DE758238C

DE758238C - Hochspannungstransformator in Stuetzerform

Info

Publication number: DE758238C
Application number: DES129730D
Authority: DE
Inventors: Hans Dr-Ing Ritz
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1937-11-27
Filing date: 1937-11-27
Publication date: 1954-02-22

Description

Hochspannungstransformator in Stützerform Hochspannungstransformatoren in Stützer- 1 form -hat man, insbesondere wenn sie als 1leßwandler benutzt werden sollen, bisher in der Regel mit geschlossenem Eisenkern hergestellt und diesen in ein nach Art eines Stützisolators gebautes, mit einer isolierenden Flüssigkeit gefülltes Isoliergefäß eingebaut, das am oberen Ende mit einer als Hochspannungsdurchführung ausgebildetenl-1etallkappe versehen ist. Diese bekannte Anordnung hat aber den Nachteil. daß die Spannungsverteilung längs des Isolators sehr ungleichmäßig ist. Andererseits ist es bekannt, daß man eine wesentliche Verbesserung der Potentialverteilung durch Verwendung einer lagen-weise gewickelten Hochspannungswicklung erreichen kann, die so ausgebildet und bemessen ist, daß ihre Lageni:solation unmittelbar den Hochspannungsisolator bildet. Zu diesem Zweck kann man die einzelnen Drahtlagen so anordnen, daß ihre axiale Länge nach außen hin derart abnimmt, daß eine lineare Spannungsverteilung erreicht wird.
Wicklungsanordnungen dieser Art sind z. B. bei Hochspannungswandlern, die nach Art eines Durchführungsisolators gebaut sind, bekanntgeworden. Dabei steht der Eisenkern unter Hochspannung, während die Niederspannungswicklung über der obersten Lage der Hochspannungswicklung angeordnet ist. Wenn man eine solche Anordnung in Stützerform ausführen wollte, so müßte man gewissermaßen zwei für die volle Hochspannung bemessene Isoliergefäße in Stützerform übereinander anordnen. wobei die Hochspannung in der Mitte zugeführt wird. 'Man würde also in diesem Falle eine Bauhöhe erhalten, die der doppelten Üherschlagsstrecke entspricht.
Andererseits sind Hochspannungswandler in Stützerform mit otfenein Eisenkern bekanntgeworden, bei denen zwischen dein Kern und der in der üblichen `'eise aus einzelnett voneinander isolierten Spulen bestellenden Hochspannungswicklung eine Isolierhülle angeordnet ist. die mit leitenden, als Kondensatorbelegungen wirkenden Einlagen versehen ist. Diese I@ele@Tun@en sollen so bemessen und angeordnet sein. daß sie die Spannungsverteilung -iinSti- beeinflussen und die die Meßgenauigkeit störenden Blindströme kompensieren. Anordnungen dieser Art haben aber den Nachteil. daß das Dielektrikuni für die Kondensatorbelegnngen als besondere Hochspatinun'"sisolation zwischen Hochspannungswicklun-r einerseits und Kern und N iederspannunt,swicklun- andererseits vorgesehen werden mute. Dies bedingt einen erhöhten Aufwand an isolierstott und eine wesentliche Vergrößerung des Durchmessers der Spulenanordnun'-. Durch die Vergrößerung der Spulen wird die Windungslänge der Hochspannungswicklung und damit auch ihr Widerstand vergrvtlert. Der Widerstand der llochspannungsspule ist aber bei dieser Anorchlung wesentlich für die Genauigkeit oder die Meßleistung des Wandlers. Ferner ist es als ein Nachteil der bekannten Anordnungen anzusehen. daß innerhalb der Isolierhülle zur \"erbindun, der des Kondensators mit den :pulen eine große Anzahl von Kontaictstellen vorhanden ist, die schwierig herzustellen und so zti isolieren sind, daß die @hannungsfestigkeit des Gerätes hierdurch nicht verschlechtert wird. Auch durch die scharfen Kanten der metallischen Einlagen wird die Spannungsfestigkeit ungünstig beeintlußt. Außerdem wird durch den Kondensator die Abfuhr der im Eisenkern auftretenden Wärme erschwert.

Diese Cbelstände werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß der Eisenkern finit einer Hochspannungswicklung umgeben ist, die in an sich bekannter Weise so ausgebildet und bemessen ist, daß ihre Lagenisolation auch deichzeitig die Hochspannungsisolation bildet und zusammen mit dem Eisenl:ern in ein vorzu-sweise mit einer isolierenden Flüssigkeit g=efülltes Isoliergehäuse ein-#-,eiiaut ist. das oben durch einen aus isolierencicni \\'erkstof bestehenden Kopi geschlossen ist. Dadurch wird erreicht. daß die Bauhöhe des Gesainitran:formators nicht wesentlich gri@-er wird ass vin mit einem Metallkopf für düc#seühen @ltannungsvcrhültnisse ausgelegter Transformator itisiteri;,°r hauweise. Dic 1)a@t-

höhe des Transformators ist bekanntlich durc;i

die Forderungen der Leberschlags- und Stoß-

en

festgelegt und wird

nicht durch die Isolation des inneren Auf-

baues bedingt.

Man erhält :o einen Aufbau. der sich in

sehr einfacher Weise herstellen läßt, keine

Kontaktstellen enthält und magnetisch und

thermisch günstige Verhältnisse aufweist. Da-

bei ist es zweckmäßig, die Hochspannun<gs-

wicklung so auszubilden, daß die a liale I_ätt@r@

der einzelnen Windungslagen nach aulj°n hin

derart abnimmt, claß eine mö'gliclistünstir.

insbesondere eine lineare Potentialverteiiittlg

erreicht wird.

Auch hei einem 1-locitspatittttit:tratisicir-

inator gemäß der Erfindung wird ein ein-

facher, nicht geschlossener . Eisenkern vir-

wendet, der in cl-er Achse des ini wesentlichen

zylindrischen Isoliergehäuses :tit,-:ordnt ist

und atn Fuß verbreitert sein kann. um elen

Kraftlinienschluß zu verbessern. habet er.ziht

sich im Gegensatz zu der bekannten Aiior,l-

nung finit einer besonderen, mit Kondensator-

einlagen versehenen Ilochspannungsisolatigtit

in Verbindung mit der durch die Kapazität

der \\-icklun-slagen auch in radialer Rich-

tung @üttsti gesteuerten Spannungsverteilung

in der Wicklunusisolation außerdem eine ver-

hältnisnnäßig schlanke Bauart. Besonders 7,iin-

stige Verhältnisse erhält man. wenn die Mühe.

in der die Hochspannung durch das Isolier-

gehäuse liindurchgefiihrt ist, zwischen drin

ubrren Ende der obersten \\'iclaunssla@e uii,i

dem oberen linde des Eisenkerns litt.

Ein Ausführuilgsheispiel der @rnudutr@ ist

in der Zeichnung im Schnitt dargestellt. Auf

einem gegebenenfalls fahrbaren Gestell rnt

einer Bodenplatte i der bei Stiitzerwrinrli--- ra

üblichen Bauart ist auf einem zur \"erix-se-

rung des Kraftlinienschlusses dienenden

scheibenförmigen Eisenkern :2 ein ini "vrsent-

lichen zylindrischer Eisenkern 3 errichtet. der

eine auf seine ganze Länge verteilte N iecier-

spannungsw-icklung d. trägt. Konzentrisch da-

zu ist eine Hochspannungswicklung 5 in dir

Weise angeordnet, daß die einzelnen"

dungslagen in einen Papierwickel eingehüllt

sind, wobei, wie in der Zeichnung angedeutet,

die axiale Länge der einzelnen Windungslagen

nach ä.ußen hin linear abnimmt. Über der

äußersten Drahtlage der Hochspannungs-

wicklung 5. ist ein aus leitendem fVerkstott

bestehender 'Mantel 6 angeordnet. der als

Strahlungsschutz ausgebildet und finit @_irnt

äußersten Ende der Wicklung verlt;inl@u

ist. Er kann aus magnetisierbareni \\'erk:t. @ti

hergestellt werden, titn d.-n israitliniensc:l:nti

noch weiter zti verbessern.

l`ber den so aufgehautrii Transi.iriii:it..: . .

rin Isolierl:örpcr; in I#@irm ritte,. @=@tzi<<t-

lators gestülpt und an der Bodenplatte i in der üblichen \Veise mit Hilfe von Klammern 8 befestigt, wobei der Isolierbehälter durch einen Dichtungsring 9 abgeschlossen ist. Der Isolierkörper 7 ist am oberen Ende finit einer gefäßartigen Erweiterung io versehen, die durch einen Isolierdeckel ii verschlossen ist. Die Isolierschichten der die Hochspannungswicklung 5 aufnehmenden Papierwicklung erstrecken sich im unteren Teil über die Wicklung hinaus bis zur Auflage auf der Kernscheibe 2, wobei die außerhalb der Drahtlagen liegenden Zwischenräume zwischen den Papierschichten durch besondere Papiereinlagen ausgefüllt sind, um der Hülle eine größere mechanische Steifigkeit zti verleihen. Im oberen Teil sind die Papierlagen treppenförmig abgestuft; um die Isolierhülle der Form des Isolierkörpers 7 anzupassen.

Zum Zufuhren der Hochspannung ist der Isolierkörper 7 in einer Höhe, die zwischen dein oberen Ende der äußersten Drahtlage der \-Vicklung ;und dem oberen Ende des Eisenkerns 3 liegt, mit einer abgedichteten Durchfiihrtuig 12 versehen.. die an einen zweiteiligen. den Isolierkörper 7 umfassenden leitenden Ring 13 angeschlossen ist, der in der üblichen \@"eise mit einem Strahlungsring 14 verbunden ist. Das äußere Ende der Hochspannung' swickiung ; ist durch eine Leitung 15 an die Durchführung 12 angeschlossen. Zum Anschluß des inneren Endes der 'Niederspannungswicklung 4. sind im Gestell Durchführungsklemmen 16, 17 und Verbindungsleitungen .@ vorgesehen.
Das aus der Bodenplatte i und dem Isolierkörper 7 bestehende Gehäuse ist mit einer isolierenden Flüssigkeit gefüllt. deren Stand in. den. Gefäß io in der üblichen Weise durch einen Schwimmer i9 aus Isolierstoff angezeigt werden kann. Das Gefäß io steht, wie üblich, durch kleine, im Boden des Gefäßes vorgesehene nicht gezeichnete C5 -fnungen mit dem Hauptgefäß in 'Verbindung. Zur Entlüftung sind im oberen Teil des Gefäßes fo kleine öftnungen 20 vorgesehen.

Claims

PATEVTA\SPRÜCHE: i. Hochspannungstransformator in Stützerforin, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den einzelnen Lagen der Hochspannungswicklung in radialer Richtung angeordnete und in dieser auf Durchschlag beanspruchte Isolation gleichzeitig in axialer Richtung nach beiden Seiten als Hochspannungsüberschlagsisolierung gegen den offenen und in der Achse des ini wesentlichen zylindrischen Isolatorgehäuses angeordneten Eisenkern wirksam ist und daß die aktiven @Vandlerteile in ein finit einer isolierenden Flüssigkeit gefülltes Gehäuse einbebaut sind. das oben durch einen aus isolierendem Werkstoff bestehenden ölausdehnungsgefäßkopf geschlossen ist.
2. Hochspannungstransformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet. daß die axiale Länge der einzelnen. Windungslagen nach außen hin derart abnimmt. daß eine lineare Spannungsverteilung erreicht wird.
3. Hochspannungstransformator nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, da.ß der Eisenkern (3) am Fuß (2) verbreitert ist.
4. Hochspannungstransformator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe, in der die Hochspanitung durch das Gehäuse (7) hindurchgeführt ist, zwischen dem oberen Ende der äußersten Lage der Hochspannungswicklung (5) und dein oberen. Ende des Eisenkerns (3) liegt. Hochspannungstransformator nach einem der Ansprüche i bis .I, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den einzelnen Lagen der Hochspannungswicklung (j) angeordneten Isolierschichten zumindest im unteren Teil sich über die axiale Länge der Drahtlagen hinaus erstrecken und die außerhalb der Drahtlagen liegenden Zwischenräume zwischen den Isolierschichten durch Isolierstoff ausgefüllt sind. 6. Hochspannungstransformator nach Anspruch 3, oder 5, gekennzeichnet durch einen sich im wesentlichen über die Länge der äußersten Lage der Hochspannungswicklung (5) erstreckenden Eisenmantel (6). Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgendeDruckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften 1\ r. 349 356, 532 984, 565 o5o, 567131, 592876, 627 61:I, 662 112, 702 4771 schweizerische Patentschriften 1 r. 123 961. 152 370; französische Patentschriften \r. 73S 1o1, 796 o891 britische Patentschrift 1Tr. 340 227 Heft T iS (Febr. 1931), »Mitteilungen aus dem Arbeitsgebiet der Koch &- Sterzel A.G.«. S. io und 16: Liste TIV (1936) der Fa. Koch &C Sterzel A.('7., »Slnannungswandler«, S. 20 und 21.