DE699604C - Wicklungsanordnung fuer Transformatoren und Drosselspulen - Google Patents

Description

• Wicklungsanordnung für Transformatoren und Drosselspulen Das Patent 675 941 bezieht sich auf eine Wicklungsanordnung für Transformatoren und Drosselspulen, die aus mehreren durch radiale Kühlzwischenräume getrennten Scheibenspulen besteht. Hierbei sind mindestens die auf beiden Seiten der radialen Kühlzwischenräume liegenden Scheibenspulen untereinander parallel geschaltet, während mindestens die unmittelbar oder unter Zwischenlage von festen Isolierstoffen nufeinanderliegenden Spulen in Reihe geschaltet sind. Dadurch wird eine gut gekühlte, gegen einziehende Wanderwellen . weitgehend geschützte Wicklung geschaffen.
• Die Erfindung betrifft nun eine weitere Verbesserung der Stoßspannungssicherheit der im Patent 675 941 enthaltenen Wickitingsanordnung, ohne die Kühlwirkung der Wicklung zu beeinträchtigen. Gemäß der Erfindung wird die im Patent 675941 enthaltene Anordnung bei Wicklungen verwendet, die aus einzelnen konzentrisch zueinander und gegebenenfalls zur Wicklung abweichenden Potentials angeordneten Zylinderspulen bestehen. Hierbei ist die Wicklung von zur Wickelachse parallelen Kühlkanälen durchsetzt. Die zu beidenSeiten von diesen axialen Kühlkanälen liegenden Zylinclerspuleit sind untereinander parallel geschaltet, während die unmittelbar oder unter Zwischenlage von festen Isolierstoffen aufeinanderliegenden Spulen in Reibe geschaltet werden. Die Spulen kehren dabei einander und den Wicklungen abweichenden Potentials, z. B. Niedervoltwicklung oder Tertiärwicklung, ihre großen Breitseiten zu. Außerdem liegen in Reihe geschaltete Wicklungsteile möglichst dicht unter Einfügen fester Isolierstotie aufeinander, so daß die Querkapazität der Wicklung und damit ihre Stoßspannungssicherheit erheblich gesteigert wird.
• Fig. i zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wicklung. Die Hochspannungswicklung besteht aus den einzelnen Zylinderspulen i bis io. Von diesen sind je zwei Spulen paarweise zusammengefaßt und entweder unmittelbar aufeinandergewickelt oder -geschoben oder auf eine Zwischenlage 31 aus festen Isolierstoffen aufgebracht. Die einzelnen Spulen i bis io können einlagig oder mehrlagig gewickelt sein. Die aufgewickelten Leiter können innerhalb einer Lage auch zu einer mehrlagigen Schraube vereinigt sein. Die Spulenpaare 2, 3 oder 4 5 usw. stützen sich gegenseitig ab, so daß die Lagerung der Zylinderspulen auf dem Eisenkern i i erleichtert wird. Die beiden Endspulen i und io müssen für sich vorteilhaft durch Zylinder aus festen Isolierstoffen abgestützt werden. Die - Zylinderspulen i und 2 bzw. 3 und .I usw. sind durch die Leitungen 12 miteinander parallel geschaltet. Die Reihenschaltung der Spulengruppen i und 2, 3 und 4 usw. erfolgt durch die Leitungen 13. Die Spule i ist an die wellenführende Leitung 14 angeschlossen, während die Spule io mit einem isolierten Nullpunkt 15 bei Drehstromsternschaltungen verbunden ist. Die Spulen 9 und io können natürlich auch an eine andere Phasenleitung oder wellenführende Leitung oder an Erde angeschlossen werden. In der Erdleitung kann ein l.`berspannungsableiter, eine Schutzfunkenstrecke, Kathodenfallableiter oder eine Impedanz, z. B. ein Kondensator, liegen. Die Niederspannungswicklung 16 kann in ähnlicher Weise wie die an die wellenführende Leitung 14 angeschlossene Hochspannungswicklung ausgebildet sein. Sie liegt dem Eisenkern i i unmittelbar benachbart. Um die Durchkopplung der einziehenden Stoßspannungen oder Wanderwellen zu erleichtern,- kann vor der Spule i ein elektrostatischer Schirm ü angeordnet werden. In manchen Fällen ist auch ein Nullpunktschirm iS von Vorteil, durch den die Isolationsbeanspruchungen bei Nullpunktsüberschlügen gemildert werden.
• Eine den Isolationsaufwand vermindernde Schaltung ist in Fig. 2 beispielsweise angegeben. Hier werden nicht wie in Fig. i durch die Leitungen 13 die Enden und die Anfänge benachbarter Spulengruppen für sich in Reihe geschaltet, sondern vielmehr die Enden i9 einer Spulengruppe mit den Anfängen 20 der benachbarten Spulengruppe verbunden durch die Leitungen 21. Diese können in den Kü hllängskanälen 22 oder, wie in Fig. 2 dargestellt ist, um die Wiclaung außen herumgeführt werden. Diese Anfangs-End-Verbindungen brauchen unter Umständen nur bei den dem ,wellenführenden Pol 14 benachbarten ersten Spulengruppen angeordnet zu werden. Bei dem übrigen Teil der Wicklung kann die in Fig. i enthaltene Reihenschaltung der einzelnen Spulengruppen stattfinden. Wenn \ ullpunktsüberschläge zu erwarten sind oder wenn die Leitung Y3 des Endes der gesamten Wicklung an eine andere wellenführende Leitung angeschlossen wird, können auch die dem Ende 21 benachbarten Spulengruppen durch End-Anfangs-Verbindungen 24 in Reihe geschaltet werden. Die Zylinderspulen der Wicklungsmitte sind dann durch Anfangs --,#.nfangs- und End-End-Verbindungen 13 miteinander in Reihe geschaltet. Da zwischen den Spulen, die durch End An--fangs-Verbindungen 21 in Reihe geschaltet sind, als größtePotentialdifferenz eineLagenspannung erscheint, können die in Reihe geschalteten Einzelspulen dieser Spulengruppen sehr dicht aufeinandergepaekt werden, d. h. die Stärke der festen Isolierstoffe zwischen diesen Spulen kann erheblich vermindert werden, so daß die Querkapazität größer wird.
• Wie Fig. 2 außerdem erkennen läßt, ist der die Endspule 25 der Wicklung abstützende Isolierzylinder 26 mit einem Metallschirm 27 versehen, der an die wellenführende Leitung 14 angeschlossen ist und auf der Spule 25 oder auf dem Isolierzylinder _@6 dielektrisch dicht aufliegt. Der §chirni-kann natürlich auch durch einige Windungen eines breiten Metallbandes ersetzt werden. 'wenn in ihm die Wirbelstronibildung herabgesetzt werden soll. Der Schirm stellt dann nichts anderes als eine leerlaufende Zylinderspule dar. Auch kann man den Schirm zur Stromüb,-rtragung heranziehen und beispielsweise auf die erste Spule 25 einige Windungen eines starken und breiten Kupferbandes aufwickeln, das mit der zu schützenden Wicklung in Reihe geschaltet ist und infolgedessen an der Energieübertragung teilnimmt. Das gleiche gilt für die letzte Spule 28 der Wicklung. Hier wird der Schirm oder die Schirmspule 29 an den isolierten oder geerdeten Sternpunkt 30 oder an eine andere wellenführende Leitung angeschlossen.
• Als Träger für die Einzelspulen i bis i0 der zu schützenden Wicklung können Isolierzylinder aalverwendet werden, und zwar vorzugsweise aus Werkstoffen mit hohen Dielektrizitätskonstanten. Wenn also PreßspanzvIinder, die mit normalem Transforniatoröi getränkt sind, nicht ausreichen, kann man die Preßspanzylinder mit Harzen, Wachsen oder Ülen mit höherer Diclektrizitätskonstante tränken. Als Tränkungsmittel sind beispielsweise chloriertes Naphthalin oder chloriertes Diphenyl geeignet. Wenn diese Tränkmittel bei den Betriebstemperaturen des Transformators dünnflüssig werden, müssen die getränkten Faserstoffisolierzylinder mit einem flüssigkeitsdichten Überzug versehen werden. Es genügt dazu ein Kunstharzanstrich oder das Eintauchen der festen Isolierstoffe in Kunstharz. Wenn das Kunstharz z. B. ein Phenolformalclehydharz ist, braucht dieser Überzug nur in den B-Zustand übergeführt zu «-erden. Der Oberzug ist dann noch etwas elastisch, so daß sich das Tränkmittel des Isolierzylinders bei höherer Erwärmung dehnen kann.
• Es können aber auch Isolierzylinder aus Kunstharz, Hartpapier oder aus keramischen Werkstoffen, z. B. Porzellan. Titandio@vd, Zirkondioxyd oder Glasrohre verwendet werden. Wenn die Wicklungsleiter der Einzelspulen selbst verglast sind, z. B. mit einem dünnen Glasüberzug isoliert sind, können die einzelnen Lagen unmittelbar aufeinandergelegt sein. Der Glasüberzug auf den Wicklungsleitern kann durch Tauchen oder durch ein Glasspritzverfahren hergestellt sein, wie es von Schoop angegeben wurde. Bei Verwendung von Glasisolation hat man die Wahl der Dielektrizitätskonstante durch Zusätze zu den verwendeten Glasschmelzflüssen ohne weiteres in der Hand. Die ganze M@icklung kann durch Luft oder Gas oder durch Flüssigkeiten, z. B. Transformatoröl oder halogenierte Kohlenwasserstofföle, gekühlt werden. Auch lassen sich die Niedervoltwicklungen und der Fienkern in Luft anordnen, während die erfindungsgemäß ausgebildete Hochvoltwicklung allein in einem Ölbehälter aus Eisenblech, 1Ietallblech oder Isolierstoff liegt.
• Die erfindungsgemäße Wicklungsanordnung läßt auch den umgekehrten Aufbau zu, bei (lern die Wickelachse 32 oder der Eisenkern t i nicht, wie in den Fig. i und 2 dargestellt ist, auf der an den «.Nullpunkt angeschlossenen Wicklungsseite liegen, sondern bei dem der an die wellenführende Leitung 14 angeschlossene Wicklungsteil dem Eisenkern oder der Niedervoltwicklung benachbart ist.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Wicklungsanordnung für Transformatoren und Drosselspulen, die gemäß Patent 67,5 941 aus mehreren durch Kühlzwischenräume getrennten Scheibenspulen besteht, von denen die auf beiden Seiten der Kühlzwischenräume liegenden Scheibenspulen untereinander parallel geschaltet sind, während mindestens die unmittelbar oder unter Zwischenlage von festen Isolierstoffen aufeinanderliegenden Spulen in Reihe geschaltet sind, gekennzeichnet durch ihre Anwendung bei Wicklungen, die aus einzelnen, konzentrisch zueinander und gegebenenfalls zur Wicklung abweichenden Potentials angeordneten Zylinderspulen bestehen.
2. 2. Wicklungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens am Anfang eine die gesamte Wicklungsanordnung einhüllende, mit der GVicklung in Reihe geschaltete, aus wenigen Windungen breiten Metallbandes bestehende Schirmspule angeordnet ist.