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Transformator für hohe Spannung mit fester Isolation zwischen Ober-
und Unterspannungswicklung Für die Isolierung der Hochspannungswicklung von Transformatoren
gegen die Unterspannungswicklungen und das Gestell ist es von Vorteil, die Hochspannungswicklung
mit einem Mantel- aus festem Isolierstoff zu umgeben, zu .dem Zweck, auf kleinem
Raum eine große Isolationsfestigkeit zu erzielen. Dabei ergibt sich die Schwierigkeit,
für den die Abfuhr der Verlustwärme ,der Wicklung besorgenden Kühlmittelstrom einen
Weg zu schaffen, der nicht zu einer Entladungsstrecke führt. Bekannt ist, die Hochspannungswicklung
mit einem ein- oder mehrteiligen Isoliergehäuse zu umgeben, das an vom Eisenkörper
weit entfernt gelegenen Stellen mit Öffnungen für den Ein- und Austritt von Kühlmittel
versehen ist. Die Kühlung der Wicklung erfolgt hier dadurch, daß ihre Verlustwärme
von dem in radialen Schlitzen befindlichen Kühlmittel aufgenommen und an das in
Längskanälen zwischen Wicklung und Isoliergehäuse befindliche Kühlmittel abgeführt
wird. Das Kühlmittel soll dabei künstlich bewegt werden. Es ist ferner bekannt,
den Entladungsweg über die Ein-und Austrittsöffnungen des Kühlmittels durch das
Isoliergehäuse mit Hilfe von festen Isolierstücken abzusperren. Eine andere Lösung
der vorliegenden Aufgabe besteht dar in, die Hochspannungswicklung
in
konzentrisch übereinandergeschobene Röhrenspulen aufzuteilen und die innerste, an
die Unterspannungswicklung angrenzende Röhrenspule von der letzteren durch einen
an beiden Enden winkelförmig über die Hochspannungswicklung abgebogenen Isolierzylinder
aus festem, saugfähigemStoff zu isolieren.. Die übrigen Röhrenspulen sind ebenfalls
durch feste Isolationen, voneinander getrennt. Die Ableitung der von den einzelnen
Röhrenspulen erzeugten Verlustwärme erfolgt über dazwischenliegende lotrechte Kühlkanäle,
wobei -das Kühlmittel zwischen .den Isolationswinkeln ein- und austritt. Diese Lösung
ist aber umständlich und teuer und läßt .die Hochspannungswicklung auf der einen
Längsseite vollständig offen.
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Man hat ferner bei Transformatoren mit Luftkühlung die Oberspannungswicklung
allseitig mit Isolierstoff umwickelt und so unterteilt, daß ein über die Wicklungslänge
sich erstreckender Kühlkanal ensteht, wobei die l@ühlmittel durch Aussparungen an
den Stirnflächen der Isolierwickel hindurchtreten können. Bei Transformatoren dieser
Art treten keine hohen Randbeanspruchungen des Isolierstoffes auf, die zu Gleitentladungen
und Durchschlägen an den Stirnflächen der Wicklungen führen können: Es ist weiter
bekannt, die Isolation an den Wicklungsstirnen von solchen Transformatoren zu verstärken,
bei denen die Oberspannungswicklungnur auf einer Mantelfläche mit einer festen Isolation
bedeckt ist, während die andere Mantelfläche zur Abführung der Verlustwärme unbedeckt
ist.
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Die Erfindung bezieht stich auf einen Transformator für hohe Spannung
mit fester Isolation zwischen Ober- und Unterspannungswicklung, bei dem .die Wicklungen
an, der festen Isolation ohne Zwischenraum anliegen und bei dem mindestens die Oberspannungswicklungmindestens
mit einem über die Wicklungslänge sich erstreckenden Kühlkanal versehen ist. Die
Erfindung besteht- darin, daß die feste lsolation aus zwei zylindrisch gewickelten
Itsölierrohren besteht, deren Ränder zu die Oberspannungs.@vicklung übergreifenden,
einander zuge-'ke'hrten Flanschen abgebogen sind, welche zwischen sich offeneRingspaste
für denungehinderten Ein-und Austritt des Kühlmittels bilden, und daß die aus dem
Zylinderwerkstoff heraus erzeugten Flansche so verstärkt sind, daß die - Bildung
von Gleitentladungen an den Durchtrittsstellen des Kühlmittels durch die Isolierung
verhindert ist. Durch dieseAnordnung ist es ermöglicht; Transformatoren .mit kleinstmöglichen
Abständen der Hochspainnung swicklung gegen die Umgebung bei gleichzeitiger vorzüglicher
Abfuhr der erzeugten Verlustwärme ohne. besondere kostspielige Anordnungen zu bauen.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematsich
in Fig.,i und. 2 dargestellt. In den Figuren ist mit a das Eisengestell eines Transformators
bezeichnet. Die Hochspannungswicklung ist in zwei Zylinderwicklungen b1; b2 aufgeteilt,-
die konzentrisch in solchem Abstand -voneinander ängeördiiet sind;` daß sie einen
über die Wicklungslänge sich erstreckenden ringförmigen Kühlkanal c bilden. Mit
dl, d2 sind die die Unter spannungswicklung bildenden Zylinderwicklungen bezeichnet,
welche konzentrisch zur Hochspannungswicklung liegen. Die Hochspannungswicklung
ist von zwei Isolierzylindern e1, e2 aus geschichtetem, hochwertigem Papier umgeben,
die mit verstärktenFlanschen f1 bis f4 ausgerüstet sind, welche die Stirnenden der
Hochspannungszylinderwicklungen bi, b2 so umfassen, daß zwischen den einander zugekehrten
Flanschen Ringspalte cl, c:., für den Ein- und Austritt von Kühlmittel entstehen.
Als Kühlmittel kann sowohl eine Flüssigkeit, z. B. Öl, als auch Luft oder Gas in
Anwendung !kommen. Mit g1 bis g4 sind noch an sich bekannte Schutzringe an den Enden
der Zylinderwicklungen der Hochspannungswicklung bezeichnet, die aus Isolierstoff
mit metallisierter Oberfläche oder aus !Metall bestehen können. Die Flanschverstärkung
an den Isolierzylindern kann auf beliebige Weise erzielt werden, beispielsweise
dadurch, daß die Papierlagen der Isolierzylinder e1, e2 einzeln oder zu mehreren
unter Zwischenfügung von sektorförmigen Abstandstücken winkelförmig umgelegt werden.
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Um in Fällen, wo die Hochspannungswicklung die äußere Wicklung ist,
den Abstand zwischen ihr und demTransformatorgehäuse zu verringern, wird die Wicklungsisolation
auf der dem Transformatorgehäuse zugekehrten Mantelfläche mit einer geerdeten metallischen
Abschirmung versehen. Zu -dem Zweck kann beispielsweise der Isolierzylinder e2 in
Fig..z unterFreilassung,der den Jochen zugekehrten Fläche der Flansche mit Metall
oder einem Lack gespritzt bzw. mit Bändern oder einem Metallzylinder belegt sein.
Durch diesen Metallschirm wird erreicht, daß die Beanspruchung in den hochwertigen
festen Isolierstoff verlegt und der äußere Zwischenraum zwischen Wicklung und Gehäuse,
der mit Öl, Luft usw. gefüllt ist, entlastet wird. Es ist dann nur noch ein
Zwischenraum solcher Größe zwischen Wicklung und Gehäuse erforderlich, der den bequemen
Ein- undAusbau des Transformators ermöglicht. Zur Erzielung des gleichen Zwecks
kann auch ein besonderer Isolierzylinder mit einseitigem Metallüberzug verwendet
werden, der über die Wicklungsisolation aufgeschoben wird. Eine weitere besonders
einfache Möglichkeit ist in Fig.2 dargestellt. Hier sind die äußeren Papierlagen
des Isolierzylinders e2 nicht zur Bildung der Flanschverstärkung winkelförmig abgebogen,
sondern stehengelassen und mit -dem metallischen Schirmüberzug h versehen, dessen
axiale Länge größer ist als die Höhe des mit den verstärkten Flanschen versehenen
Isolierzylinders c2. Die axiale Verlängerung der Abschirmung über den Isolierzylinder
hinaus erhöht die günstige Schutzwirkung gegen die Entstehung von, Gleitentladungen.
Bei der Verwendung eines axial länger als die Wicklungsisolation bemessenen Schutzschirms
ist es vorteilhaft, daß die überragenden Enden des Metallschirms auf der der Wicklung
zugekehrten Seite mit Isolation bedeckt sind. _
Wenn es mit Rücksicht
auf die bauliche Durchbildung des Transformators notwendig ist, außerhalb der aus
den Isolierzylindern ei, e2 gebildeten Wicklungsisolation freie Zwischenräume zwischen
ihr und anderen Wicklungsteilen oder dem Transformatoreisenkern zu schaffen, so
kann in gleicher Weise eine gleichartige Abschirmung vorgesehen sein.
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Anstatt wie bei den Ausführungsbeispielen die Hochspannungswicklung
in zwei Zylinderwicklungen zu unterteilen, steht nichts im Wege, die von den mit
Spreizflanschen versehenen Isolierzylindern umgebenen Wicklungsteile b1, b2 noch
weiter zu unterteilen. Es ist ferner ohne weiteres möglich, .die Hochspannungswicklung
einteilig so zu wickeln, daß ein Kühlkanal c frei bleibt, der mit den Ein- und Austrittskanälen
cl, c2 zwischen den Spreizflanschen einen freien Küh1mitteldurchtritt bildet.