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Doppelpolig an Hochspannung anschließbare Transformatoren, insbesondere
Trockenspannungswandler Doppelpolig an Hochspannung anschließbare Transformatoren,
insbesondere Trockenspannungswandler, sind bereits in verschiedenen Bauarten bekannt.
Bei einer dieser Bauarten besteht die Hochspannungswicklung aus zwei in axialer
Richtung nebeneinanderliegenden Teilspulen, die auf einen Spulenkasten mit drei
Flanschen aufgewickelt sind, der von einem weiteren Isolierkörper in Form eines
Zylinders mantelförmig umgeben ist. Nachteilig ist bei diesem bekannten Transformator,
daß der zwischen den Spulen und dem sie umgebenden Isolierkörper befindliche Raum
mit Vergußmasse ausgefüllt werden muß. Es ist zwar schon bekannt, diesen Nachteil
dadurch zu vermeiden, daß man den den Spulenkasten umgebenden Isolierkörper auf
sämtlichen Stirnflächen der drei Spulenkastenflansche aufliegen läßt und die Stoßflächen
durch Schleifen derart fein aufeinanderpaßt, daß die elektrische Festigkeit der
Fugen in der Größenordnung des nicht gefugten Werkstoffes liegt. Die Herstellung
solcher feinen Fugen bereitet aber insbesondere dann, wenn mehrere Fugen zwischen
zwei miteinander dielektrisch zu verlötenden Isolierkörpern benötigt werden, große
Schwierigkeiten und einen erheblichen Arbeitsaufwand. Denselben Nachteil hat ein
anderer bekannter, doppelpolig an Hochspannung anschließbarer Spannungswandler,
der einen spulenförmigen Isolierkörper
mit zwei Flanschen für die
Hochspannungswicklung und eine Überwurfhülse aus Isolierstoff aufweist; hier müssen
an den Rändern (an den Seitenflächen) der beiden Flansche und an entsprechenden
Stellen der 1=Tberwurfhülse kegelförmige Stoßflächen für den Edelschliff vorgesehen
werden. Allen diesen Bauarten mit sehr feinen Fugen ist im übrigen der Nachteil
gemeinsam, daß ihre Betriebssicherheit von der nur schwer zu überwachenden Güte
der Schliffflächen, d. h. von der Zuverlässigkeit des mit ihrer Herstellung betrauten
Personals und der dielektrischen Abdichtung der 'Fugen, abhängig ist.
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F"s':.Sind- auch schon doppelpolig an Hochspannung, ;ansc@ließbare
Trockenspannungswandler mit einem oder, mehreren fugenlosen Isolierkörpern bekanntgeworden.
Bei der einen von diesen Bauarten ist die Oberspannungswicklung in einem einteiligen,
nach Art einer Garnrolle ausgebildeten Spulenkasten aus Isolierwerkstoff derart
lagenweise untergebracht, daß die Endwindungen jeder Lage sich dicht an die Flansche
des Spulenkastens anlegen; das Ende der innersten Wicklungslage wird durch den einen
Flansch des Spulenkastens und einen mit ihm zusammenhängenden Durchführungsisolator
herausgeführt; um dieses an sich einseitig auszuschließende Wandlersystem doppelpolig
an Hochspannung anschließen zu können, ohne den Eisenkern auf Hochspannungspotential
legen oder isoliert aufstellen zu müssen, werden die leitend gemachten äußersten
Flächen der Spulenkastenflansche dadurch unabhängig vom Potential des Eisenkernes
gemacht, daß sie von der leitenden, auf Kernpotential liegenden Innenfläche des
Spulenkastenrohres durch gegebenenfalls mit Rippen oder Schirmen versehene Isolierstrecken
getrennt sind. Die Isolierstrecken können in Fortsetzung des Spulenkastenrohres
beiderseitig angesetzt und gegebenenfalls scheibenförmig zwischen dem Eisenkern
und den Flanschflächen angeordnet sein. Diese Wandlerbauart verwendet zwar einen
einteiligen, also fugenlosen Isolierkörper, benötigt aber wegen der erforderlichen
Isolierstrecken zwischen dem Eisenkern und den Flanschflächen sowie wegen des erforderlichen
Abstandes zwischen dem Eisenkern und der äußersten Wicklungslage der Oberspannungswicklung
einen großen Eisenkern. Auch ist die Bauhöhe eines solchen Spannungswandlers verhältnismäßig
groß. Diese Nachteile sind bei einem ebenfalls bekannten Trockenspannungswandler
mit nach Art einer Garnrolle ausgebildetem Spulenkasten dadurch vermieden, daß das
Spulenkastenrohr auf der einen Seite geschlossen ist, auf der gegenüberliegenden
Seite in einen Stützisolator ausläuft und in seinem Innern einen die Niederspannungswicklung
tragenden stabförmigen Eisenkern aufnimmt. Da hier nicht nur die innerste, sondern
auch die äußerste Wicklungslage der Oberspannungswicklung gegenüber dem zweckmäßig
geerdeten Eisenkern isoliert ist, kann dieser Transformator doppelpolig an Hochspannung
angeschlossen werden, wobei im Bedarfsfall das Ende der äußersten Wicklungslage
der Oberspannungswicklung durch einen zweiten mit dem Spulenhasten zusammenhängenden
Durchführungsisolator herausgeführt werden kann. Nachteilig ist bei diesem Hochspannungstransformator
jedoch, daß der Eisenweg nicht geschlossen werden kann. Schließlich ist auch noch
ein Hochspannungstransformator, insbesondere Trockenspannungswandler, bekannt, bei
dem der Eisenkern mit der Mitte der Oberspannungswicklung leitend verbunden ist
und die Niederspannungswicklung gegenüber dem die Oberspannungsw icklung auf zwei
einteiligen, nach Art einer Garnrolle ausgebildeten Spulenkasten mit je einen Durchführungsisolator
tragenden Eisenkern durch einen zweckmäßig gleichzeitig als Stützer für den Eisenkern
dienenden Querlochtopfisolierkörper isoliert ist. Nachteilig ist bei dieser Bauart
jedoch, daß außer dem Querlochtopfisolierkörper noch zwei Spulenkästen für die Oberspannungswicklung
benötigt werden, daß der Eisenkern nicht geerdet werden kann, sondern sich auf einem
mittleren Hochspannungspotential befindet, und daß die Bauhöhe des Wandlers verhältnismäßig
hoch wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen doppelpolig an Hochspannung anschließbaren
Transformator, insbesondere Trockenspannungswandler, zu schaffen, der die geschilderten
Nachteile nicht aufweist, also nur einen einzigen einteiligen, fugenlosen Isolierkörper
benötigt, einen geschlossenen an Erdpotential anschließbaren Eisenkern besitzt und
eine nur geringe Bauhöhe hat. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst,
daß die Oberspannungswicklung gegenüber dem Eisenkern und der auf ihm befindlichen
Niederspannungswicklung durch einen einteiligen Querloc'hisolierkörper, vorzugsweise
Querlochtopfisolierkörper, isoliert ist, dessen Querdurchgang von dem die \Tiederspannungswicklung
tragenden Eisenkernschenkel durchsetzt und von einem die Oberspannungswicklung tragenden
Spulenkörper umgeben ist, und daß das eine Ende der Oberspannungswicklung durch
den rohrförmigen Teil des Querlochkörpers, das andere Ende durch einen mit dem Querlochkörper
aus einem Stück bestehenden Durchführungsisolator herausgeführt ist. Zweckmäßig
ist der Spulenkörper zum Aufwickeln der Oberspannungswicklung um den Querdurchgang
drehbar und mit einer gegebenenfalls annehmbaren Endscheibe versehen, die als Seilscheibe
oder Zahnrad zum Antrieb des Spulenkörpers während des Aufwickelns ausgebildet ist.
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In den Abb. i und 2 ist in zwei verschiedenen Schnitten ein Ausführungsbeispiel
für einen Hochspannungstransformator, insbesondere Spannungswandler, gemäß der Erfindung
schematisch dargestellt. Mit i i ist ein einteiliger Querlochtopfisolierkörper bezeichnet,
dessen Querdurchgang 12 von dem die Niederspannungswicklung 13 tragenden Schenkel
des Eisenkernes 1d. durchsetzt ist. Der Eisenkern wird zweckmäßig an Erdpotential
angeschlossen. Statt eines einfenstrigen Kernes kann man auch einen Mantelkern verwenden,
der dann
waagerecht angeordnet wird und dessen mittlerer Schenkel
in der bei Querlochstromwandlern üblichen Art und Weise innerhalb des Querdurchganges
liegt. Der Querlochisolierkörper i i weist einen mit ihm aus einem Stück bestehenden
Durchführungsisolator 15 auf, der zum Herausführen des einen Endes 16 der Oberspannungswicklung
17
dient. Das andere Ende 18 der Oberspannungswicklung wird oben durch den
rohrförmigen Teil 19 des Querlochkörpers i i herausgeführt. Die Oberspannungswicklung
17 ist lagenweise auf einen beispielsweise aus einem Isolierzylinder 2o bestehenden
Spulenkörper aufgewickelt. Der Spulenkörper weist einen Längsschlitz auf, damit
er aufgebogen um den Querdurchgang 12 'herumgelegt werden kann. Auf das eine Ende
des Spulenkörpers 20 wird eine aus zwei Teilen bestehende Endscheibe aufgesetzt,
die, wie in Abb. i dargestellt ist, als Seilscheibe oder auch als Zahnrad ausgebildet
ist und zum Antrieb des Spulenkörpers während des Aufwickelns der Oberspannungswicklung
17 dient. Um Schwierigkeiten beim schnellen Umlaufen des Spulenkörpers 2'o während
des Wickelns der Oberspannungswicklung zu vermeiden, kann man gegebenenfalls um
den Querdurchgang zwei je aus zwei Teilen bestehende Gleit- oder Kugellager anordnen,
auf die der Spulenkörper 20 gelegt wird und die man nach dem Wickeln auch wieder
herausnehmen kann. Die Öffnung des rohrförmigen Teiles des Querlochisoliertopfes
i i ist groß genug, um die Vornahme dieser Arbeiten zu ermöglichen. Nötigenfalls
muß der Spulenkörper 2o entsprechend kürzer, als in der Abb. i dargestellt, gemacht
werden. Um die Kriechwege zwischen den einzelnen Lagen der Oberspannungswicklung
zu verlängern und auf diese Weise Überschläge von der äußersten Lage nach der innersten
Lage mit Sicherheit zu vermeiden, kann man, wie in der Abb. i angedeutet ist, die
isolierenden Zwischenschichten zwischen den einzelnen Windungslagen der Oberspannungswicklung
17 entsprechend weit über die Stirnseiten der Wicklung hinausragen lassen. Man kann
aber auch im Interesse einer axialen Verkürzung der Oberspannungswicklung die überstehenden
Ränder der isolierenden Zwischenschichten in an sich bekannter Weise einreißen oder
einschneiden und die dadurch entstehenden Fahnen umklappen. In beiden Fällen empfiehlt
sich die Verwendung einer beispielsweise aus Kieselgur oder aus Titandioxyd vermischt
mit Vaseline bestehenden Füllmasse zur Ausfüllung der zwischen den einzelnen Windungen
und den isolierenden Zwischenschichten befindlichen Zwischenräume; die Füllmasse
wird laufend während des `'Wickelns der einzelnen Lagen in an sich bekannter Weise
aufgestrichen. Es ist auch möglich, an beiden Enden des Isolierzylinders 2o mehrere
aus je zwei Teilen bestehende Endscheiben derart aufzusetzen, daß die Teilungsfugen
der auseinanderliegenden Endscheiben gegeneinander versetzt sind. Dann kann man
die Endwindungen der einzelnen Lagen der Oberspannungswicklung bis dicht an die
Endscheiben (Endflansche) wie bei den bekannten Garnrollenspulenkörpern heranwickeln,
so daß sich eine Potentialsteuerung der Endscheiben ergibt. Der Querdurchgang 12
ist auf seiner Außenseite mit einem in den Abbildungen gestrichelt angedeuteten
leitenden Belag 22 versehen, der mit dem Ende 16 der innersten Wicklungslage der
Oberspannungswicklung 17 leitend verbunden ist. Innen ist der Querdurchgang 12 ebenfalls
mit einem leitenden Belag 23 versehen, der sich, wie die Abbildungen erkennen lassen,
bis zu der untersten Rippe des rohrförmigen Teiles i9 und der untersten Rippe des
Durchführungsisolators 15 erstreckt und mit dem Eisenkern 14. leitend verbunden
ist. Ein metallener Deckel 24, der die Anschlußklemme für das Ende 18 der Oberspannungswicklung
17 trägt, verschließt die Öffnung des Querlochkörpers ii.
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Es ist auch möglich, für die Oberspannungswicklung einen nach Art
einer Garnrolle ausgebildeten Spulenkörper zu verwenden, der ebenso wie der Querlochkörper
i i aus Porzellan besteht. Entweder muß dieser Spulenkörper aus zwei Teilen zusammengesetzt
werden, die nach dem Einsetzen in den Querlochkörper i i miteinander verbunden werden,
oder man verwendet einen einteiligen Garnrollenspulenkörper und formt den QuerlochkÖrper
nachträglich um diesen Spulenkörper herum; dabei muß dafür gesorgt werden, daß der
Spulenkörper um den Querdurchgang gedreht werden kann. Das Brennen der beiden fertig
geformten Porzellankörper kann dann gemeinsam erfolgen. Der eine Flansch des Garnrollenspulenkörpers
wird zweckmäßig so ausgebildet, daß er als Seilscheibe zum Antrieb des Spulenkörpers
während des Wickelns der Oberspannungswicklung dienen kann. Der Anfang der innersten
Wicklungslage der Oberspannungswicklung wird durch eine auch bei den bekannten Garnrollenspulenkörpern
übliche Bohrung in dem einen Endflansch herausgeführt.
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Bei Verwendung eines Mantelkernes kann man statt eines Querlochisolierkörpers
gegebenenfalls auch einen Querlochdurchführungsisolator benutzen. Diese Ausführungsform
eignet sich nicht für eine Aufstellung am Boden, sondern für eine Aufhängung an
dem Mantelkern, wobei der Durchführungsisolator 15 nach unten gerichtet ist.