Glinunschutz, insbesondere für die Wicklungen elektrischer Hochspannungsmaschinen
Beim Bau von Drehstromgeneratoren für Betriebsspannungen von mehr als io kV werden
die Prüfspannungen so hoch, daß am Austritt der Wicklungsstäbe aus dem aktiven Eisen
Glimmentladungen auftreten. .Diese Entladungen entstehen dadurch, daß die elektrischen
Feldlinien an der Kante des aktiven Eisens stark zusammengedrängt werden und hohe
Feldstärken entstehen, die die Luftschicht an dieser Stelle durchschlagen.Anti-glare protection, in particular for the windings of high-voltage electrical machines
When building three-phase generators for operating voltages of more than io kV
the test voltages so high that at the exit of the winding bars from the active iron
Glow discharges occur. .These discharges are caused by the electrical
Field lines at the edge of the active iron are strongly compressed and high
Field strengths arise that penetrate the air layer at this point.
Um derartige Glimmentladungen am Nutaustritt der Wicklungsstäbe zu
verhindern, muß ein sog. Glimmschutz vorgesehen werden. Als Glimmschutz sind Einrichtungen
bekanntgeworden, bei denen die Isolation der Wicklungsstäbe am Nutaustritt und weiter
außerhalb mit einem halbleitenden Belag versehen ist. Weiterhin ist es auch bekannt,
über die Isolation der Wicklungsstäbe ein geschlitztes oder unterteiltes Isolierrohr
aufzubringen, das in die erweiterte Nut hineinragt und außerhalb des wirksamen Eisens
mit einer Band- oder Schnurbandage umwickelt wird. Für diese zusätzliche Bandage
wird entweder ein Halbleiter verwendet oder auch ein Stoff, der mit einer halbleitenden
Einlage versehen ist. Dieser halbleitende Belag hat die Aufgabe, das Spannungsgefälle
auf eine längere Strecke hin` gleichmäßig zu verteilen, so daß die übermäßige Beanspruchung
der Luftschicht an der Eisenkante vermieden wird.To prevent such glow discharges at the slot exit of the winding bars
prevent a so-called corona protection must be provided. Devices are used as corona protection
became known, in which the insulation of the winding bars at the slot exit and further
outside is provided with a semiconducting coating. It is also known
A slotted or divided insulating tube over the insulation of the winding bars
to apply, which protrudes into the enlarged groove and outside of the effective iron
is wrapped with a tape or cord bandage. For that extra bandage
either a semiconductor is used or a substance that is semiconducting
Insert is provided. This semiconducting covering has the task of reducing the voltage gradient
to distribute it evenly over a longer distance, so that the excessive stress
the air layer at the iron edge is avoided.
Derartig aufgebaute Glimmschutzeinrichtungen haben nun den Nachteil,
daß sich die Leitfähigkeit -des halbleitenden Belages infolge verschiedener Feuchtigkeitsaufnahme
im Laufe der Betriebszeit ändert, wodurch sich die Wirkung des Glimmschutzes verschlechtert.
Ferner hat die Herstellung des Glimmschutzes aus halbleitenden Bändern, die nach
dem Einbringen der Wicklungsstäbe in die Nut aufgewickelt werden, den Nachteil,
daß ein gewisser Mindestabstand zwischen den einzelnen isolierten Stäben nicht unterschritten
werden darf, da sonst die von Hand aufzuwickelriden
Bänder nicht
zwischen den Leitern durchgezogen werden können. Bei der Bemessung des Abstandes
der Wicklungsstäbe ist außerdem zu beachten, daß das Band auf den letzten Stab auch
dann noch aufgewickelt werden muß, wenn die zu beiden Seiten befindlichen Stäbe
bereits ihr Glimmschutzband erhalten haben und dadurch der freie Raum schon wesentlich
verkleinert worden ist. Durch die Notwendigkeit, den erwähnten Wickelraum für die
Bänder offen zu halten, wird unter Umständen der Maschinendurchmesser und damit
die Größe der Maschine und der Preis ungünstig beeinflußt. Es kommt noch dazu, daß
das Aufwickeln der Bänder von Hand schwer nachgeprüft werden kann, so daß leicht
unsorgfältige Arbeit unterläuft. Diese Fehler werden aber erst festgestellt, wenn
die fertige Maschine der Spannungsprobe unterzogen wird.Corona protection devices constructed in this way now have the disadvantage
that the conductivity of the semiconducting coating as a result of different moisture absorption
changes in the course of the operating time, which worsens the effectiveness of the corona protection.
Furthermore, the production of the corona protection from semiconducting tapes, according to
the introduction of the winding bars are wound into the groove, the disadvantage,
that a certain minimum distance between the individual insulated rods is not fallen below
may otherwise be wound up by hand
Tapes not
can be pulled through between the ladders. When dimensioning the distance
of the winding bars is also to be noted that the tape on the last bar also
then still has to be wound up when the bars on both sides
have already received their corona protection tape and thus the free space is already essential
has been reduced in size. Due to the need to use the mentioned changing room for the
Keeping tapes open may be the machine diameter and thus
adversely affects the size of the machine and the price. There is also the fact that
the winding of the tapes by hand is difficult to verify, so that easy
undermines careless work. However, these errors are only detected when
the finished machine is subjected to the stress test.
Weiterhin sind auch schon Glimmschutzeinrichtungen bekanntge-,vorden,
die aus unabhängig von den Wicklungsstäben und ihrer Isolation hergestellten Hülsen
bestehen und nach dem Einbau der isolierten Stäbe in die Maschine auf diese aufgeschoben
werden. Die bekannten maschinell hergestellten Glimmschutzhülsen bestehen im wesentlichen
aus einem Innenrohr aus Isoliermaterial, einer mittleren leitenden Schicht unä aus
einem über dem Leiter aufgebrachten zusätzlichen Isolierrohr. Derartig aufgebaute
Glimnischutzhülsen sind jedoch für Drehstromgeneratoren für Betriebsspannungen von
mehr als io kV völlig ungeeignet. Durch die '\'erwendung einer leitenden Schicht
innerhalb der Glimmschutzhülse kann das Spannungsgefälle nicht in geeigneter Weise
umgeformt werden, um die dielektrischen Beanspruchungen genügend herabzusetzen.
Außerdem können durch die Verwendung eines metallischen Leiters für die Glimmschützhülse
niemals Widerstände erzielt werden, die groß genug sind, daß die schwachen Verschiebungsströme
Spannungsgefälle von mehreren i ooo Volt erzeugen.Furthermore, corona protection devices are already known,
the sleeves produced independently of the winding bars and their insulation
exist and pushed onto the machine after the insulated rods have been installed
will. The known machine-made corona protection sleeves essentially consist
from an inner tube made of insulating material, a middle conductive layer and the like
an additional insulating tube applied over the conductor. Such structured
Glimnischutzhülsen are, however, for three-phase generators for operating voltages of
more than 10 kV completely unsuitable. By using a conductive layer
within the corona protection sleeve, the voltage gradient cannot be used in a suitable manner
be reshaped in order to reduce the dielectric stresses sufficiently.
In addition, by using a metallic conductor for the glow contactor sleeve
resistances are never achieved which are large enough to control the weak displacement currents
Generate a voltage gradient of several thousand volts.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine Glimmschutzhülse zu schaffen,
die den an sie bei elektrischen Hochspannungsmaschinen gestellten Anforderungen
genügt. Erfindungsgernäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Glimmschutzhülse
aus einer Hartpapierhülse, einem auf dieser aufgewickelten halbleitenden Belag und
einer isolierenden Deckschicht aufgebaut wird. Die einzelnen Papierschichten der
Hartpapierhülse werden zweckmäßig mit einem härtbaren Isolierlack untereinander
verklebt. Zur Erhöhung der Glinimschutzwirkung wird in weiterer Ausbildung der Erfindung
der halbleitende Belag in der Hülse in einzelne Ringzonen verschiedener ' Leitfähigkeit
unterteilt, und zwar derart, daß die Leitfähigkeit dieser Zonen vom aktiven Eisen
weg erheblich sinkt.The object of the present invention is to create a corona protection sleeve,
the requirements placed on them in electrical high-voltage machines
enough. According to the invention, the object is achieved in that the corona protection sleeve
from a hard paper sleeve, a semiconducting coating wound on this and
an insulating cover layer is built up. The individual paper layers of the
Hard paper sleeves are expediently covered with a curable insulating varnish
glued. In order to increase the glinim protection effect, the invention is further developed
the semiconducting coating in the sleeve in individual ring zones of different conductivity
divided in such a way that the conductivity of these zones depends on the active iron
away significantly decreases.
Die erfindungsgemäße Glimmschutzhülse ist in der Abb. i beispielsweise
dargestellt. In dieser Abbildung bedeuten i das aktive Eisen der Maschine, 2 den
Wicklungsstab, der in den Nuten des aktiven Eisens liegt, umgeben von der Stabisolation
3, die in der Regel aus Glimmer, Papier und Lack hergestellt und heiß aufgebügelt
wird. Die Glimmschutzhülse besteht aus mehreren Lagen Papier 4., auf die mehrere
Beläge 5 bis 8 aufgewickelt sind. Der erste Belag 5, der unmittelbar in der Nachbarschaft
des aktiven Eisens liegt, besteht aus Metall. Die anschließenden Beläge 6, 7 und
8 können aus Stoffen verschiedener Leitfähigkeit bestehen, z. B. aus Baumwollband,
das mit verschiedenen Graphitlacken getränkt ist, oder besser aus einem Halbleiter,
z. B. Asbestgewebe oder Asbestpapier, das mit verschiedenen halbleitenden oder isolierenden
Lacken getränkt ist.The corona protection sleeve according to the invention is shown in Fig. I, for example
shown. In this figure i mean the active iron of the machine, 2 denotes
Winding bar, which lies in the grooves of the active iron, surrounded by the bar insulation
3, which are usually made from mica, paper and lacquer and hot ironed on
will. The corona protection sleeve consists of several layers of paper 4. on which several
Linings 5 to 8 are wound up. The first covering 5, which is in the immediate vicinity
of active iron is made of metal. The subsequent pads 6, 7 and
8 can consist of substances of different conductivity, e.g. B. made of cotton ribbon,
which is impregnated with different graphite lacquers, or better made of a semiconductor,
z. B. Asbestos fabric or asbestos paper, which with various semiconducting or insulating
Lacquer is soaked.
je nach den verschiedenartigen Eigenschaften dieser Lacke wird der
Grundstoff mehr oder weniger stark seiner halbleitenden Eigenschaften beraubt. Auf
diese Weise entstehen die Zonen 6, 7, 8 mit verschiedener Leitfähigkeit. Vorzugsweise
wird die Leitfähigkeit dieser Zonen so abgestuft, daß sie vom aktiven Eisen weg
erheblich sinkt. Diese Halbleitenden Beläge werden der weiteren Erfindung entsprechend
vollständig in die Hülse eingeschlossen, und zwar dadurch, daß weitere Papierschichten
9 darauf gewickelt werden, ;so daß die halbleitenden Schichten praktisch von der
Luft abgeschlossen sind. Die Papierschichten werden vorteilhaft mit einem härtbaren
Lack zusammengeklebt. An dem metallischen Belag 5 wird eine Anschlußleitung io angebracht,
die an einer passenden Stelle mit dem aktiven Eisen verbunden ist, um einen sicheren
Anschluß der Glimnischutzhülse an das aktive Eisen zu erreichen, oder es können
entsprechende Teile des Metallbelages 5 aus der Hülse hervorstehen, so daß beim
Aufschieben der Hülse eine Druckverbindung zwischen dem Belag und dem aktiven Eisen
entsteht. Auf der anderen Seite hat der Metallbelag den Vorteil, daß der anschließende
Halbleiter innerhalb der festen Hülse durch Überlappen mit dem Metall in gute und
dauerhafte Berührung gebracht werden kann.depending on the various properties of these lacquers, the
Basic material is more or less deprived of its semiconducting properties. on
this creates the zones 6, 7, 8 with different conductivity. Preferably
the conductivity of these zones is graded so that they move away from the active iron
decreases significantly. These semiconducting coverings are according to the further invention
completely enclosed in the sleeve, in that further layers of paper
9 are wound on it, so that the semiconducting layers are practically separated from the
Air are closed. The paper layers are advantageously made with a curable
Lacquer glued together. A connection line io is attached to the metallic covering 5,
which is connected to the active iron at a suitable point to ensure a safe
Connection of the Glimnischutzhülse to achieve the active iron, or it can
corresponding parts of the metal covering 5 protrude from the sleeve, so that when
Pushing on the sleeve creates a pressure connection between the rubber and the active iron
arises. On the other hand, the metal coating has the advantage that the subsequent
Semiconductor inside the solid sleeve by overlapping with the metal in good and
permanent contact can be brought.
Die in dieser Weise aufgebaute Glimmschutzhülse kann auf Wickelmaschinen
fabrikationsmäßig unter voller Wahrung der Gleichmäßigkeit hergestellt und nach
Einbau des Leiterstabes in die Maschine auf diesen Stab aufgeschoben und an die
Anschlußleitung io angeschlossen werden. Sie braucht
in der Maschine
erheblich -,veniger Platz als für das Aufwickeln der Bänder vorgesehen werden müßte.
Sie hat ferner den Vorteil, daß der Halbleiter oben und unten mit Hilfe von Papierschichten
von der Luft abgeschlossen ist, so daß seine Leitfähigkeit sich nicht nachträglich
verändert. Die Hülse hat ferner den Vorteil, daß jedes einzelne Stück nach Fertigstellung
unmittelbar auf einem Modell der Spannungsprobe unterworfen werden kann, bevor es
in die Maschine eingebaut wird. Hierdurch werden nachträgliche Durchschläge bei
der Prüfung der ganzen Maschine vermieden und unsorgfältige Arbeit von vornherein
ausgeschieden. Werden die Maschinenstäbe sogleich zusammen mit den Stirnverbindungen
in einem Stück angefertigt, dann ist vor dem Einbau in die Maschine zunächst die
eine Hülse bis zur Stirnverbindung über den Stab zu stecken, dann der Stab in die
Nut einzuführen und zuletzt wieder das aus der Nut herausragende Ende des Stabes
mit der zweiten Glimmschutzhülse zu versehen.The corona protection sleeve constructed in this way can be used on winding machines
manufactured according to the manufacturing process with full compliance with uniformity and after
Installation of the ladder bar in the machine pushed onto this bar and attached to the
Connection line ok to be connected. she needs
in the machine
considerable - less space than would have to be provided for winding the tapes.
It also has the advantage that the semiconductor is top and bottom with the help of paper layers
is closed off from the air, so that its conductivity is not retrospectively
changes. The sleeve also has the advantage that each individual piece after completion
can be subjected to the stress test directly on a model before it
is built into the machine. This means that subsequent copies are made at
the inspection of the whole machine avoided and careless work from the outset
eliminated. Are the machine bars immediately together with the end connections
made in one piece, then the
to put a sleeve over the rod up to the end connection, then the rod into the
Introduce the groove and finally the end of the rod protruding from the groove again
to be provided with the second corona protection sleeve.
Der halbleitende Belag kann entweder, wie in der Abb. i dargestellt,
aus mehreren Zonen 6, 7, 8 gebildet werden oder er kann in Form von schraubenförmig
aufgebrachten Windungen hergestellt werden, die nach außen einen immer geringeren
Querschnitt haben und deren einzelne Windungen sich nicht berühren oder durch dazwischenliegende
Isolierschichten getrennt sind. Der Halbleiter kann auch zur Verlängerung des Stromweges
entsprechend Abb.2 mäanderförmig eingeschnitten werden, wobei der Querschnitt der
einzelnen Teile nach außen zu kleiner wird.The semiconducting coating can either, as shown in Fig. I,
can be formed from several zones 6, 7, 8 or it can be in the form of helical
Applied turns are produced, the smaller and smaller towards the outside
Have cross-section and the individual turns do not touch each other or through intervening
Isolation layers are separated. The semiconductor can also be used to extend the current path
2 are cut in a meandering shape, the cross-section of the
individual parts become too small towards the outside.