DE873279C - Transformator fuer hohe Spannung mit fester Isolation zwischen Ober- und Unterspannungswicklung - Google Patents

Description

• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Transformator für hohe Spannung mit fester Isolation zwischen Ober- und Ünterspannungswicklung, bei dem die Wicklungen an der festen Isolation ohne Zwischenraum anliegen und bei dem mindestens die Oberspannungswicklung mindestens mit eitlem über die Wicklungslänge sich erstreckenden Kühlkanal versehen ist, dadurch gekennzeichnet, da!1 die feste Isolation aus zwei zv_ lindrisch gewickelten Isolierrohren besteht, deren Ränd°r zu die Oberspannungswicklung übergreifenden, einander zugekehrtenFlanschen abgebogen sind. welche zwischen sich offene Ringspalte für den ungehinderten Ein- und Austritt des Kühlmittels bilden, und da.ß 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. ?. Transformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß .die Flanschverstärkung der Isolierzylinder durch Spreizung des Flanschwerkstoffs herbeigeführt ist. 3. Transformator nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungsisolation auf der dem Transformatorgefäß, andern Wicklungsteilen oder dem Transformatorkern zugekehrten Mantelfläche eine geerdete, metallische Abschirmung trägt. q.. Transformator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungsisolation auf ihrer Oberfläche metallisiert ist. 5. Transformator nach Anspruch 3 und d., dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge des Metallschirms größer ist als die Höhe der mit verstärkten Flanschen versehenen Isolierzylinder. 6. Transformator nach Anspruch 3 bis 5, gekennzeichnet durch einen besonderen Isolierzylinder mit einseitigem Metallüberzug, der über die Wicklungsisolation geschoben ist. 7. Transformator nach Anspruch 3 bis 5 mit Wicklungsisolation aus geschichtetem Papier, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Abschirmung die äußeren Papierlagen des Isolierzylinders nicht zur Bildung der Flanschverstärkung winkelförmig abgebogen, sondern stehengelassen und mit dem metallischen 1.Iberzug versehen sind.