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Isolationsanordnung für Trockenspannungswandler od. dgl. Die Herstellung
von Trockenspannungswandlern, namentlich für mittlere und höhere Spannungen, scheitert
meist an der Schwierigkeit, die Hochspannungswicklung dielektrisch vollkommen dicht,
d. h. so auszuführen, daß die elektrische Beanspruchung nur in festem Dielektrikum
liegt und jegliche von Luft oder Gas erfüllte Hohlräume vermieden werden. Bei Meßwandlern
für kleinere Spannungen, z. B. bis zu zooo Volt, treten diese Schwierigkeiten praktisch
nicht auf. Hier können auch kleine Hohlräume innerhalb des Wicklungskörpers in Kauf
genommen werden.
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Erfindungsgemäß werden die genannten Schwierigkeiten dadurch beseitigt,
daß die Wicklung so vielfach in in Reihe geschaltete Abschnitte unterteilt ist,
daß für die auf einen Abschnitt entfallende Spannung etwaige Hohlräume in diesem
Abschnitt praktisch unschädlich sind. Dabei wird durch einen wenigstens halbleitenden
Belag von einem Wicklungsanfang beginnend unter Zwischenschaltung von Isolation
der erste Wicklungsabschnitt eingehüllt und der Belag mit der Verbindungsleitung
zum zweiten, ebenfalls isolierten Abschnitt verbunden. Hierauf wird unter Zwischenschaltung
von Isolation der erste und zweite Abschnitt gemeinsam durch einen weiteren, wenigstens
halbleitenden und mit der Verbindungsleitung zum dritten Abschnitt verbundenen Belag
eingehüllt. Die Einhüllung erstreckt sich auch bis auf den Anschlußleiter der Wicklung,
in dessen Isolation die Ränder der einzelnen Beläge wie bei einer sogenannten Kondensatorklemme
endigen. Man erreicht dadurch, daß für jeden Wicklungsabschnitt die Verhältnisse
genau so liegen wie bei einem Wandler für niedrigere
'Spaririüngen;
und man. umgeht dadurch'die schwierige Aufgabe, die Wicklung dielektrisch -dicht
mit festem Isolierstoff zu isolieren.
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Die Erfindung wird an.--Hand.-der--Zeichnung näher erläutert.
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Zig. i - zeigt- unter For tlassung der Unter-Spannungswicklung schematisch
die Isolationsanördiiüng- eines einseitig geerdeten Spannungswandlers für höhere
Spannungen. Seine Oberspannungswicklung ist in zahlreiche Abschnitte unterteilt,
von denen in der Zeichnung der Einfachheit halber nur vier, 1 bis 4, dargestellt
sind. Die Abschnitte sind durch Verbindungsleitungen 5 bis 7 in Reihe geschaltet.
An den Abschnitt i ist ein Hochspannung führender Anschlußieiter 8 angeschlossen.
Der Abschnitt 4 ist mit der Erde E verbunden. 9 ist der Eisenkern..
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Der Abschnitt i ist zusammeil mit deinAnschlußleiter 8 in eine Isolierschicht
io eingehüllt. Auf der Isolierschicht sitzt ein leitender oder halbleitender Belag
ii, der jedoch am Anschlußende des Leiters 8 einen Teil der Isolierschicht unbedeckt
läßt und, beispielsweise wie bei sogenannten Kondensatorklemmen, in einem Elektrodenring
od. dgl. endigen kann. Der Belag ii ist außen mit einer Isolierschicht 12 bedeckt,
die auch wieder zum Teil den Anschlußleiter 8 umschließt und sich in einer Isolierschicht
des Wicklungsabschnitts. :2 fortsetzt: Die Wicklungsabschnitte i und 2 sind zusammen
mit einem leitenden Belag 13 umhüllt usw., bis man schließlich zu einer sämtliche
Abschnitte i bis 4 einhüllenden . Isolierschicht 14 gelangt, die wieder von einem
leitenden Belag 15 unter Freilassung einer Randzone 140 eingehüllt ist.
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Der Belag ii ist mit dem Verbindungsleiter 5, der Belag 13 mit dem
Verbindungsleiter 6 verbunden usw. Der äußerste -Belag 15 ist geerdet.
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Fig.2 zeigt schematisch eine Isolationsanordnung, bei der die beiden
Enden der Oberspannungswicklung :beliebig geschaltet sein können und bei dein die
Isolationsanordnung der vorgeschriebenen Prüfspannung gegen Erde standhalten muß.
Die Anordnung läßt sich spiegelbildlich aus der nach Fig. i ableiten. Der äußere
leitende Belag i5o ist hier nicht geerdet, sondern etwa mit der Mitte der Wicklung,
dem Verbindungsleiter 16 der mittleren Wicklungsabschnitte 17, 18 verbunden. Er
umschließt nach beiden Seiten die gegen die Anschlußleiter i9, 2o zu folgenden Wicklungsabschnitte,
die genau. so wie in Fig., i immer wieder abwechselnd mit- Isolier- und Leitschichten
eingehüllt sind. Bei der Prüfung mit der vorgeschriebenen Prüfspannung liegt -die
ganze Wicklung, also auch der äußere Belag i5o, an dieser Spannung. Er muß also
gegen die. volle Prüfspannung -isoliert sein. Zu diesem Zweck ist die gesamte Wicklung
in .einen entsprechend dieser Spannung bemessenen Isolierkörper 21 eingeschlossen,
der nach den Leitern i9 und 2o zu in Isolatoren igo, Zoo ausläuft. Der Körper i
hat einen mit dicken Linien angedeuteten inneren Belag 2io und einen ebensolchen
äußeren Befäg'21'1, der aber den äußeren Umfang der Anschlußisölatoren igo, Zoo
frei. läßt. Der äußere Belag 2,11 liegt an Erde E, der innere Belag 2io ist bei
22 mit dem Belag 150 verbunden. Dadurch sind etwaige Lufträume zwischen den
Belägen 150, Zio dielektrisch kurzgeschlossen. Die Isolation gegen Prüfspannung
macht also bei der Erfindung keine Schwierigkeiten, weil hier nur die Aufgabe besteht,
einen Körper, nämlich die Hochspannungswicklung, dessen gesamte Außenfläche das
gleiche Potential hat, gegen Erde zu isolieren. Die Verhältnisse liegen hier also
ähnlich wie bei einem Durchführungsisolator oder einem Stromwandler. Auch hinsichtlich
der Prüfung mit Prüfspannung können also etwaige Lufteinschlüsse in der Wicklung
keine Rolle spielen.
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Die Isolier- und Leitschichten können in bekannter Weise durch Bandagieren,
Spritzen, Tauchen od. dgl. hergestellt werden. Um namentlich bei feile unterteilten
Wicklungen den Arbeitsaufwand für die Herstellung herabzudrücken, können die Wicklungsabschnitte
und -abschnittsgruppen durch Spritzen oder Tauchen in abwechselnd isolierenden und
leitenden Lack hergestellt werden, wie dies beispielsweise an Hand der Fig. 3 bis
7 erläutert werden soll. So können beispielsweise die einzelnen Wicklungsabschnitte
31 bis 34, von denen der Abschnitt 31 mit einem Anschlußleiter 35 und alle Abschnitte
mit Verbindungsleitern 36 bis 39 versehen sind, zunächst getränkt und mit einer
Isolierschicht 4o überzogen werden (Feg. 3). Sodann -%vircl der Abschnitt
31 für sich allein durch Tauchen in leitenden oder halbleitenden Lack mit
einem leitenden Belag 41 versehen, der die Randzone 40o der Isolierschicht 4o frei
läßt. Der Anschlußleiter 36 wird zuvor blank gemacht, damit der Belag.4i eine leitende
Verbindung mit ihm erhält. Dann wird, wie 'Fig. 5 zeigt, der Abschnitt 32 angefügt,
die Leiter 3:6 miteinander verbunden und beide Abschnitte durch Tauchen mit einer
Isolierschicht 42 versehen. Hierauf werden beide Abschnitte, wie Fig. 6 zeigt, mit
einem leitenden Belag 43 gemeinsam umgeben, der wieder die Randzone der Isolierschicht
42 frei läßt. Dann werden beide Teile, wie Fig. 7 zeigt, wieder mit einer Isolierschicht
-4. versehen und der Wicklungsabschnitt 33 angefügt usf.
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Dieses Aufbringen der Isolier- und Leitschichten derart, daß keine
Hohlräume entstehen, macht keine Schwierigkeiten, da hier nicht durchtränkt werden
muß, sondern nur Überzüge herzustellen sind. Es können also dazu Isolierstoffe und
leitende Lacke verwendet werden, die an sich zur Isolationstränkung ungeeignet sind,
weil sie nicht in die Poren eindringen. Man kann also beispielsweise auch stark
vorgehärtete Kunststoffe verwenden. Besser wird es jedoch sein, ohne Abscheidung
von Stoffen unter Zusatz von Härtern, härtende Kunstharze zu benutzen, die möglichst
rasch härten, damit die verschiedenen Umhüllungen unmittelbar nacheinander vorgenommen
werden können. Als leitenden oder halbleitenden Lack kann man dabei die gleichen
Kunstharze verwenden, wenn man sie mit leitenden Füllstoffen, wie Aluminiumpulver
od. dgl., füllt. Auf diese Weise läßt sich an den Stellen, an denen leitende und
isolierende Schichten in mehrfachem
Wechsel aufeinanderfolgen, jede
flohlraumbildung vermeiden, so daß also die elektrische Beanspruchung ausschließlich
im festen Dielektrikum verläuft.