DE745977C

DE745977C - Anordnung zur UEberwachung des axialen Pressdruckes fuer den Wicklungsaufbau von Transformatoren, Drosselspulen u. dgl.

Info

Publication number: DE745977C
Application number: DEL104639D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Koechling
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1941-06-19
Filing date: 1941-06-19
Publication date: 1944-05-31

Description

Anordnung zur überwachung des axialen Preßdruckes für den Wicklungsaufbau von Transformatoren, Drosselspulen u. dgl. Für die Kurzschlußfestigkeit der Wicklungen von Transformatoren ist es von ausschlaggebender Bedeutung, daß die schlagartig auf den Wicklun,gsaiufbau wirkenden Kurzschhußkräfte keinerlei Bewegung der Wicklung oder deren Teile auslösen können.
Sieht man von der Radialkraft, die bei einer gleichmittigen . Wicklungsanordnung die Innenspule zu zerdrücken, die Außenspule zu sprengen sucht und die im allgemeinen von der Festigkeit des Leitermaterials übernommen wird, ab, so bleibt, ganz gleich ob es. sich um gleichmittige oder Scheibenwicklungsanordnungeia handelt, für die Kurzschlußfestigkeit des Aufbaues ausschließlich die Beherrschung der Axialkräfte maßgebend. Diese Axialkräfte sind bei der Scheibenwicklung ohne weiteres zu berechnen. Bei der gleichmittigen Wicklung hingegen sind sie abhängig von der zugelassenen oder .durch Ungenauigkeit der Herstellung sich ergebenden Amperewindungsunsymmetrie. Die Berücksichtigung der im letzteren Falle tatsächlich auftretenden Kräfte ist um so schwieriger, als jede unter dem Einfluß der Kraft einsetzende Bewegung die Unsymmetrie und damit die Kraft vergrößert.
Demzufolge muß der aus einzelnen Spulen bestehende Wicklungsaufbau dauernd unter einem Preßdruck gehalten werden, der etwas größer ist als der bei Kurzschluß, zu erwartende Druck. Ein kleinerer Druck würde den Wicklungen im Kurzschlu.ßfalle eine die Kraft vergrößernde Bewegung ermöglichen, ein zu großer Druck -würde die Wicklung und ihre Isolation zerdrücken.
Um nun diesen ganz bestimmten Druck auf den mehr oder weniger federigen Spulenaufbau dauernd zu erhalten, sind bereits verschiedene Wege eingeschlagen worden. Man hat die Spulen und ihre Isolation so stark vorgepreßt, daß ein späteres Nachgeben kaum zu erwarten ist. Darüber hinaus bringt man Vorkehrungen an, um den Spulenaufbaunachträglich von außen her nachpressen zu können. Man ordnet auch starke Federn an, die auch bei geringem Nachgeben des Aufbaues den Druck selbsttätig aufrechterhalten, oder man wendet andere selbsttätig wirkende Narchstellvorrichtungen an. Abgesehen davon, daß diese Vorkehrungen meist umständlich "und kostspielig sind, können sie gerade deshalb, weil sie selten bewegliche Teile aufweisen, leicht einmal versagen. Es kann z. B, eine Feder brechen, oder es können Hemmungen auftreten. Trotz sorgfältiger Pressung kann es auch vorkommen, daß das Isolationsmaterial unter der Einwirkung des heißen öles, wenn au(ch erst nach jahrelangem Betrieb des Transformators, besonders unter dem Einfluß von thermischen überlastungen, nachgibt. In solchen Fällen bricht der Transformator beim nächsten Kurzschluß oft ohne vorherige Anzeichen plötzlich vollständig zusammen, so daß, abgesehen von dem Betriebsausfall, große Wiederherstellungskosten entstehen.
Es ist nun schon bekannt, zur dauernden Überwachung des Preßdruckes Anzeigeinstrumente anzuordnen, die entweder mechanisch, mit Flüssigkeit oder auch elektrisch wirken. Die bekannte elektrische Anordnung, bei der die Widerstandsänderung von Kohle bei Druckschwankungen benutzt wird, hat jedoch den Nachteil, daß sie sehr empfindlich ist und leicht zu Störungen und daher Mißdeutungen des wahren Preßzu.standes des Transformators führen kann.
Nach der Erfindung wird unter Benutzungder an sich bekannten Tatsache, daß gewisse Nickel-Eisen-Legierungen bei Drucks-chwankungen ihre Permeabilität ändern, die Anzeige magnetelektrisch durchgeführt. Dies geschieht dadurch, daß ein ständig unter dem Preßdruck stehender druckempfindlicher magnetischer Baustoff als Träger einer Meßspule angeordnet ist.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Legt man nach Fig. i um einen Eisenkern E aus dem genannten Werkstoff eine Wicklung D und legt diese an die Wechselspannung eines Hilfstransformators T, so ist der aufgenommene Magnetisierungsstrom abhängig von dem Preßdruck, d. h.« die Stromaufnahme steigt bei zunehmendem und sinkt bei abnehmendem Druck. Mittels eines entsprechend geeichten Amperemeters A kann der Preßdruick P dann zu jeder Zeit abgelesen werden. Unter Umständen kann auch ein vorhandenes Instrument, das etwa für die. Temperaturüberwachung o. dgl. dient, durch Anordnung einer weiteren Skala mit hcrangezogen werden.
Die Ausschläge des Instrumentes können natürlich auch graphisch aufgezeichnet werden, so daß nicht nur der herrschende statische Druck, sondern, da die Druckmessung trägheitslos erfolgt. auch die im Kurzschluß auftretenden Druckschwankungen, etwa bei Resonanz, abgelesen und so wertvolle Rückschlüsse auf den Zustand des Transformators gewonnen werden können.
Da der Axialdruck auf dein Umfang der Wicklung praktisch gleichmäßig verteilt ist, so genügt es im allgemeinen. nur an einer Stelle des oberen Umfanges die Drtucküberwachungseinrichtung einzubauen. so daß sich im allgemeinen eine besondere. statisch bestimmte Druckübertragung erübrigt. Zweckmäßig wählt man dabei die voraussichtlich gefährdetste Stelle, die man gegebenenfalls künstlich herstellt. Selbstverständlich kann man auch sämtliche Druckpunkte des Umfanges mit Überwachungseinrichtungen versehen, die dann . bei Reihenschaltung des elektrischen Teiles ein genaues Abbild des mittleren Druckes gewähren.
Statt der einzelnen kerne kann man auch nach Fig. 2 einen geschlitzten Rin- R anordnen, der den gesamten Druck P auf die Wicklung W überträgt, der eine äußere Wicklung D trägt oder aber nach Fig.3 als Mantel eine Wicklung D umschließt. Selbstverständlich ist durch geeignete Abschirmung dafür zu sorgen. daß eine Beeinflussung des magnetischen Teils durch den Hauptfl.u@ß des Transformators nicht eintreten kann.

Claims

PATRNTANSPRÜCHR: i. Anordnung zur Überwachung des axialen Preßdruckes für den Wicklungsaufbau von Transformatoren. Drosselspulen u. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß ein ständig unter dem Preßdruck stehender druckempfindlicher magnetischer B austoff (E) als Träger einer Melisptile (D) angeordnet ist.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßspule (D) an dem voraussichtlich höchstbeanspruchten Punkt des Wicklutigsau,fbau-es liegt.
3. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Meßpunkte am Umfang der Transformätorwicklung vorgesehen und alle oder mehrere lIeßpunkte miteinander verbunden sind, so daß der mittlere Preßdruck angezeigt wird. .l.
Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der druckempfindliche Baustoff einen der Transformatorwicklung entsprechenden geschlitzten Ring bildet.
Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßspule (D) um den Ring gelegt ist (Fig. z) oder der Ring die Meßspule (D) als Mantel umschließt (Fig.3).
6. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Absinken des Preßdruckes unter den zulässigen Wert durch ein Warnsignal angezeigt oder der Transformator abgeschaltet wird.
7. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei unzulässigen Druckschwankungen im Kurzschlußfalle ein Wiedereinschalten des Transformators durch die Überwachungseinrichtung verhindert wird. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Techn?k ist im Erteilungsverfahren keine Druckschriften in Betracht gezogen worden.