-
Hochspannungstrockentransformator Das Patent 723 13i bezieht
sich auf Hochspannungstrockentransformatoren, insbesondere Spannttngsmeßwandler,
deren Oberspannungswicklung in einem einteiligen Spulenkasten aus Isolierstoff untergebracht
und derart angeschlossen ist, daß das eine Ende der Oberspannungswicklung sich auf
dem Potential des geschlossenen Eisenkernes befindet, während das andere Ende der
Wicklung durch .den Flansch des Spulenkastens hindurchgeführt ist; und zwar ist
gemäß dem Hauptpatent der Spulenkasten mit der Oberspannungswicklung und dem Eisenkern
in einen Topf aus Isolierstoff eingesetzt, wobei ein mit dem Spulenkasten ein Stück
bildendes, zum Herausführen des entsprechenden Endes der Oberspannun.gswicklung
dienendes Isolierrohrstück mit dem eine ihm angepaßte Öffnung aufweisenden Boden
des Isoliertopfes durch Verkitten, Vergießen o. dgl. dielektrisch verbunden ist.
Gemäß dem Zusatzpatent 729 grg kann man in der gleichen Weise auch einen
OOuerlochstromwandler in einen Isoliertopf einsetzen. In beiden Fällen wird die
Bauhöhe der Transformatoren bzw. Meßwandler wesentlich verringert.
-
Die Erfindung betrifft die weitere Ausbildung eines Hochspannungstransformators,
insbesondere Spannungswandlers nach dem Hauptpatent und besteht .darin, daß in dem
den Spulenkasten mit der Hochspannungswicklung und den Eisenkern enthaltenden Isoliertopf
ein Querlochtopfstromwandler untergebracht ist und daß das zur Herausführung der
beiden Enden der um den Ouerdurchgang des Ouerlochisolierkörpers geschlungenen Wicklung
dienende Isolierrohrstück in eine entsprechende Aussparung des Isoliertopfbodens,
die neben der für das Isolierrohrstück des Spulenkastens vorgesehenen Öffnung im
Isoliertopfboden
liegt, eingesetzt und durch Vergießen, Verkitten
o. dgl. dielektrisch dicht mit dem Isoliertopfboden verbunden ist. Man kann auf
diese Weise einen kombinierten Strom- und Spannungswandler finit geringer Bauhöhe
und geringem Raumbedarf herstellen, der besonders für hohe Spannungen geeignet ist
und nicht mit Öl oder einer anderen Isolierflüssigkeit gefüllt zu werden
braucht. Eine besonders günstige Anordnung ergibt sich, wenn der kombinierte Wandler
zwei je einen Spulenkasten und je einen Querlochisolierkörper enthaltende Isoliertöpfe
aufweist, die, ihre offenen Seiten einander zukehrend, aufeinandergesetzt sind,
und wenn einerseits die beiden Spulenkästen auf einem gemeinsamen Eisenkern sitzen,
der sich auf dem Potential der Verbindungsleitung der auf die beiden Spulenkästen
verteilten Hochspannungswicklungsteile des Spannungswandlers befindet, andererseits
die beiden Querlochisolierkörper, von denen der eine die Stromwandlerprimärwickluna
der andere die StromwandlLersekundärwicklung enthält, ebenfalls einen gemeinsamen
Eisenkern haben, der mit dem Spannungswandlerkern leitend verbunden ist. Für höhere
Spannungen kann man zwei oder mehr solche aus je zwei Isoliertöpfen bestehende Einheiten
aufeinandersetzen (Kaskadenanordnung), wobei sowohl die einzelnen Spannungswandierkerne
als auch die einzelnen Stroinwandlerkerne durch Kopplungswicklungen miteinander
magnetisch gekoppelt werden.
-
Ein Ausführungsbeispiel für einen gemäß der Erfindung ausgebildeten
kombinierten Strom- und Spannungswandler ist in den Abb. i und 2 in zwei verschiedenen
Längsschnitten dargestellt. Mit i i ist der Eisenkern des Stromwandlers bezeichnet,
der auf einander gegenüberliegenden Schenkeln Querlochisolierkörper 12 und 13 trägt.
Um den Querdurchgang des Querlochkörpers i2 ist die Stromwandlerprimärwicklung 14,
um den Querdurchgang des Querlochkörpers 13 die Stroinwandlerseli:undärwicklung
15 herumgeschlungen. Die miteinander verbundenen Schubwicklungen 16 und 17 sind
auf Isolierrohren angeordnet, die innerhalb der Querdurchgänge unmittelbar auf die
betreffenden Schenkel des Eisenkernes geschoben sind. Der Querlochkörper 1.2 ist
mit seinem zum Herausführen der beiden Primärwicklungsenden dienenden Isolierrohrstück
in den Boden eines umgestülpten Isoliertopfes 18 eingesetzt, der zu dieseln Zweck
eine entsprechende Öffnung mit flanschartigem Ansatz aufweist. Der Zwischenraum
ist mit einer Vergußmasse zur Herstellung einer dielektrisch dichten Verbindung
zwischen Isoliertopfboden und Querlochkörper ausgefüllt. In derselben Weise ist
der Querlochkörper 13 in den Boden eines Isoliertopfes i9 eingesetzt. Die beiden
Isoliertöpfe werden, ihre offenen Seiten einander zukehrend, aufeinandergesetzt.
Der Isoliertopf 18 enthält außer dem Querlochkörper 12 einen nach einer Garnrolle
ausgebildeten Spulenkasten 2o, der den einen Teil 21 der in zwei Teile unterteilten
Hochspannungswicklung des Soannungswandlers trägt. Der Wicklungsteil 21 ist derart
über die ganze axiale Länge des Spulenkastens lagenweise gewickelt, daß die Endwindungen
jeder Lage sich dicht an die Flansche des Spulenkastens anlegen. Das Ende der äußersten
Wicklungslage ist leitend mit einem nicht dargestellten geschlitzten Metallmantel
verbunden, der den Wicklungsteil 21 umhüllt. Mit 22 ist der Eisenkern des Spannungswandlers
bezeichnet, der mit seinem einen Schenkel den Spulenkasten 20 durchsetzt und auf
dem gegenüberliegenden Schenkel einen entsprechenden Spulenkasten 23 mit dem anderen
Teil2.I der Hochspannungswicklung sowie der Spannungswandlersekundärwicklung 25
trägt. Innerhalb des rohrförmigen Teiles jedes der beiden Spulenkästen sind zweckmäßig
auf Isolierrohren, welche unmittelbar auf den Eisenkern geschoben werden, die miteinander
verbundenen Schubwicklungen 26 und 27 angeordnet. Der Anfang der innersten Wicklungslage
des Hochspannungswicklungsteiles 21 ist durch ein mit dem Spulenkasten 20 aus einem
Stück bestehendes Isolierrohrstück 28 herausgeführt, das in einer Öffnung des Bodens
des Isoliertopfes 18 eingesetzt ist. Entsprechend ist das Isolierrohrstück 29 des
Spulenkastens 23, durch welches die beiden Enden der Sekundärwicklung 25 und das
zu erdende Ende der innersten Wicklungslage des Hoclispannungswicklungsteiles 24
herausgeführt wird, in den Boden des Isoliertopfes i9 eingesetzt und mit diesem
durch Vergießen, Verkitten o. dgl. dielektrisch dicht verbunden. Die Enden der,
äußersten Wicklungslagen der beiden Wicklungsteile 2i und 24 bzw. die sie umhüllenden
Metallmäntel sind miteinander und mit dein Eisenkern 22 sowie mit dem Stromwandlerkern
i i leitend verbunden, so daß dieser auf einem mittleren Potential zwischen Hochspannung
und Erde gehalten wird. Die Querlochkörper 12 und 13 sowie die Spulenkästen
2o und 23 brauchen daher nur für die halbe Spannung bemessen zu werden. Sie bestehen
vorzugsweise, wie bekannt, aus Porzellan; aus demselben Stoff bestehen zweckmäßig
auch die Isoliertöpfe i8 und i9. Der Isoliertopf i9 steht auf einem entsprechend
ausgebildeten Metallfuß 3o, der geerdet wird, und in dem die Anschlußklemmen für
die beiden Sekundärwicklungen 15 und 25 in üblicher Weise angeordnet werden. Ein
Metalldeckel 31 mit den beiden Strömwandleranschlußklemmen
32
und 33, von denen eine gleichzeitig als Hochspannungsklemme für den Spannungswandler
dient, bedeckt den Boden des Isoliertopfes 18 und wird mit diesem in üblicher Weise
kittlos verbunden. Ebenso werden auch die beiden Isoliertöpfe kittlos verbunden.
In den Abbildungen nicht dargestellte Isolierleisten können zum Tragen der Wandler
an den beiden 'Eisenkernen angebracht werden: Falls man den in den Abb. i und 2
dargestellten kombinierten Strom- und Spannungswandler mit einem Stromwandlerhilfskern
zur Herstellung einer Kunstschaltung für den Stromwandler versehen will, so kann
die Anordnung so getroffen sein, daß der unbewikkelte Rückschlußschenkel des von
der Stromwandlersekundärwicklung nicht umfaßten zusätzlichen Hilfseisenkernes, in
der Symmetrieachse der Stromwandlerwicklung liegend, den Spannungswandlerkern durchsetzt,
so daß er in dem Zwischenraum den beiden Hochspannungswicklungsteilen 21 und 23
des Spannungswandlers liegt. Der Eisenkern 2a des Spannungswandlers wird dann etwas
länger gemacht, so daß die Entfernung zwischen den beiden die Spulenkästen tragenden
Schenkeln etwas größer als in den Abbildungen dargestellt wird. Die Kunstschaltungswicklung
wird zweckmäßig so geschaltet, daß der durch sie im Stromwandlerkern ri hervorgerufene
Fluß keine Spannung in der Stromwandlersekundärwicklung erzeugt.
-
Bei dem in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiel befindet
sich der Spannungswandler in dem von dem Stromwandler umfaßten Raum. Man kann die
beiden Wandler aber auch umgekehrt anordnen, so daß also der Stromwandler in dem
von dem Spannungswandler umfaßten Raume liegt. Dadurch wird der Eisenweg des Stromwandlerkernes
kürzer, was unter Umständen von Vorteil ist; weil der Strom-,vandler der leistungsknappere
Teil ist, der Spannungswandler- dagegen im allgemeinen eine genügende Leistung hat.
Die Isolierrohrstücke 28 und 29 der beiden Spulenkästen des Spannungswandlers werden
dann entsprechend. kürzer, da ja die Spulenkästen dann dicht unter bzw. über dem
Boden des Isoliertopfes 18 bzw. i9 liegen. Die zum Herausführen der Enden der Primär--wicklung
bzw. der Sekundärwicklung dienenden Isolierrohrstücke der beiden Ö_uerlochkörper
müssen jetzt entsprechend länger, als in den Abb. i und a dargestellt, gemacht werden
und auch seitlich an den Spulenkästen vorbeigeführt werden. Zu diesem Zweck wird
man dann das Isolierrohrstück seitlich an dem betreffenden Querlochkörper und nicht,
wie in den Abb. i und 2, in der Mittelachse anordnen. Für sehr hohe Spannungen kann
man gegebenenfalls zwei Einheiten, wie eine solche in den Abb. i und 2 dargestellt
ist, aufeinandersetzen, so daß sich eine Kaskadenanordnung ergibt. Die beiden Spannungswandlerkerne
müssen dann ebenso wie die beiden Stromwandlerkerne durch Kopplungswicklungen miteinander
magnetisch gekoppelt werden. Gegebenenfalls kann man auch drei oder mehr Einheiten
zu einem kombinierten Kaskadenstrom- und -spannungswandler vereinigen. .
-
Bei allen geschilderten Beispielen kann man die Primärwicklung des
Stromwandlers unterteilen und umschaltbar machen. Auch kann der Spannungswandler
mit mehreren Sekundärwicklungen versehen werden. Wenn man den Stromwandler mit mehreren
Sekundärwicklungen und entsprechend mit mehreren Kernen, z. B. zum Anschluß einerseits
von Meßgeräten, andererseits von Relais, ausrüsten will, so empfiehlt es sich, den
Stromwandler in den Ausführungsbeispielen unverändert zu lassen und an seine Sekundärwicklung
die Primärwicklung eines Hilfswandlers anzuschließen, der mehrere Kerne und auf
jedem dieser Kerne eine Sekundärwicklung aufweist. Diesen nur für Niederspannung
isolierten Hilfswandler bringt man zweckmäßig in dem Fuß des kombinierten Wandlers
unter.
-
Zweckmäßig werden sowohl die Spulenkästen des Spannungswandlers als
auch die Querlochkörper des Stromwandlers .und die Isoliertöpfe mit leitenden Belegungen
(Metallisierungen in der gleichen Weise versehen, wie bei dem Spannungswandler gemäß
dem Hauptpatent bzw. bei dem Stromwandler gemäß dem Zusatzpatent (K 154 ¢o6).