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Mehrkernstromwandler Die Erfindung bezieht sich auf den Isolationsaufbau
und die Kernanordnung für Mehrkernstromwandler hoher Spannung, insbesondere Stützerwandler.
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Bei den bekannten Stromwandlern sind die von der Primärwicklung erregten
und die Sekundärwicklung tragenden Kerne, soweit es sich um Mehrkernstromwandler
handelt, in einem besonderen Isolierkörper untergebracht. Bestimmend für die Kernanordnung
und die Abmessungen ist die kritische Stelle zwischen dem durch die Stromzu-und
Stromableitung der Hochspannungswicklung gebildeten Zwickel und der seitlichen Jochabschirmung.
Um eine ausreichende Sicherheit zu gewährleisten, waren bisher verhältnismäßig große
Abmessungen des Kernfensters, verbunden mit reichlicher Isolation, erforderlich.
Die Meßkerne wurden nebeneinander angeordnet und wiesen aus Platzmangel mitunter
unterschiedlichen Querschnitt auf und somit ungleiche mittlere Eisenweglängen. Der
die Meßkerne vormagnetisierende Hilfskern wurde neben den Meßkernen angeordnet.
Da der Hilfskern hoch gesättigt ist, werden bei dieser Anordnung die Meßkerne von
ihm beeinflußt, und eine genaue Klassenabgleichung des Meßkernes ist nur unter großem
Aufwand bzw. mit großen konstruktiven Abmessungen möglich. Es ist bei dieser Anordnung
bei Verwendung von beispielsweise
drei Meßkernen und- der hochspannungsmäßig
kleinstmöglichsten Auslegung des Wandlers nicht möglich, zwei Kerne für, die Klassen
o,2 oder o,5 abzugleichen.
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Es ist ferner bekannt, die Meßkerne geteilt auszuführen und die Vormagnetisierungswicklung
so zu schalten, -daß die durch sie erzeugten zusätzlichen Flüsse in. den Meßkernen
sich, bezogen auf die Primär- und Sekundärwicklung, aufheben.
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Die oben angeführten Nachteile werden bei einem Mehrkernstromwandler,
insbesondere Stützerstromwandler, mit zweischenkeligen Meßkernen, die mit metallischer
Abschirmung und mit -einer von einem gemeinsamen Hilfskern erregten Vormagnetisierungswicklungversehen
sind, erfindungsgemäß dadurch behoben, daß die metallische Abschirmung der Kerne
im Längsschnitt Trapezfozm aufweist, derart, daß sie über das Kernfenster hinausragt
und die Joche mit überdeckt, und daß die im Einflußbereich des durch die Stromzu-
und Stromableitung der Hochspannungswicklung gebildeten Zwickels liegenden Isolationsteile
winklig hochgezogen sind.
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Damit ist erreicht, daß die Abmessungen des Kernfensters bis auf die
allein für die Durchschlagsfestigkeit erforderliche Isolationsstärke verringert
werden können. -Eine weitere Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes besteht darin,
daß- unter vorteilhafter Ausnutzung des durch die erfindungsgemäß. vorgesehene Abschirmung
der Kerne und der Isolationsanordnung im Einflußbereich des durch die Stromzu- und
Stromableitung gebildeten Zwickels erreichten Vorteiles der Hilfskern im Kernfenster
untergebracht ist. Obwohl die Anordnung des Hilfskernes im Kernfenster die Verkleinerung-
des Kernfensters der Meßkerne nicht bis auf das an sich mögliche Maß zuläßt, wird
trotzdem noch eine Verkleinerung der Gesamtanordnung erreicht. Der wesentliche Vorteil
der Anordnung des Hilfskernes im Fenster besteht jedoch noch darin, daß der Hilfskern
einen kürzeren Eisenweg als die Meßkerne aufweist. Ein Übertreten von Kraftlinien
aus dem stärker gesättigten Hilfskern in die Meßkerne ist damit weitestgehend vermieden.
Die Meßkerne können dadurch ohne Bedenken mit gleichemQueTrschnitt und demzufolge
auch mit gleichen mittleren Eisenweglängen ausgeführt werden.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist erreicht, daß unter Beibehaltung.
eines genügend großen. Abstandes zwischen dem Zwickel der Hochspannungswicklung
und dem Joch bzw. der metallisierten Abschirmung die Kerne in ihren Abmessungen
wesentlich kleiner gehalten werden können und darüber hinaus der Hilfskern im Innern
des Kernfensters angeordnet werden kann.
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Die Meßkerne werden in an sich bekannter Weise geteilt ausgeführt.
Dabei ist der Hilfskern vorteilhaft symmetrisch zur Trennfuge des mittleren Meßkernes
angeordnet. Die Breitseite des Hilfskernes ist dabei nicht breiter gewählt als die
Breitseite des Meßkernes. Dies hat den Vorteil, daß bei einer etwaigen noch schwach
auftretenden Beeinflussung des über -dem Hilfskern -liegenden Meßkernes sich diese
gleichmäßig auf beide Hälften des Meßkernes verteilt. Dieser Kern kann dann für
eine mindere Klassengenauigkeit abgeglichen werden, während die anderen ohne weiteres
für die höchstenKlassen-.genauigkeiten geeignet sind.
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Um die Meßkerne möglichst nahe nebeneinander anordnen zu können, wird
die Schaltung der Vormagnetisierungswicklung derart ausgeführt, daß in den nebeneinanderliegenden
Kernhälften zweier Meßkerne die Vormagnetisierungsflußrichtungen die.gleichen sind.
Die Fluß.richtungen in den Kernhälften eines Kernes sind entgegengesetzt gerichtet,
so daß sie sich, bezogen auf die Primär- und Sekundärwicklung, aufheben. Damit ist
erreicht, daß auch bei nahe nebeneinander angeordneten Meßkernen keine oder nur
eine ganz geringe Beeinflussung untereinander auftritt.
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An Hand der Zeichnung wird an einem Ausführungsbeispiel die Erfindung
näher erläutert. Abb. i zeigt den Isolationsaufbau des Stromwandlers, Abb.2 die
Kernanordnung mit der Schaltung der V ormagnetisierungswicklung.
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In der Abb. i sind mit i die nebeneinanderliegenden Meßkerne mit dem
erfindungsgemäß erreichten kleinen -Kernfenster 2- bezeichnet, in dem noch der Hilfskern
14 angeordnet ist. Die Kerne i tragen die Unterspannungswicklungen 3 und die Oberspannungswicklung
4, die durch die metallisierte. Abschirmung 5 und die Isolationsteile 6, 7 und 8
voneinander getrennt sind. Die Hochspannungswicklung 4 ist mit einem Isolationsauftrag
9 versehen. Um zwischen dem Zwickel io, der Hochspannungswicklung 4 und der seitlichen
Jochabschirmung ii einen genügend .großen Abstand bzw. Sicherheit zu erhalten, wird
die metallisierte Abschirmung 5, die als Rohr auf die Kerne r aufgeschoben ist,
derart ausgebildet, daß die Joche von ihr mit überdeckt werden, und die Isolationsteile
7 und 8 werden nach oben keilförmig, durch die Winkel 12 angedeutet, auseinander
gezogen. Im Kernfenster 2 sind die Ober- und Unterspannungswicklung 4 und 3, die
metallisierte Abschirmung 5 und die für die verlangte Spannungsfestigkeit erfor.derlichen
Isolationslagen 6, 7, 8 und 13 sowie der Hilfskern, dessen Wicklung der Übersichtlichkeit
halber nicht gezeichnet ist, angeordnet. Die ganze Anordnung ist in einem Porzellangefäß
eines Stützerwandlers untergebracht.
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Die Abb. 2 zeigt eine Kernanordnung mit beispielsweise drei nebeneinander
angeordneten geteilten Meßkernen i mit gleichem Querschnitt und den im Fenster der
Meßkerne untergebrachten Hilfskern 14. Um- die Meßkerne i sind die einzelnen Meßwicklungen
(Sekundärwicklung) 16, 17 und 18 angeordnet. Die Primärwicklung 4 umfaßt die Meßkerne
i mit den Wicklungen 16, 17 und 18 und auch den Hilfskern 14 mit der Wicklung r9.
Der Hilfskern ist symmetrisch zur Trennfuge,2i des mittleren Meßkernes angeordnet.
Die Vormagnetisierungswicklung 2o ist, - wie aus der Abh. 2 ersichtlich,- so gestaltet,
daß die Meßkernhälften
eine den eingezeichneten Pfeilen entsprechende
VormagnetisieTungsflußrichtung erhalten.