DE749245C - Stromwandlerwicklung - Google Patents

Description

• Stromwandlerwicklung Es ist bekannt, elektrische Leiter, z. B. Drähte und Litzen, mittels dünner Folien aus Kunststoffen, wie z. B. Triacetat, Polyvinylchloriden, Polystyrol, in der Weise zu isolieren, daß entweder die Tolien in Form schmaler Bänder mit überlappung wendelförmig auf die Leiter aufgesponnen werden oder aber auch Streifen der Folien so um die Leiter herumgelegt werden, daß die Län skanten der Folienstreifen mit der Leiterachse parallel verlaufen. Die letztere Art der Isolierung wird vielfach mit Folienlängsbedeckung bezeichnet.
• Ddit Hilfe der Folienisolierung lassen sich bei gegenüber der Isolierung durch Gespinstfasern bedeutend geringerem Isolationsauftrag bisher unerreicht hohe elektrische Durchschlagsfestigkeiten der Leiterisolation erzielen, was einerseits auf die hohe elektrische Güte der für -die Folien verwendeten Isolierstoffe, andererseits auf die gegenüber der Gespinstisolierung lückenlose Isolationshülle zurückzuführen ist. Bei nur wenig grö.-13erem Isolationsauftrag gegenüber mit Lack isolierten Drähten sind die folienisolierten Drähte auch diesen bezüglich Isolationsfestigkeit weit überlegen. Angesichts der überlegenen Isolationsfestigkeit der folienisoiierten Leiter bei nur geringem Isolationsauftrag ist es vorteilhaft solche Leiter auch für die Wicklungen von Stromwandlern zu verwenden, um eine hochwertige Windungsisolation bei geringem Platzbedarf zu erzielen. Nun ist die Windungsspannung bei solchen Wandlern, die schaltunggmäßig praktisch kurzgeschlossene Transformatoren darstellen, im normalen Betrieb äußerst gering, so daß für diesen Fall auch eine geringwertige Isolation genügen würde. Für den praktischen Betrieb dieser Wandler kann jedoch auf eine gute Windungsisolation :Z nicht verzichtet werden, was durch drei Ursachen bedingt ist. Zunächst kann durch Fehl-t> schaltung o. dgl. zeitweise die sekundäre Z, Bürde nicht angeschlossen, d. h. die Sekundärklemmen können offen sein, wodurch sehr hohe Spannungen an den Klemmen und damit hohe Windungsspannungen auftreten können, die bei schlechter Isolation zum Windungsdurchschlag führen. Sodann treten bei Kurzschlüssen ii# Netz unter Umständen sehr 0- 0 die durch die Strom-.r ße überströme auf, wandler fließen und für die Dauer ihres De-,lernmenspannungen, (l. h. stehens große I<" Windungsspannungen verursachen. Den ,-rÖßten Beanspruchung n wird schließlich je- doch die Windungsisolation von Stromwandlern ini praktischen Betrieb dadurch ausge-<etzt. dafl) (1)erspinntingen, iii,;1)eson"lere .,tlllosl)11.* rischen Ursprungs. als Wandlerwellen auf die Stroinwandler treffen und z. B. bei Wickelstrornwandlern sowohl die Windungsisolation der Primärwicklung, als die der Sekundärwicklung außerordentlich stark beanspruchen.
• Hier ist nun die-Verwendung der Folienisolation das Gegebene, da sie unter dem gerin-Sten Aufwand an Mitteln, vor allen Dingen bei geringstmöglichem Platzbedarf für die Isolation, die Bewältigung der Stoßspannungsbeanspruchung erlaubt.' Bei Wickelstrornwandlern mit sog. Durchzugswicklun ZD 9 als Primärwicklung, d.h. bei Wandlern, bei denen der Primärleiter Windung für Windung in den Durchgang des geschlossenen, z.B. aus einem Stück bestehenden Isolators eingezogen wird, hat die Folienisolationaußerdem noch den großen Vorteil, daß sich der ge der Glätte der Folienoberfläche Leiter infolg leicht, d.h. ohne großen Reibungswiderstand einlaufen läßt.
• Versuche haben nun jedoch gezeigt, daß die Verwendung der gebräuchlichen folienisolierten Leiter für Stromwandler mit Rücksicht auf die Betriebssicherheit des Wandlers beim Auftreten von großen überströmen (Kurzschlußströmen') im Netz gar nicht möglich ist, ohne die Leiterquerschnitte der Wicklun-en in-unwirtscbaftlicher Weise zu ver-rößern. Bei der zur Zeit z. B. in Deutschland'üblichen und nach b estehenden Vorschriften zulässigen Bemessung des Leiterquerschnittes von z. B. Kupferleitungen für Stromwandler gilt ein Wandler, dessen Leiter jeMM2 Querschnitt i Sekunde lang mit bis zu 18 o Amp. im Kurzschlußfalle belastet wird, bezüglich der dabei auftretenden Erwärmung noch als kurzschlußfest für die betrefferd-e Kurzschlußstrombeanspruchung. Beim Auftreten eines solchen Kurzschlußstromes nimmt der Leiter Temperaturen bis etwa 25o bis 300' C an. Wird nun z. B. ein Wandler der obenerwähnten Art mit Durchzugswicklung, so etwa ein TopfstromwandIer, dessen einteiliger Isolator im wesentlichen aus einem U-förmig gebogenen Rohr zur Aufnahme der Primärwicklung besteht, auf der Primärseite mit einem folienisolierten Leiter ausgerüstet, so ergibt sich, daß selbst bei Verwendung einer hoch wärmebeständigen Folie, wie z. B. einer solchen aus Triacetat, die allen im Normalbetrieb auftretenden Wärmebeanspruchungen vollkomgewachsen ist, schon bei einer Leiterbemen g lastung mit einem Kurzschlußstrom von etwa einer anderen erwärmungsin-ißig dieser gleichwertigen Belastung sich die Isolation iiisixsondere an etwa in dem unteren, schwer zugänglichen Teil (U-Bogen) des IsoLators unter Umständen vorhandenen Kreuzun-sstellen des Leiters infolge Erweichung der Folie durchdrückt und ein- oder mehrfacher Windung3-Z, -schluß auftritt.
• Erfindungsgemäß wird die Folienisolation für' Stromwandlerwicklungen dadurch brauchbar gemacht, daß zwischen dem Leiter und den Isolierstoffolien eine den Wärmeübergang verzögernde Zwischenschicht vorgesehen ist. Die Zwischenschicht kann außerdem elektrisch isolierende Eigenschaften haben. Es kann dazu unter der Folienbedeckung eine Bespinnung aus Faserstoffen aufgebracht sein. Diese bewirkt eine Verzögerung der Obertragung. der im Leiter infolge des Kurzschlußstromes entwickelt-en Wärme auf die Folie, so daß diese, weil der Kurzschlußstrom nur kurze Zeit fließt, die höchste Leitertemperatur nicht erreicht, da sich der Leiter nach Aufhören des KurzscWußstromes rasch wieder abkühlt. Durch Versuch wurde gefunden, daß bereits eine einmalige Bespinnung init Kunstseide bei einem folienlängsbedeckten (Triacetatfolie) Draht bewirkt, daß die Folie erst nach einer Belastung des Leiters mit etwa 28o Amp. je mm" während i Sekunde sich durch Erweichung an Kreuzungsstellen durchdrückt, d.h. die Folie wird erst bei über 21i2faC" größerer Wärmezufuhr als bei einem Draht. der lediglich Folienbedeckun- hat, plastisch. Ein auf diese Weise isolierter Lei-,en, die bezüglich ter ist also den Anforderung der Wärmebeanspruchungen im Kurzschlußfalle üblicherweise an Stromwandlerwicklungen gestellt werden, durchaus, d.h. mit Sicherheit, gewachsen und damit für Wandler erst brauchbar. Darüber hinaus hat sich herausgestellt.. daß bei einem Leiter, der zunächst umsponiien ist, eine bedeutend haltbarere Verklebung der Folienbedeckun- insbesondere Längsbedeckung, erzielt werden kann als bei einem blanken Leiter und außerdem die Isolation Biegeheanspruchungen weitgehender ge-C ZD t' wachsen ist. Zum Festlegen der Folie aut der Bespinnung bzw. dieser auf dein Leiter wird zweckmäßig einwärmebeständigerKleber verwendet. uni -ein Loslösen der Folie be der EI-Wärmung des Leiters zu vermeiden.
• Statt einer Bespinn.ung des Drahtes init einem organischen und damit brennbaren Faserstoff ist es unter Umständen auch vorteillmft, einen anorganischen Faserstoll'. /. B. Glasseide oder Glaswolle, vorzusehen. .-Ciii Verkohlen der Faserbespinnung ist in diesem Falle auch bei sehr holien Leitertemperaturen ausgeschlossen. Diese Art des Isolationse Kurzschlußsstrombeanspruchungen ohne Verminderung ihrer Güte -ewachsen.
• Der Aufbau der Leiterisolation von Strom-Nvandlern nach der Erfindun- kann bei der zum Teil Üblichen Verwendung von blankem Metallband insbesondere für die Primärwicklun- von Wick-elstromwandlern so abgewandelt werden, daß man zur Isolation der übereinanderliegenden einzelnen Windungen des Bandes, statt z. B. bei der Herstellung der Wicklung lediglich ein beiderseits über die Randkanten des Metallbandes überstehendes Band aus Triacetatfolie miteinlaufenzulassen, gleichzeitig auf beiden Seiten der Folie je einen gleichbreiten Streifen z. B. dünnen Papiers vorsieht und mit einwickelt. Schließlich ist es auch denkbar Bund zweckmäßig zur Isolation der Bandwindungen einen Folienstreifen zu verwenden, bei dem beiderseitig, z. B. dünnes Papier aufkaschiert bzw. -ei,-lebt ist. Ein derartiger Streifen kann sinngemäß auch zur Lagenisolation von vorzugsweise aus Lackdraht oder auch aus eloxiertem Aluminiumdraht hergestellten Stroinwandlerwicklungen Verwendung finden. Natürlich kann statt des Papiers auch hier ein Faserstoff verwendet werden.

Claims (8)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Stroinwandlerwicklun- mit Folienisolation, insbesondere mitausKunststoffolien bestehender Isolation, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Leiter und den Isolierstoffolien eine den Wärmeübergang verzögernde Zwischenschicht vorgep sehen ist.
2. 2. Stromwandlerwicklung nach Anspruch i mit durch Folie isoliertem Leiter, vorzugsweise mit einein Leiter, bei dem ein Isolierstoffolienstreifen so um den Leiter herumgelegt ist, daß die Längskanten des Folienstreifens mit der Leiterachse parallel verlaufen (Folienlängsbedeckung), -dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Leiter unter der Folienisolierung eine Bespinnung aus Faserstoffen aufgebracht ist. 3. Stromwandlerwicklung -nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß unter der Folienisolierung der Leiter mit einem organischen Faserstoff, wie z. B.
3. Seide oder Kunstseide, besponnen ist.
4. 4. Stromwandlerwicklung nach Anspruch '2, dadurch gekennzeichnet, daß unter der Folienisolierung der Leiter mit r# einem anorganischen (unbrennbaren) Faserstoff, wie z. B.
5. Glasseide oder Glaswolle, besp`onnen ist. 5. Stromwandlerwicklung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß zur Festlegung der Folie auf der Bespinnung bzw. dieser auf dem Leiter ein wärrnebeständiger Kleber venvendet ist. 6. Stromwandlerwicklung nach Anspruch 2 bis 5, gekennzeichnet durch die Verwendung als iin Durchzugsverfahren eingebrach te Prinlärwicklung bei TopfstroMwandlern, insbesondere bei Wandlern, deren Isolator entweder aus einem oben beiderseits offenen U-förmigen Rohr oder aus einem oben offenen flaschenförmigen, mit Querdurchgang versehenen Körper besteht. 7. Stromwandleiwicklung nach Anspruch2 bis 5, gekennzeichnet durch die Verwendung als ini Durchzugsverfahren eingebrachte Primärwicklung -für Durchführungswickelstromwandler, insbesondere Schleifenwandler und Durchführungswandler mit einem einteilig2n, beiderseits offenen Isolierkörper, der von einem Querdurchgang durchsetzt ist. 8. Stromwandlenvicklung nach Anspruch 6 und 7 für kleine primäre Nennstromstärken, insbesondere'als Drahtwick-Jung. g.
6. Stromwandlerwicklung nach Anspruch i mit einem blanken Metallband als Leiter, insbesondere Primärwicklung bei Wickelstronrwandlern, dadurch g(2kennzeichnet, daß als Windungsisolation eine Folie mit auf beiden Seiten der Folie liegenden dünnen Papierstreifen oder eine beiderseits mit Papier beklebte Folie verwendet ist. io.
7. Stromwandlerwicklung nach Anspruch i, insbesondere aus Lackdraht oder eloxiertem Alumiiiiumdraht, dadurch gekennzeichnet, daß als Lagenisolation -eine Folie mit zu beiden Seiten der Folie liegenden dünnen Papierstreifen oder eine beiderseits mit Papier beklebte Folie verwendet ist.
8. Zur Abgrenzung des Antrieldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im"Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschriften Nr. 586 -c)o, 377 484; schweizerische Patentschrift . . - 2o6 291.