DE906828C

DE906828C - Isolation arrangement for windings of high voltage transformers or chokes

Info

Publication number: DE906828C
Application number: DES4863D
Authority: DE
Inventors: Dr Richard Elsner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1942-04-08
Filing date: 1942-04-08
Publication date: 1954-03-18

Description

Isolationsanordnung für Wicklungen von Hochspannungstransformatoren oder -drosseln Die Wicklungsisolation von Hochspannungstransformatoren oder -drosseln, die völlig verschalt sind, wird am zweckmäßigsten aus Isolierstoffbahnen, z. B. Papierbahnen, hergestellt, die in fortlaufendem Zug übereinandergewickelt werden. Da Papierbahnen wirtschaftlich aber nur bis zu bestimmten Breiten herstellbar sind, müssen bei Wicklungen großer Länge mehrere Bahnen nebeneinanderliegend aufgewickelt werden. Um nun an den Stoßfugen dieser Bahnen einen der Durchschlagsspannung der Papierisolation entsprechenden ausreichenden Kriechweg gegen Erde bzw. gegen die Unterspannungswicklung zu schaffen, müssen die Stoßfugen der Papierbahnen von. Lage zu Lage in axialer Richtung versetzt werden (vgl. Fig. i und a). Das bedingt aber ungleiche Breiten der in den einzelnen Lagen übereinandergewickelten Papierbahnen, so daß man beim Wickeln im fortlaufenden Zug gezwungen ist, eine große Zahl von Papierbahnen verschiedener Breite gleichzeitig von einer entsprechend großen Zahl von Vorratstrommeln ablaufen zu lassen. Der hierfür erforderliche werkstattechnische Aufwand ist bei langen Wicklungen für sehr hohe Spannungen, die einen beträchtlichen Kriechweg an den Stoßfugen benötigen, infolge der dazu nötigen Vielzahl von Vorratstrommeln ein ganz außerordentlicher.Insulation arrangement for windings of high voltage transformers or chokes The winding insulation of high voltage transformers or chokes, which are completely boarded, is most expediently made of insulating material, z. B. Paper webs, produced, which are wound over one another in a continuous train. Since paper webs can only be produced economically up to certain widths, For windings of great length, several strips must be wound up side by side will. In order to now have one of the breakdown voltage at the butt joints of these webs Paper insulation has sufficient creepage distance to earth or to the To create low voltage winding, the butt joints of the paper webs have to be. location be shifted to position in the axial direction (see. Fig. i and a). But that requires unequal widths of the paper webs wound on top of each other in the individual layers, so that one is forced to use a large number of Paper webs of different widths at the same time from a correspondingly large number to drain from storage drums. The technical workshop required for this With long windings for very high voltages, the effort is considerable Need creepage distance at the butt joints, due to the large number of storage drums required for this a very extraordinary one.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wicklungsisolation zu schaffen, welche wohl die erforderliche Versetzung der Stoßfugen in axialer Richtung zuläßt, bei der aber die Zahl der gleichzeitig aufzuwickelnden Papierbahnen gegenüber dem bekannten Verfahren wesentlich verringert ist.The object of the invention is to create a winding insulation, which probably allows the necessary displacement of the butt joints in the axial direction, at but the number of paper webs to be wound up at the same time compared to the known Procedure is significantly reduced.

Erfindungsgemäß werden die Kanten derPapierbahnen an den Stoßfugen kurvenförmig, z. B. sinusförmig, zickzackförmig oder gezahnt zugeschnitten, und zwar so, daß die Kante jeder Bahn stets parallel zu der an der gleichen Stoßfuge anliegenden benachbarten Bahn verläuft. Je nachdem die Steigung der Bahnkurve mehr oder weniger steil gewählt wird, ergibt sich eine mehr oder weniger breite Überlappung der Stoßfugen. Bei Steigung der Bahnkurve in nur einer Richtung verläuft der Kriechweg ebenfalls nur in einer Richtung treppenförmig, während bei wechselnder Steigung der Bahnkurve der Kriechweg zickzackförmig verläuft.According to the invention, the edges of the paper webs are at the butt joints curved, e.g. B. sinusoidal, zigzag or toothed cut, and in such a way that the edge of each strip is always parallel to that of the same butt joint adjacent adjacent path runs. Depending on the slope of the trajectory more or is chosen to be less steep, there is a more or less wide overlap the butt joints. If the trajectory is inclined in only one direction, the creepage path runs also only in one direction step-shaped, while with changing incline the trajectory of the creepage distance is zigzag.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. In Fig. i ist eine Wicklungsisolation gezeigt, deren Stoßfugen nur in einer Richtung treppenartig versetzt sind, während Fig. 2 eine Isolationsanordnung veranschaulicht, bei der die Kriechwege an den Stoßfugen im Zickzack verlaufen; Fig. 3 zeigt den Zuschnitt der zum Aufbau der Isolation gemäß Fig. i benötigten Papierbahnen und Fig. 4. bzw. den Zuschnitt der Papierbahnen für die Anordnung nach Fig. 2.The invention will be explained in more detail with reference to the drawing. In Fig. I shows a winding insulation, the butt joints only in one direction are offset like a staircase, while Fig. 2 illustrates an insulation arrangement, in which the creepage distances at the butt joints run in a zigzag; Fig. 3 shows the Cutting of the paper webs required to build up the insulation according to FIG FIG. 4 or the cutting of the paper webs for the arrangement according to FIG. 2.

In der Fig.6 ist die Anordnung der Wicklung samt Schneidanordnung für den Zuschnitt der Papierbahnen in Seitenansicht und in Fig.7 in Draufsicht wiedergegeben. Mit i ist in den Fig. i und 2 die Wicklung angedeutet. 2 ist die aus einzelnen Isolierstoffbahnen, z. B. den drei Papierbahnen q., 5 und 6, durch fortlaufendes Aufwickeln hergestellte mehrlagige Isolation. 7 bezeichnet die Stoßfugen zwischen den Papierbahnen. Das treppenförmige Ansteigen der Fugen in Fig. i ergibt sich dadurch, daß die Papierbahnkanten gemäß Fig. 3 zugeschnitten sind.The arrangement of the winding including the cutting arrangement is shown in FIG for the cutting of the paper webs in side view and in Fig. 7 in plan view. The winding is indicated by i in FIGS. 2 is the one made of individual insulation strips, z. B. the three paper webs q., 5 and 6, produced by continuous winding multilayer insulation. 7 indicates the butt joints between the paper webs. That stepped rise of the joints in Fig. i results from the fact that the paper web edges 3 are cut according to FIG.

Zur Isolation können entsprechend vorbereitete Papierbahnen benutzt werden, wobei im Ausführungsbeispiel der Fig. i die beiden äußeren Bahnen q. und 6 trapezförmig sind und die mittlere Bahn 5 Rautenform besitzt. Zweckmäßig ist es, den Zuschnitt der Bahn erst während des Wickelns, insbesondere kurz vor dem Auflaufen der Papierbahnen auf die Wicklung mit Hilfe entsprechender Schneidorgane, z. B. der Schneidmesser oder Schneidscheiben 8, (vgl. Fig. 6 und 7), vorzunehmen. Die Papierbahnen müssen in diesem Fall, wie aus der Fig.7 ersichtlich ist, an den Stoßfugen entsprechend weit, nämlich um die gesamte Stoßfugentreppenhöhe h (s. Fig. i), sich gegenseitig überlappen. Die Schneidscheiben werden unter Wahrung des jeweiligen Schneidwinkels vor der Wicklung i, die auf der Wickeltrommel 2o sitzt, angeordnet. Sie können vom Antrieb der Wickeltrommel aus, der in der Zeichnung nicht weiter dargestellt ist, beispielsweise über die biegsame Welle 9, über ein Zahnradpaar, beispielsweise Schraubenräderpaar io, und über die die einzelnen Schneidscheiben 8 tragende Welle 12 angetrieben werden, die selbst über ein Zahnräderpaar i i miteinander verbindbar sind. Wenn die Papierbahnen den in Fig.3 gezeigten Schnitt erhalten sollen, dann ist die Welle z2 nach entsprechender Einstellung des Schneidwinkels in der Achsrichtung beispielsweise durch einen Spindelantrieb od. dgl. verschiebbar anzuordnen, und zwar um die Höhe der Stoßfugentreppe. Soll dagegen eine Isolation gemäß Fig. 2 hergestellt werden, die im Zickzack versetzte Stoßfugen dadurch erhält, daß gemäß Fig. q. die an den Stoßfugen überlappten Papierbänder beispielsweise sinusförmig zugeschnitten sind, dann muß man die Welle der Schneidscheiben auch noch in der Horizontalen verschwenkbar machen, so daß sie nach Erreichung der höchsten Steigung in die neue Schnittrichtung umlenkbar ist. Dieses Verschwenken der Schneidscheibenwelle 12 geschieht am besten gleichfalls vom Antrieb der Wickeltrommel aus, und zwar zweckmäßig über einen vom Wickeltrommelantrieb aus gesteuerten \ ockentrieb 13, der ein an der Schneidscheibenwelle angreifendes Schubgestänge 14 betätigt. Das Zerschneiden der Papierbahnen kann selbstverständlich auch auf jede andere beliebige Art erfolgen. Wesentlich ist dabei nur, daß die Verschiebung der Schneidorgane stets so erfolgt, daß die Papierbahnkanten an den Stoßfugen die gewünschte Form erhalten.Appropriately prepared paper webs can be used for insulation, the two outer webs q. and 6 are trapezoidal and the middle panel 5 has a diamond shape. It is useful to cut the web only during winding, in particular shortly before the paper webs run onto the winding with the help of appropriate cutting elements, e.g. B. the cutting knife or cutting disks 8, (see. Fig. 6 and 7) to make. In this case, as can be seen from FIG. 7, the paper webs must overlap each other to a corresponding extent at the butt joints, namely by the entire butt joint staircase height h (see FIG. I). The cutting disks are arranged in front of the winding i, which sits on the winding drum 2o, while maintaining the respective cutting angle. You can from the drive of the winding drum, which is not shown in the drawing, for example via the flexible shaft 9, a pair of gears, such as helical gear pair io, and the shaft 12 carrying the individual cutting disks 8, which itself is driven via a pair of gears ii are connectable to each other. If the paper webs are to receive the section shown in FIG. 3, then the shaft z2 is to be arranged displaceably in the axial direction, for example by a spindle drive or the like, after the appropriate setting of the cutting angle, namely by the height of the butt joint staircase. If, on the other hand, an insulation according to FIG. 2 is to be produced, the zigzag butt joints obtained in that according to FIG. Q. If the paper tapes overlapping at the butt joints are, for example, cut sinusoidally, then the shaft of the cutting disks must also be made pivotable in the horizontal so that it can be deflected into the new cutting direction after the highest incline has been reached. This pivoting of the cutting disk shaft 12 is best also done from the drive of the winding drum, suitably via a block drive 13 controlled by the winding drum drive, which actuates a push rod 14 engaging the cutting disk shaft. The paper webs can of course also be cut up in any other desired manner. It is only essential that the cutting elements are always shifted in such a way that the edges of the paper web are given the desired shape at the butt joints.

Der sich beim Schneidvorgang ergebende Papierbahnabfall, beispielsweise die Streifen 4.o, 5o, 6o gemäß Fig.7, werden von Hand oder mit Hilfe irrer ,diese Streifen aufspulenden Einrichtung, beispielsweise den Rollen 15 und 16, abgenommen. So werden im Ausführungsbeispiel der Fig. 7 die Abfälle 5o der Bahn 5 nach oben abgenommen und auf die Rolle 15 aufgespult. Die Abfälle 4.o und 6o der beiden Bahnen dagegen werden nach unten abgenommen und auf der Rolle 16 aufgewickelt.The paper web waste resulting from the cutting process, for example the strips 4.o, 5o, 6o according to FIG. 7, by hand or with the help of err, these Strip winding device, for example the rollers 15 and 16, removed. Thus, in the embodiment of FIG. 7, the waste 5o of the web 5 is upwards removed and wound onto roll 15. The waste 4.o and 6o of the two tracks on the other hand, they are removed downwards and wound onto the roll 16.

Die Erfindung ist nicht auf vorstehend beschriebene Beispiele allein begrenzt, sondern sie läßt sich vielmehr sowohl hinsichtlich der Ineinanderschachtelung der Stoßfugenüberlappungen als auch hinsichtlich der Erzeugung der entsprechend zugeschnittenen Papierbahnen in mannigfacher Weise anwenden.The invention is not limited to the examples described above alone limited, but it can rather be both with regard to the nesting the butt joint overlaps as well as with regard to the generation of the corresponding use cut paper webs in a variety of ways.

Der Hauptvorteil der Erfindung beruht darin, daß nunmehr auf bequeme Art Isolationen mit gegeneinander versetzten Stoßfugen in fortlaufendem Arbeitsgang bis zu beliebigen Stärken herstellbar sind. Gegenüber den bisherigen Isolationen mit gleichfalls versetzten und überlappten Stoßfugen ist die Herstellung der neuen Isolation weit einfacher und vor allem viel rascher durchführbar. Die erfindungsgemäße Isolation ist daher äußerst billig. Wichtig ist noch, daß die Isolationen dieser Art sich bis zu beliebigen Längen erzeugen lassen, da lediglich entsprechend viel Papierbahnen nebenein--- ander anzuordnen sind.The main advantage of the invention resides in the fact that insulation with mutually offset butt joints can now be produced in a continuous operation up to any desired thickness in a convenient manner. Compared to the previous insulation with equally offset and overlapping butt joints, the production of the new insulation is far simpler and, above all, can be carried out much more quickly. The insulation according to the invention is therefore extremely cheap. Also important is that the insulation of this kind can be produced to any length, as only a corresponding amount of paper sheets next to each - are on the other to arrange.

Claims

PATEN TANSPRICliE: r. Insulation arrangement for windings of high-voltage transformers or chokes with solid insulation completely surrounding the winding, characterized in that the insulating cladding, in the manner known for hard paper wraps, consists of several adjacent strips of insulating material separated by butt joints, which are wound together in continuous tension on top of each other and their edges at the butt joints in this way are curved so that the web edges of adjacent webs run parallel to each other.

2. Isolation arrangement according to claim i, characterized in that the web edge curve with such Incline is executed that the after winding the webs at the butt joints resulting leakage path is electrically equivalent to the breakdown voltage of the insulation layer thickness will.

3. Isolation arrangement according to claim i and 2, characterized in that the track edge curve is designed with such a slope that the track piece the winding at least twice between the smallest and largest bandwidth wraps around. q .. Method for producing an insulation arrangement according to claim i to 3, characterized in that overlapping paper webs during winding be cut to the winding with the help of cutting elements that are placed above the overlapped part of the web according to the desired curve slope of the web edges are inevitably carried out, with the waste that cannot be wound up being severed Lanes by means of collecting devices, e.g. B. roles, is removed. 5. Device for carrying out the method according to claim 3, characterized in that the the cutting elements generating the curve shape and, if necessary, the winding device for the web waste can be controlled from the drive of the winding drum.