Tauchen oder Spritzen auf den Windungen erzeugt werden. Die einzelnen Windungen bzw. Lagen sind sodann durch diese Schichten voneinander isoliert.
• In Abb. 8 ist wieder der Eisenkern 5 von dem Wicklungskörper 8 umgeben, auf dem sich die Sekundärwicklung 7 befindet, die ihrerseits von einem Flansch 23 gehalten wird. Der Anfang g der Oberspannungswicklung liegt wieder am Eisenkern 5 und ihr Ende io am geerdeten Durchführungsflansch 23. Dadurch liegt der Kern 5 auf Hochspannungspotential und kann als Durchführungsbolzen benutzt werden. Bei größeren durch den Wickelkörper zu führenden Stromstärken können zum Eisenkern 5, -2i noch stromführende Leiter 24 parallel geschaltet werden..
• In Abb. g ist der Schnitt A-<d der Abb. 8 dargestellt.
• Abb. io zeigt das Schaltungsschema des Durchführungsspannungswandlers, wobei auf dem Rückschlußjoch zwecks Leistungsvergrößerung statt einer Kondensatordurchführung 2-2 (Abb-. 8) ein zweiter Hoch- und Niederspannungskörper dem ersten parallel geschaltet ist.
• Gemäß Abb. i i lassen sich bei Drehstrom die in Abb. 2 beschriebenen Durchfüh.rungsspannungswandler dazu benutzen, mittels ihrer Sekundärwicklungen 7 einen normalen kleinen N iederspannungsfünfschenkelwandler 36 zu speisen.
• Zum Schutze gegen die Einwirkungen der Atmosphäre können die Wickel- bzw. Schichtkörper noch von einer an sich bekannten Hülle aus wetterbeständigen Stoffen, Porzellan, Lackbezug o. dgl., umgeben sein, wobei ein evtl. zwischen Wickelkörper und Hülle vorhandener Raum ausgefüllt wird.

Claims (12)

1. PATENTANSPr,Üclln: i. Verfahren zur Herstellung einer Hochspannungsspule, insbesondere für 'Transformatoren, Meßwandler o. dgl., zur Verwendung nach Art eines Durchführungsisolators mit in axialer Richtung zwischen den Spannungspolen, z. B. Hochspannung und Erde, abgestufter Lagenwicklung, die derart in Isolierstoff eingebettet wird, daß sich ein die Windungen allseitig umschließender Wickelkörper ergibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter der Wicklungen undloder die mit ihnen aufgewickelten Isoiierstoffhalinen oder Isolierbänder des Wickelkörpers derart mit einem Kunstharz versehen und zusammengebacken werden, daß der Wickelkörper allein als Durchführungsisolator zwischen den Spannungspolen dient.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf einen Wickeldorn eine oder mehrere Lagen der Isolierstoffbahn aufgebracht werden, daß darüber eine Lage Windungen und darüber wieder eine oder mehrere Lagen einer gegebenenfalls schmäleren Isolierstoffbahn und so fort abwechselnd eine Lage Windungen und eine oder mehrere Lagen der Isolierstoffbahn aufgewickelt werden.
3. 3. Verfahren stach Anspruch i und z_ dadurch gekennzeichnet, daß nach gemeinsamem Aufwickeln von einigen Lagen der Isolierwerkstoffbahn mit dem in Achsrichtung fortschreitenden Leiter die Isolierwerkstoffbahn abgeschnitten wird und nur der Leiter durch Verschieben in Achsrichtung weitergewickelt wird und daß dann nach Unterschieben einer neuen, gegebenenfalls schmäleren Isolierwerkstoffbahn unter den Leiter das gemeinsame Aufwickeln von Isolierwerkstoffbahn und Leiter fortgesetzt wird. .I.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach Unterschieben einer neuen Isolierwerkstoffbahn unter den gerade aufgewickelten Leiter nach Erreichen einer gewissen Lagenbreite eine Umkehr in Achsrichtung unter gemeinsamem Weiterwickeln erfolgt, bis wieder ein Abschneiden der Isolierwerkstoffbahn zum Aufbringen einer weiteren durchgehenden Lage erforderlich ist.
5. 5. Verfahren nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, da12) als Leiter der Spule eine zusammenhängende, auf ein fortlaufendes Isolierband aufgebrachte leitende Schicht verwendet wird, über die gegebenenfalls das Isolierband hinwegragt.
6. 6. Verfahren nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Isolierstoifbahn bzw. Isolierband mit Kunstharz getränktes Papier verwendet wird.
7. 7. Nach dem Verfahren gemäß Anspruch i oder folgenden hergestellte Hochspannungsspule, dadurch gekennzeichnet, daß für Meßzwecke aus dem Wickelkörper eine Anzapfung der Wicklung herausgeführt ist. B.
8. Spule nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelkörper eine Niederspannungsspule umgibt oder von dieser umgeben ist. g.
9. Spule nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß neben einem Durchführungsleiter ein Eisenkern vorgesehen ist bzw. der Eisenkern als Stromleiter dient. io.
10. Spule nach Anspruch g, dadurch gekennzeichnet, daß bei geschlossenem Eisenkern auf zwei Schenkeln Wickelkörper angeordnet sind oder daß, wenn nur auf einem Schenkel ein Wickelkörper vorgesehen ist, das Rückschluli joch von einem in an sich bekannter Weise mit leitenden Einlagen versehenen Isolierkörper umgeben ist. i r:.
11. Nach dem Verfahren gemäß An- Spruch i oder folgenden hergestellte Hochspannungsspule, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelkörper zum Schutz gegen Einwirkungen der Atmosphäre von wetterbeständigen Isolierstoffen umgeben ist.
12. 12. Spule nach Anspruch i i, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen dem Wickelkörper und der ihn umgebenden Isolierstoffschutzhülle vorhandener Raum mit Isolierstoff ausgefüllt ist.