DE7820660U1

DE7820660U1 - HIGH VOLTAGE RESISTANT TRANSMITTER FOR MESSAGE TECHNOLOGY

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Publication number: DE7820660U1
Application number: DE19787820660
Authority: DE
Original assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Current assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Priority date: 1978-07-10
Filing date: 1978-07-10
Publication date: 1978-10-19

Description

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Feiten & Guilleaume Carlswerk AG Köln, den 6.7.78Feiten & Guilleaume Carlswerk AG Cologne, July 6th, 78

Schanzenstraße Do/DuSchanzenstrasse Thu / Thu

5000 Köln 805000 Cologne 80

Hochspannungsfester übertrager für die NachrichtentechnikHigh-voltage resistant transformer for communications technology

Beschreibung:Description:

Die Erfindung betrifft einen hochspannungsfesten Übertrager für die Nachrichtentechnik, mit wenigstens zwei galvanisch voneinander getrennten und gegeneinander isolierten Wicklungen.The invention relates to a high-voltage-resistant transmitter for communications technology, with at least two galvanically separated from one another separate and mutually insulated windings.

Derartige Übertrager werden als Schutz- oder Trennübertrager von Nachrichtenleitungen eingesetzt, um die angeschlossenen Geräte vor Beeinflussungen durch atmosphärische Entladungen oder durch Vorgänge auf den Nachrichtenleitungen benachbarter Starkstromleitungen zu schützen. Für diesen Zweck wird eine hohe Spannungsfestigkeit zwischen den einzelnen Wicklungen sowie zwischen den Wicklungen und dem Übertragergehäuse gefordert. Such transmitters are used as protective or isolating transmitters for communication lines to the connected Devices from influences by atmospheric discharges or by processes on the communication lines of neighboring Protect power lines. For this purpose, there is a high dielectric strength between the individual windings as well as between the windings and the transformer housing.

Es ist allgemein bekannt, die Wicklungen eines Übertragers gegen den Kern je nach der Form des Kernes durch einen Wickelkörper aus Isolierstoff oder durch geeignete Bandagen zu isolieren. Es ist ferner allgemein bekannt, die meist aus Lackdraht gewickelten Wicklungen eines Übertragers durch Zwischenlagen, die vorwiegend als gewickelte Bandagen ausgeführt werden, gegeneinander zu isolieren. Bei höheren Forderungen an die Spannungsfestigkeit muß durch einen mehr oder weniger aufwendigen Imprägniervorgang mit geeigneten Vergußmassen versucht werden, die immer vorhandenen Lufteinsehlüsse mit Vergußmasse zu füllen. Die Spannungsfestigkeit solcher konventionell hergestellten Übertrager ist daher auch bei sorgfältiger Herstellung beschränkt, bzw. von der genauen Beherrschung des Imprägniervorgänges abhängig.It is well known, the windings of a transformer against the core depending on the shape of the core by a winding former with insulating material or with suitable bandages. It is also well known that mostly made of magnet wire wound windings of a transformer through intermediate layers, which are mainly designed as wound bandages to isolate from each other. In the case of higher demands on the dielectric strength, one more or less must be used complex impregnation process with suitable casting compounds are attempted to remove the air pockets that are always present To fill potting compound. The dielectric strength of such conventionally manufactured transformers is therefore even with more careful Production limited or dependent on the precise mastery of the impregnation process.

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Als Alternative zu dieser Bauweise sind bisher zwei Vorschläge bekannt, die sich auf hochspannungsfeste Übertrager für breite Frequenzbänder beziehen. Es ist ein Transformator zum Übertragen breiter Frequenzbänder bekannt, bei dem die Wicklungen aus Koaxialkabel gewißkeit werden, dessen Außenleiter die eine und dessen Innenleiter die andere Wicklung bilden, wobei der Scheinwiderstand des Koaxialkabels dem durch den Transformator anzupassenden Widerstand gleich ist (DE-OS 22 18 710).As an alternative to this design, two proposals are known so far, which focus on high-voltage-resistant transformers for wide Refer to frequency bands. A transformer for transmitting wide frequency bands is known in which the windings from coaxial cable will be certainty, whose outer conductor forms the one and its inner conductor the other winding, with the The impedance of the coaxial cable is equal to the resistance to be matched by the transformer (DE-OS 22 18 710).

Die Spannungsfestigkeit zwischen Primär- und Sekundärwicklung ist hierbei im wesentlichen durch die Spainnungsfestigkeit der verwendeten Koaxialleitung bestimmt. Da jedoch eine Koaxialleitung einer bestimmten Spannungsfestigkeit auch einen bestimmten Mindestquerschnitt besitzt, ist die Zahl der Windungen, die bei den heute üblichen kompakten Kernen aufgebracht werden können, ziemlich beschränkt. Ein Übertrager dieser Art mit der im Niederfrequenz-Bereich üblichen Anpassung an 600 Ohm wird wegen der dafür geforderten hohen Windungszahlen entweder unhandlich groß, oder man verwendet eine kleine Windungszahl und nimmt in Kauf, daß im Niederfrequenz-Bereich bei Kennwiderständen von ca. 600 Ohm keine guten Übertragungseigenschaften realisierbar sind. Hinzu kommt, daß nur ein Übersetzungsverhältnis von 1 : 1 möglich ist.The dielectric strength between the primary and secondary winding is essentially determined by the resistance of the coaxial cable used. However, there is a coaxial line a certain dielectric strength also a certain Has the minimum cross-section, is the number of turns that are applied in today's compact cores can, quite limited. A transformer of this type with the usual adaptation to 600 ohms in the low-frequency range is used because of the high number of turns required for this, either bulky or a small number of turns and is used accepts that in the low frequency range with characteristic resistances of approx. 600 ohms no good transmission properties are realizable. In addition, a transmission ratio of only 1: 1 is possible.

Es ist weiterhin ein hochspannungsfester breitbandiger Übertrager für die Nachrichtentechnik bekannt, bei dem jede Wicklung aus einem Strang von mehreren gegeneinander isolierten, miteinander verdrillten oder verseilten Drähten besteht, bei dem die Einzeldrähte eines jeden Stranges von einer gemeinsamen spannungsfesten Isolierung umgeben und zur Darstellung einer gewünschten Windungszahl hintereinander geschaltet sind (DE-AS 26 02 668).Furthermore, a high-voltage-resistant broadband transformer for communications engineering is known in which each winding consists of a strand of several mutually insulated, twisted or stranded wires which the individual wires of each strand are surrounded by a common voltage-proof insulation and for illustration a desired number of turns are connected in series (DE-AS 26 02 668).

Dieser Übertrager gestattet bei kompakten Kernformen so hohe Windungszahlen, daß neben TF-Signalen auch NF-Signale einwandfrei übertragen werden. Hinzu kommt, daß höhere Spannungsfestig-With compact core shapes, this transformer permits such a high number of turns that not only TF signals but also LF signals are flawless be transmitted. In addition, higher tensile strength

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keiten auf einfache Weise durch Vergrößerung der Isolationsdicke der Stränge möglich werden, und daß Übersetzungsverhältnisse abweicnend von 1 : 1 möglich sind.in a simple way by increasing the insulation thickness of the strands are possible, and that gear ratios deviating from 1: 1 are possible.

Diese beiden Vorschläge sind jedoch nicht geeignet für solche Ubertragertypen, bei denen zur Gewährleistung der erforderlichen Ubertragungseigenschaften ca. 1000 Windungen auf relativ kompakte Kerne aufgebracht werden müssen. Dies ist z.B. der Fall bei Übertragern mit Rufstromübertragung von 25 oder 50 Hz oder bei 50 Hz-Fernspeiseübertragern zur Stromversorgung von TF-Zwischenverctärkern auf Luftkabelstrecken.However, these two proposals are not suitable for those types of transmitters in which the necessary Transmission properties approx. 1000 turns on a relatively compact one Cores must be applied. This is the case, for example, with transmitters with ringing current transmission of 25 or 50 Hz or with 50 Hz remote feed transformers for powering TF intermediate amplifiers on aerial cable routes.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen hochspannungsfesten Übertrager anzugeben, bei dem es sehr viel leichter ist, zwischen Primär- und Sekundärwicklung eine von Lufteinschlüssen weitgehend freie Isolationsschicht anzubringen, als bei der Verwendung mehrerer Bandagen mit einmaliger oder mehrfacher Imprägnierung, der Windungszahlen von ca, 1000 zuläßt und dessen Spannungsfestigkeit durch Steigerung der Isolationsdicke erhöht werden kann.The invention is therefore based on the object of providing a high-voltage-resistant Specify a transformer in which it is much easier to select one of the primary and secondary windings Air inclusions to apply a largely free insulation layer than when using multiple bandages with a single or multiple impregnation, the number of turns of approx. 1000 allows and its dielectric strength by increasing the insulation thickness can be increased.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede einzelne Wicklung in einem Block aus Kunststoff mit einer der Spannungsfestigkeit entsprechenden Wandstärke eingeschlossen ist. ' Ausgestaltungen der Erfindung sind in den ünteransprüchen 2 bis aufgeführt.This object is achieved according to the invention in that each individual winding is enclosed in a block made of plastic with a wall thickness corresponding to the dielectric strength. ' Refinements of the invention are listed in the subclaims 2 to.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß es mit ihr möglieh ist, außerordentlich hochspannungsfeste Übertrager herzustellen, deren elektrische Eigenschaften ein breites Band an Forderungen abdecken können. So wurde an einem Muster eines Niederfrequenz-Übertrager für einen Frequenz-Bereich von 0,5 bis 6 KHz mit Rufstromübertragung eine Spannungsfestigkeit von 50 kV bei einer Frequenz von 50 Hz während einer Minute erzielt. Mit größerer Wandstärke der Blöcke sind leicht höhere Werte zu erzielen.The advantages that can be achieved with the invention are in particular in that it is possible with her, extremely high-voltage resistant Manufacture transformers whose electrical properties can cover a wide range of requirements. So was on a sample of a low frequency transmitter for a frequency range from 0.5 to 6 KHz with ringing current transmission a dielectric strength of 50 kV at a frequency of 50 Hz during a Minute scored. With a larger wall thickness of the blocks, higher values can easily be achieved.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below.

In der Figur ist ein Übertrager mit Ringkern 1 und mit zwei V/icklungen 3 und 6 schematisch dargestellt. Der Ringkern 1 kann vor dem Aufbringen der ersten Wicklung 3 mit einer Isolierschicht 2 umgeben werden, wenn hohe Anforderungen an die Spanhungsfestigkeit zwischen Kern 1 und der ersten Wicklung 3 gestellt werden. FUr viele Anwendungsfälle kann der Kern 1 aber auch direkt mit der ersten Wicklung J> bewickelt werden. Nach derIn the figure, a transformer with a toroidal core 1 and two windings 3 and 6 is shown schematically. The toroidal core 1 can be surrounded with an insulating layer 2 before the first winding 3 is applied if high demands are placed on the voltage resistance between the core 1 and the first winding 3. For many applications, however, the core 1 can also be wound directly with the first winding J>. After

_f-~ Fertigstellung der ersten Wicklung 3 und dem Ummanteln der Anschlußdrähte 8 mit einem hochspannungsfesten Schlauch 10 wird der Kern 1 und die Wicklung 3 mit einem spannungsfesten Isolierstoff 4 vergossen, der anschließend aushärtet» Das Vergießen kann vorteilhafterweise so erfolgen, daß eine toroidförmige Gießform 5 am Boden mit einer Kunststoffschicht der gewünschten Dicke gefüllt wird, daß dann der Kern 1 mit der Wicklung 3 zentrisch eingelegt und anschließend die Gießform 5 bis zu ihrem oberen Rand mit flüssigem Isolierstoff ausgegossen wird. Der Vergußvorgang kann vereinfacht werden, wenn die Gießform 5 mit einem verdickten, der gewünschten Wandstärke des fertigen Blocks entsprechenden Wandstärke ausgestaltet ist, oder wenn Ins Innern der Gießform 5 nicht gezeichnete Leisten oder Vv?- _f - ~ Completion of the first winding 3 and the sheathing of the connecting wires 8 with a high-voltage-resistant hose 10, the core 1 and the winding 3 are cast with a voltage-resistant insulating material 4, which then hardens is filled at the bottom with a plastic layer of the desired thickness, that then the core 1 with the winding 3 is inserted centrally and then the mold 5 is poured up to its upper edge with liquid insulating material. The casting process can be simplified if the casting mold 5 is designed with a thickened wall thickness corresponding to the desired wall thickness of the finished block, or if strips or Vv?

O Sprünge angebracht sind, die ein zentrisches Einlegen des Kernes 1 mit der Wicklung 3 gewährleisten. Soll die volle Spannungsfestigkeit der Gießform ausgenutzt werden, kann ihre zum Vergießen dienende öffnung mit einem Deckel 12 verschlossen werden. Der Vergießvorgang kann bei geeignetem Vergußmaterial Maschinell und unter Vakuum erfolgen, wobei die Luft durch die öffnungen zwischen den Wiekeldrähten und in dem nicht bewickelten Sektor leicht entweichen kann. Die Wandstärke derO cracks are attached, which allow a centric insertion of the Ensure core 1 with winding 3. If the full dielectric strength of the casting mold is to be used, its The opening used for potting can be closed with a cover 12. The potting process can be carried out with a suitable potting material Mechanically and under vacuum, the air through the openings between the flexible wires and in the not wrapped sector can easily escape. The wall thickness of the

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Gießform 5 kann der verlangten Spannungsfestigkeit angepaßt werden. Der Innenraum kann soweit verkleinert werden, daß beim Vergußvorgang praktisch nur noch die in der Wicklung enthaltene Luft durch die Vergußmasse ersetzt wird. Nach dem Aushärten der Vergußmasse 2 und 4 und eventuellem Aufsetzen des Deckels 12 wird die toroidförmige Gießform 5 mit der Sekundärwicklung 6 bewickelt, wobei es vorteilhaft für die Spannimgsfestigkeit ist, wenn die Stelle, an der die Anschlußdrähte 8 mit ihrem hochspannungsfesten Schlauch 10 aus der Wicklung 3 herausgeführt sind, beim Wickeln ausgespart bleibt. Die Anschlußdrähte 9 der zweiten Wicklung 6, die wieder mit einem hochspannungsfesten s Schlauch 11 umgeben sind, werden vorteilhafterweise an eine von den Anschlußdrähten 8 der ersten Wicklung j5 weit entfernte Stelle gelegt. Danach wird auch die zweite Wicklung 6 in einem Kunststoffblock 7 eingegossen. Dieser Vergußvorgang kann mit einer zweiten, nicht gezeichneten Gießform ähnlich der Gießform 5 vorgenommen werden, es kann für diesen Zweck aber auch das vorgesehene Übertragergehäuse benutzt werden, wobei vorher die Anschlußdrähte und 9 mit den vorgesehenen, nicht gezeichneten, Kontaktstiften verbunden sind.Casting mold 5 can be adapted to the required dielectric strength. The interior space can be reduced to such an extent that practically only the air contained in the winding is replaced by the potting compound during the potting process. After the potting compound 2 and 4 has hardened and the cover 12 has been put on, the toroidal casting mold 5 is wound with the secondary winding 6, whereby it is advantageous for the tension if the point at which the connecting wires 8 with their high-voltage hose 10 come out of the winding 3 are led out, is left out when winding. The lead wires 9 of the second winding 6, which is again surrounded by a high-voltage resistant s tube 11 are advantageously attached to one of the lead wires 8 of the first winding j5 distant point. Then the second winding 6 is also cast in a plastic block 7. This casting process can be carried out with a second, not shown, casting mold similar to the casting mold 5, but the intended transformer housing can also be used for this purpose, the connecting wires 9 and 9 having previously been connected to the intended, not shown, contact pins.

Es ist vorteilhaft, die Gießform 5 aus einem ähnlichen oder dem gleichen Werkstoff zu fertigen, wie er für das Vergießen der Wicklungen verwendet wird. Eine besonders spannungsfeste Aus-( führung ergibt sich, wenn für die Gießform 5 eine Epoxidpreß- oder Spritzmasse und zum Vergießen ein Epoxidharz verwendet wird, weil auf diese Weise e,n allen Grenzschichten eine ausgezeichnete Haftung infolge einer Gefügeverbindung erzielt werden kann. Für die Herstellung der Gießform 5 eignet sich das bei der Verwendung von Epoxidharzen bereits bekannte Niederdruck-Spritzguß-Verfahren oder ein Verfahren mit automatischem Druckgelieren (ADG-Verfahren). Bei kleinen Stückzahlen kann die Gießform 5 unter Verwendung einer Form aus beispielsweise Silikon aus dem gleichen Gießharz gefertigt werden, wie es beim anschließenden Vergießen der Wicklungen 3 und 6 verwendet wird.It is advantageous, the mold 5 from a similar or the to manufacture the same material as is used for potting the windings. A particularly tension-resistant construction ( leadership results when an epoxy molding compound or injection molding compound is used for the casting mold 5 and an epoxy resin is used for potting, because in this way excellent adhesion due to a structural connection can be achieved in all boundary layers. For the The low-pressure injection molding process or process which is already known when using epoxy resins is suitable for producing the casting mold 5 a process with automatic pressure gelling (ADG process). In the case of small numbers of items, the mold 5 using a Form made of, for example, silicone made of the same casting resin as it is during the subsequent casting of the windings 3 and 6 is used.

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Bei geringeren Anforderungen an die Spannungsfestigkeit kann die Gießform 5 auch entfallen, das Vergießen der Wicklung 3 erfolgt dann in einer Form beispielsweise aus Silikon, die anschließend wieder entfernt wird.In the case of lower demands on the dielectric strength, the casting mold 5 can also be omitted, the casting of the winding 3 then takes place in a mold made of silicone, for example, which is then removed again.

Es ist erkennbar, daß sich mit dem beschriebenen Aufbau sehr hochspannungsfeste Übertrager für Frequenzen zwischen 25 Hz und 108 kHz, also mit relativ hohen Windungszahlen herstellen lassen. Die Bandbreite dieser Übertrager läßt sich mit den "bekannten Mitteln leicht an die gestellten Forderungen anpassen. Die Breitbandigkeit läßt sich beispielsweise dadurch steigern, daß auch die erste Wicklung 3 mit einem im Bereich der Anschlußdrähte 8 liegenden unbewiekelten Sektor hergestellt wird. Dieser unbewickelte Sektor ist dann vorzugsweise ebenso groß wie der im gleichen Bereich liegende unbewickelte Sektor der zweiten Wicklung 6.It can be seen that the structure described very much Manufacture high-voltage-resistant transformers for frequencies between 25 Hz and 108 kHz, i.e. with a relatively high number of turns leave. The bandwidth of these transmitters can be compared with the "known" Easily adjust resources to meet the requirements. Broadband can be increased, for example, by that also the first winding 3 with one in the area of the connecting wires 8 lying uncovered sector is produced. This unwound sector is then preferably as large as the unwound sector of the second winding 6 lying in the same area.

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Claims

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Expectations:

1. High-voltage resistant transformer for communications engineering, with at least two galvanically separated and mutually insulated windings, characterized in that, that every single winding (j5 or 6) in a block (2, 4 or 7) made of plastic with one of the

(J speed of corresponding wall thickness is included.

2. Transformer according to claim 1, characterized in that that the block (2, 4, 5) for at least one winding (j5) from a mold (5) made of insulating material and one darir. located potting compound (2, 4) consists.

5. Transformer according to claim 2, characterized in that that the casting mold (5) and the casting compound (2, 4) consist of similar plastics.

4. Transformer according to claim ~ 5, characterized marked _f characterized in that the mold (5) from a Epoxidspritz- or molding compound and the casting compound (2, 4) consists of an epoxy resin.

5. Transmitter according to one of claims 1 to 4, characterized in that the block (2, 4, 5) one first winding (jj) the bobbin for a second winding (6) forms.

6. Transmitter according to one of claims 1 to 5> characterized in that- the connecting wires (8, 9) of the windings (J>, 6) with high-voltage-resistant hoses (10, 11) surrounded from the respective block (2, 4, 5 or 7) protrude.

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7. Transmitter according to one of claims 1 to 6, characterized characterized in that that point of a block (2, 4, 5) protruding from the connecting wires (8), is cut out in the following winding or winding (6).

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