Hochspannungstransformator mit allseitig in festes Isoliermaterial
eingepackter, flüssigkeitsgekühlter Hochspannungswicklung Bei Transformatoren und
Drosselspulen für hohe und höchste Spannungen schalt man vielfach die Hochspannungswicklung
mit festem Isoliermaterial vollständig, d. h. allseitig ein. Bei derartigen Wicklungen
macht einerseits die Wicklungskühlung Schwierigkeiten, da die Streukanäle zwischen
Hoch-und Niederspannungswicklung vollständig mit festem Isoliermaterial ausgefüllt
sind und die Wicklungsisolation wie ein homogenes Gebilde wirkt. Andererseits ist
das Aufrechterhalten einer ständigen Wicklungspressung bei im Betrieb sich einstellendem
Wicklungsschwund nicht mehr gesichert, da die Wicklungsisolation in der Längsrichtung
nicht nachgibt. Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile in einfacher Weise
zu beseitigen und eine Wicklung zu schaffen, die sowohl eine bequeme Kühlmittelführung
im Wicklungsverband als auch eine dauernde Wicklungspressung bei vollständig mit
Isoliermaterial eingepackten Wicklungen gewährleistet.High voltage transformer with solid insulating material on all sides
packed, liquid-cooled high-voltage winding For transformers and
Choke coils for high and extremely high voltages are often used in the high-voltage winding
with solid insulating material completely, d. H. on all sides. With such windings
makes the winding cooling difficulties on the one hand, since the stray channels between
High and low voltage windings completely filled with solid insulating material
and the winding insulation acts like a homogeneous structure. On the other hand is
the maintenance of a constant winding pressure during operation
Winding shrinkage is no longer secured because the winding insulation is in the longitudinal direction
does not give in. The object of the invention is to overcome these disadvantages in a simple manner
to eliminate and to create a winding that has both a convenient coolant flow
in the winding bond as well as a permanent winding compression when completely with
Insulating material packed windings guaranteed.
Erfindungsgemäß ist die auf der Wicklungsseite mit dem niedrigsten
Potential gegen Erde liegende Isolierverschalungsseite von im Querschnitt U-förmigen
Kappenringen gebildet. Deren Flansche greifen dabei mit dem festen Isoliermaterial
der Wicklungsisolationsaußen- und -innenzylinder unter Belassung von Kanälen kammartig
ineinander, so
daß einerseits das Kühlmittel über die hierbei freigelassenen
Kanäle in die Wicklung ein- bzw. aus dieser austreten kann und andererseits die
Kappenringisolation unter dem Druck der Wicklungspresse dem Schwund der Wicklung
zu folgen vermag.According to the invention, the one on the winding side with the lowest
The insulation cladding side with potential to earth is U-shaped in cross-section
Cap rings formed. Their flanges grip the solid insulating material
the winding insulation outer and inner cylinder, leaving channels in a comb-like manner
into each other, so
that on the one hand the coolant over the released here
Channels in the winding or can exit from it and on the other hand the
Cap ring insulation under the pressure of the winding press the shrinkage of the winding
able to follow.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes.
Mit i ist der Eisenkern angedeutet, dem benachbart die auf den beiden Stirnseiten
mit Strahlungsringen 2 bzw. 3 versehene Niederspannungswicklung 4 liegt, die von
einer Isolierverschalung allseitig fest umschlossen ist. Die Hochspannungswicklung
besteht im Ausführungsbeispiel aus mehreren Einzellagen 6, 7; 8 und g. Auf den Stirnseiten
dieser Wicklung sind die Strahlungsringe i i und 12 angeordnet. Der Strahlungsring
ii besteht im dargestellten Beispiel aus Vollmaterial. Er kann jedoch ebensogut
auch hohl ausgeführt sein. Die Isolierverschalung 13 der Hochspannungswicklung ist
auf der Seite des Strahlungsringes i i, der am Wicklungsanfang liegt, entsprechend
den dort auftretenden höchsten Spannungsbeanspruchungen stark isoliert. Auf der
Seite des Strahlungsringes 12 dagegen, der mit dem an Erde bzw. bei einem Drehstromsystem
an den isolierten Nullpunktleiter angeschlossen ist, ist die Stirnisolation dementsprechend
schwächer bemessen. Die Isolation der Hoch- und Niederspannungswicklung liegen in
dem zwischen den beiden Wicklungen befindlichen Streukanal dicht aufeinander, so
daß der Streukanal vollständig mit festem Isoliermaterial ausgefüllt ist. In der
Nähe des Strahlungsringes 12 ist die Isolierverschalung aufgelockert, d. h., sie
ist an dieser Stelle nicht aus homogenem, festem Material hergestellt, sondern an
dieser Stelle wechseln festes Isoliermaterial mit flüssigem Isoliermaterial ab.
Zu diesem Zweck ist die dem Strahlungsring 12 benachbarte Isolation von einem oder
mehreren im Querschnitt U-förmigen Kappenringen 14 gebildet. Diese greifen mit ihren
in der Wicklungsachse verlaufenden Schenkelstücken 15 in Ringnuten 16, die in den
Stirnen der äußeren und inneren Isolierzylinder,der Isolierverschalung 13 angebracht
sind, ein. Sie bilden mit diesen zusammen ein kammartiges Gebilde, das zwischen
den ineinandergreifenden Teilen Kanäle 17 frei läßt. Durch diese kann das Kühlmittel
strömen.The drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention.
The iron core is indicated by i, the one adjacent to the one on the two end faces
with radiation rings 2 and 3 provided low-voltage winding 4, which is from
an insulating cladding is firmly enclosed on all sides. The high voltage winding
consists in the embodiment of several individual layers 6, 7; 8 and g. On the front sides
The radiation rings i i and 12 are arranged in this winding. The radiation ring
ii consists of solid material in the example shown. However, he can just as well
also be made hollow. The insulating cladding 13 of the high voltage winding is
on the side of the radiation ring i i, which is at the beginning of the winding, accordingly
the highest voltage stresses occurring there. On the
On the other hand, the side of the radiation ring 12 is connected to the earth or in the case of a three-phase system
is connected to the isolated neutral conductor, the forehead insulation is accordingly
dimensioned weaker. The insulation of the high and low voltage windings are in
the scattering channel located between the two windings close together, see above
that the scattering channel is completely filled with solid insulating material. In the
In the vicinity of the radiation ring 12, the insulating cladding is loosened, i.e. h., they
is not made of homogeneous, solid material at this point, but on
At this point, solid insulating material alternates with liquid insulating material.
For this purpose, the insulation adjacent to the radiation ring 12 is from an or
a plurality of cap rings 14 with a U-shaped cross section are formed. These work with theirs
extending in the winding axis leg pieces 15 in annular grooves 16, which in the
Foreheads of the outer and inner insulating cylinders, the insulating cladding 13 attached
are a. Together with these they form a comb-like structure that is between
the interlocking parts channels 17 leaves free. Through this the coolant can
stream.
Die Kühlmittelzuführung zur Hochspannungswicklung geschieht im Ausführungsbeispiel
über. den hohl ausgeführten Strahlungsring 12, an den eine weiter nicht gezeichnete
Ölzuleitung angeschlossen ist. Der Strahlungsring 12 hat auf seiner der Wicklung
zugekehrten Seite am Umfang verteilte Öffnungen 18, die gegebenenfalls auch je nach
ihrer Lage zur Einströmstelle des Kühlmittels in den Strahlungsring auch verschieden
groß sein können. Durch diese Öffnungen strömt das Kühlmittel in einen oder mehrere
Wicklungskühlkanäle ig ein, steigt in diesen unter dem Druck einer an die Kühlmittelzuleitung
angeschlossenen Ölumlaufpumpe hoch und fließt, nachdem es auf der dem Strahlungsring
i i zugekehrten Wicklungsstirnseite über an der Wicklungsstirn vorgesehene Aussparungen
2o der Wicklungslagen 7 und 8 in die Wicklungskühlkanäle 2i umgeleitet ist, in diesen
im Gegenzug zum einströmenden Kühlmittel zum Strahlungsring 12 zurück, wo es durch
die Öffnungen 22 der Wicklungslagen 6 und g in die Durchströmkanäle übertritt, die
das kammartige Isolationsgebilde an dieser Stelle ergeben, über die es die Wicklung
dann schließlich verläßt.The coolant supply to the high-voltage winding takes place in the exemplary embodiment
above. the hollow radiation ring 12, to which a further not shown
Oil supply line is connected. The radiation ring 12 has on its winding
facing side on the circumference distributed openings 18, which may also be depending on
their position to the point of inflow of the coolant into the radiation ring also different
can be great. The coolant flows through these openings into one or more
Winding cooling channels ig, rises in these under the pressure of a to the coolant supply line
connected oil circulation pump high and flows after it on the the radiation ring
i i facing the winding face via recesses provided on the winding face
2o of the winding layers 7 and 8 is diverted into the winding cooling channels 2i, in these
in return for the incoming coolant to the radiation ring 12, where it passes through
the openings 22 of the winding layers 6 and g passes into the flow channels, the
the comb-like insulation structure at this point, over which it is the winding
then finally leaves.
Die Kappenringisolation kann aus mehreren übereinandergelegten Einzelringen
oder aus einem einzigen entsprechend stark ausgeführten Kappenring hergestellt sein.
Es muß dabei nur dafür Sorge getragen werden, daß die in der Wicklungsachse sich
erstreckenden Schenkel mit den entsprechenden und mit ihnen kämmenden Teilen der
Isolierzylinder der Wicklungsverschalung 13 einen genügend großen Kriechweg ergeben:
Die Aussparung darf jedoch dabei nicht in den feldmäßig hoch beanspruchten Teil
des Streukanals reichen.The cap ring isolation can consist of several superimposed single rings
or be made from a single, correspondingly strong, cap ring.
It only has to be ensured that the winding axis is located
extending legs with the corresponding parts of the meshing with them
The insulating cylinder of the winding casing 13 results in a sufficiently large creepage distance:
However, the recess must not be in the part that is subject to high field loads
of the scattering channel are enough.
23 ist ein Druckring der Hochspannungswicklung, der gleich wie der
Druckring 24 der Niederspannungswicklung die Wicklung gegen ein Widerlager 25 preßt
und so ständig die Wicklung unter Druck hält. Wenn die Hochspannungswicklung während
des Betriebes schwindet, kann der Druckring der Wicklung folgen, da die Kappenringisolation
infolge ihres kammartigen Ineinandergreifens ein Nachgeben der Isolation gestattet.23 is a compression ring of the high voltage winding which is the same as the
Pressure ring 24 of the low-voltage winding presses the winding against an abutment 25
and so keeps the winding under pressure at all times. When the high voltage winding during
during operation, the pressure ring can follow the winding, as the cap ring insulation
due to their comb-like interlocking, a yielding of the insulation is permitted.
Die Erfindung bringt folgende Vorteile: Während die Stellei des höchsten
Spannungspotentials der Wicklung voll verschalt bleibt, findet an der Stelle des
niedrigsten Spannungspotentials gegen Erde und gegen die Nachbarwicklungen, also
an den Stellen, die eine Isolationsschwächung vertragen, eine Auflockerung des Isolationsgefüges
statt, und zwar so, daß sich beim Pressen und Nachpressen der Wicklung die zylindrischen
Teile des Winkelringes oder U-Ringes an den Stirnseiten der Wicklung bequem in die
Isolationszylinder im Streukanal teleskopartig verschieben können. Bei allseitig
verschalten Wicklungen ist dies nur mit großer Schwierigkeit oder überhaupt nicht
möglich. Die aufgelockerte Isolation läßt sich gleichzeitig auch noch dazu benutzen,
Kanäle für die Kühlölab-und -zufuhr zu schaffen, so daß wenigstens auf der einen
Wicklungsseite die manchmal unerwünschte Kühlölab- oder -zufuhr nicht durch die
Wicklungsableitung oder gar gesonderte Rohre geführt werden muß.The invention has the following advantages: While the position of the highest
Voltage potential of the winding remains fully wired takes place at the point of the
lowest voltage potential to earth and to the neighboring windings, that is
a loosening of the insulation structure at the points that can tolerate a weakened insulation
instead, in such a way that when pressing and re-pressing the winding, the cylindrical
Parts of the angle ring or U-ring on the front sides of the winding conveniently into the
Can move the isolation cylinder telescopically in the scattering channel. With all sides
connected windings, this is only possible with great difficulty or not at all
possible. The loosened insulation can also be used at the same time
To create channels for the cooling oil discharge and supply, so that at least one
The winding side does not prevent the sometimes undesired cooling oil supply or drainage through the
Winding lead or even separate pipes must be performed.