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Hochspannungstransformator, insbesondere Trockenspannungswandler Hochspannungstransformatoren,
insbesondere Trockenspannungsmeßwandler, bei denen die Obersp.annungswicklung in
einem einteiligen, nach Arteiner Garnrolle ausgebildeten Spulen'kasten aus Isolierwerkstoff
derart lagenweise gewickelt ist, daß die Endwindungen jeder Lage sich dicht an die
Flansche des Spulenkastens anlegen und bei denen das Ende der innersten Wicklungslage
durch Aden einen Flansch des Spulenkastens und einen mit ihm zusammenhängenden Durchführungsisolator
herausgeführt ist, sind bekannt. Das Ende der innersten Wicklungslage der Oberspann:ungswicklung
wird bei diesen Transformatoren bekanntlich an die Hochspannung angeschlossen, während
das Ende der äußersten Wicklungslage an Erde oder an den auf ein Hochspannungspotential
gestellten Eisenkern gelegt wird. Um dieses sonst einseitig angeschlossene Wandlersystem
doppelpolig an Hochspannung anschließen zu können, ohne den Eisenkern auf Hochspannungspotential
legen oder isoliert aufstellen zu müssen, ist es auch bereits bekanntgeworden, die
leitend gemachten äußeren Flächen der Spulenkastenflansche dadurch unabhängig vom
Kernpotential zu machen, daß sie von der leitenden, auf Kernpotential liegenden
Innenfläche des Spulenkastenrohnes durch gegebenenfalls mit Rippen oder Schirmen
versehenen Isolierstrecken getrennt sind. Die Isolierstrecken können in Fortsetzung
des Spulienkastenrohres beiderseitig angesetzt und gegebenenfalls scheibenförmig
zwischen dem Eisenkern und den Flanschtlächen angeordnet sein. Diese Wandlerkonstruktion
benötigt aber wegen der @erforderlichen
Isolierstrecken zwischen
dein Eisenkern und den Flanschilächen sow?e wegen des erforderlichen Abstandes zwischen
dem Eisenkern und der ä ufersten Wicklungslage der Oberspannungswicklung einen großen
Eisenkern. Auch ist die Bauhöhe eines solch(°ci Transformators verliältnismäfig
grol'i.
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ErlindtilgsgeinäL; können diese Nachteile bei cle!i eingangs erwähnten
Hochspannungstransformatoren. insbesondere Trockenspannungswandlern, dadurch vermieden
«erden, dal) das Spulcnkastenrohr auf der einen Seite gesclilosseci ist, vorzugsweise
einen zweiten Durchführungsisolator für das andere Ende der Hochspannungswicklung
trägt, auf dc@r gegenüberliegenden Seite in einen Stützisolator ausläuft und in
seinem Innern einen die Niederspannungswicklung tragenden stabförrnigen Eisenkern
aufnimmt. Auf diese Weise wird erreicht, dalnicht nur die innerste, sondern auch
die äul;crste `Vicklungslage der Oberspannungswicklung gegenüber dem Eisenkern,
der geerdet werdet. kann, isoliert ist, so daß der "Transformator doppL-lpolig an
Hochspannung angeschlossen werden kann. Es leuchtet ohne weiteres ein, daß die Bauhöhe
und dementsprechend der Materialaufwand sowie die Kosten eines solchen Hochspannungstransformators
beträchtlich geringer sind als bei der erwähnten bekannten doppelpoligen Anordnung.
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Gegenüber anderen schon bekannten, doppelpolig an Hochspannung anschliel;hareri
Transformatoren mit mindestens zwei in axialer Richtung nebeneinanderliegenden Teilspulen,
die auf einen Spulenkasten mit mindestens drei Flanschen aufgewickelt sind, von
denen mindestens ein mittlerer Flansch eine Durchbohrung zur leitenden Verbindung
zweier benachbarter Spulen enthält, und mit einem den Spulenkasten umgebenden. weiteren
Isolierkörper bat die Erfindung den Vorteil voraus, daß die verhältnismäßig schwierig
herzustellende dielektrisch dichte Verbindung des Spulenkastens mit dem ihn umgehenden
Isolierkörper in Fortfall kommt, da bei der Erfindung nur ein einziger Isolierkörper,
nämlich der nach Art einer Garnrolle ausgebildete Spulenkastcn, benötigt wird.
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tim den magnetischen Widerstand des Luftrückschlusses des stabförmigen
Eisenkernes und dementsprechend die Leerlaufverluste eines Transformators gemäß
der Erfindung zu verringern, erhält der Eisenkern z@seckniäl3ig Polschuhe, von denen
der eine in dem auf der abgeschlossenen Seite entsprechend erweiterten Spulenkastenrohr,
der andere im Innern des mit dem Spulenkasten zusammenhängenden Stützisolators liegt.
Außerdem kann. zti dem gleichen Zweck um die ätil?.erste Wicklungslage der Oberspannungswicklung
bzw. um den diese umgebenden geschlitzten leitenden Mantel oder auch an Stelle dieses
Mantels ein längs geschlitzter Hohlzylinder aus magnetisch leitendem Werkstoff herumgcl,2gt
sein, der dann zusammen mit den Polschuhen einen gewissen Eisenrückschluß bildet,
den Luftrückschluß verkleinert und die magnetische Streuung und Fremdfcldbeeintlussung
verringert. Dieser Hohlzylinder kann. aus mehreren unmittelbar aufeinanderliegenden
Eisenblechen oder aus einer Mehrzahl nebeneinanderliegender schmaler Eisenblechstreifen
mit zur Spulenachse parallelen Längsachsen hergestellt sein.
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Lin .lusführuiigsbeispiel für einen Trockenspannungswandler gemäß
der Erlindung ist in der Abb. i im Schnitt dargestellt. Die Obers-pannungswicklung
i t ist lagenweise über die ganze axiale Länge des vorzugsweise aus Porzellan bestehenden
Spulenkastens 12 in bekiumter Weise so aufgewickelt, daß die Endwindungen jeder
Lage sich dicht a.ti die Fhinschc des Spulenkastens anlegen. Der Anfang der innersten
Wicklungslage ist durch den Durchführungsisolator 13 herausgeführt, der mit
dem Spulenkasten 12 zusammenhängt. Der andere Spulenkastenflansch setzt sich in
einem Stützisolator 1.1 fort. Das Spulenkastenrohr ist oben durch einen mit dem
Spulenkasten 12 ebenfalls aus einem Stück bestehenden Deckel 15 abgeschlossen
und enthält einen stabförmigen Eisenkern 16, auf den die Niederspannungswicklung
17 geschoben ist. Der Stabkern 16 ist mit Polschuhen c 9 und 20 versehen, von denen
der eine (i9) in dem auf der abgeschlossenen Seite entsprechend erweiterten Spulenkastenrohr,
der andere (2o) im 'Innern des Stützisolators 1 4. liegt. Der Polschub i 9 ist,
wie insbesondere aus der einen Querschnitt A-B zeigenden Abb. 2 ersichtlich ist,
möglichst der Kreisform angepaß.t. Der Polschuh 2o erhält Kreisform oder annähernd
Kreisform. Um die äußerste Wicklungslage der Olxrspannungswicklung i c ist ein Zylinder
21 aus magnetisch leitendem Material herumgelegt, der mit dem Ende der Oberspannungswicklung
elektrisch leitend verbunden ist und zusammen mit den Polschuhen IC), 20 eihell
gewissen Eisenrückschluß für den Stabkern 16 bildet. An diesem Zylinder 21 kann
eine Anschlufßklemme für den einen Hochspannungspol vorgesehen sein, während der
andere Hochspannungspol an den durch den Durchführungsisolator 13 herausgeführten
Anfang der Oberspannungswicklung i i angeschlossen wird. Man kann aber auch, wie
in den Abb. i und 2 dargestellt ist, das Ende der äußersten `'Wicklungslage der
Oberspannungswicklung t i durch einen mit dem Spulenkasten zusammenhängenden zweiten
Durchführungsisolator 22 herausführen und
hier den Anschluß für
den betreffenden Hochspannungspol herstellen. Aus Synnnetriegründen und im Interesse
eines bequemeren Einbaues des Wandlers in die-Hochspannungsanlage kann man den an
sich rieht erforderlichen Durchführungsisolator 22 ebenso lang machen wie den Isolator
13. Der Isolator 22 kann ebenso wie der Isolator 13 und der Stützisolator 1 4 an
den Spulenkasten 12 angarniert sein. Man kann den ganzen Isolierkörper aber auch
in einem Stück gießen. In beiden Fällen spielen Spulenkasten und Isolatoren einen
zusammenhängenden, einteiligen Isoliex@körper.
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Wie in der Abb. i durch gestrichelte Linien angedeutet ist, wird die
äußere Zylinderoberfläche des Spulenkastens 12 mit einer Metallisicrung versehen,
die in bekannter Weise auch gleichzeitig als Eingangswindung für die Oberspannungswicklung
ausgebildet sein kann. Auch die Durchführungsisolatoren 13 und 22 werden innen,
wie üblich, metallisiert. Das Spulenkastenrohr wird ebenfalls metallisiert. Dabei
empfiehlt es sich, die Innenoberfläche des den Polschuh i9 aufnehmenden erweiterten
Raumes des Spulenkastenrohres und auch die Innenoberfläche des Stützisolators 14
nicht durchgehend, sondern nur streifenförmig zu metallisieren, um das Auftreten
von Wirbelströmen in dem leitenden Belag zu verhindern.
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Der Polschuh 19 besteht aus zwei Brechpaketen i 9a und i 9b, deren
Blechstreifen um 9o° gegeneinander versetzt geschichtet sind. In den Abb. i und-
2 ist dies schematisch angedeutet. Entsprechendes gilt für den anderen Polschuh,
der aus den Blechpaketen 2oa und 20v besteht. Dabei ist die Schichtrichtung der
Blechpakete iga und 2oU .die gleiche wie bei dem Sttabkern 16. Durch diese Anordnung
wird ebenfalls die Wirkung der Polschuhe und des durch sie und den Zylinder 21 gebildeten
Rückschlusses verbessert. Die Abb. 2 läßt auch erkennen, wie man den Polschuh i9
aus verschieden langen Blechstreifen aufbauen kann, um den zur Verfügtuig stehenden
Raum möglichst vollständig mit Eisen auszufüllen. Die größte Länge der Blechstreifen
richtet sich natürlich nach der lichten Weite des Spulenkastenrohres, durch das
die einzelnen Bleche oder Blechpakete ja eingeführt werden müssen.
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Die Befestigung des Polschuhes 20 und damit des Stabkernes 16 nebst
Sekundärwicklung 17 kann in der aus der Abb. i ersichtlichen Art und Weise erfolgen.
Der Stützisolator besitzt im Innern eine ringförmige Nut 23, in die nach Einbringen
des Polschuhes ig, des die Sekundärwicklung 17 tragenden Stabkernes 16 und-des Polschuhes
2o ein Sprengring 24. reingelegt wird. Der Zylinder 21- wird, wie Abb. i zeigt,
zweckmäßig so lang gemacht, daß er über die Flansche des Spulenkastens hinausragt,
so daß die Polschuhe wenigstens teilweise innerhalb des Zylinders 21 liegen. Auf
diese Weise läß.t sich der durch die Polschuhe und den Zylinder 21 gebildete Eisenrückschluß.
für den Stahkern 16 noch verbessern. Um die Bauhöhe des Wandlers klein zu halten,
sind ringförmige Nuten 25 und 26 zur Aufnahme des Zylinders 2 i vorgesehen. Die
Nuten werden innen mit einem metallischen Belag versehen, der natürlich keine Kurzschlußwindung
bilden darf und zweckmäßig streifenförmig ausgebildet ist. Der Zylinder 21 besteht
zweckmäßig aus einer Vielzahl nebeneinander angeordneter schmaler Blechstreifen,
deren Längsachsen parallel zu der Spulenachse liegen. Sie sind voneinander durch
Papierzwischenlagen getrennt. Damit sie in die Ringnuten eingebracht werden können,
ist jeder Blechstreifen, wie in Abb. i angedeutet ist, in zwei ungleiche Teile geteilt,
so daß die Stoßfugen der einzelnen Streifen überlappen. An den beiden Stellen des
Umfangs, an denen die Durchführungen 13 und 22 liegen, oder auch nur an einer bleibt
ein Zwischenraum von der Breite eines oder einiger weniger Blechstreifen frei. Dies
hat gleichzeitig den Vorteil, daß Luft zur Kühlung an die Oberspannungswicklung
i i gelangen kann. Nach Einsetzen der Blechstreifen in die Ringnuten können diese
mit einer später erhärtenden Isoliermasse ausgegossen werden.