DE954083C

DE954083C - Roehrenwicklung fuer elektrische Geraete und Apparate, insbesondere fuer Sperren fuer UEberlagerungstelefonie

Info

Publication number: DE954083C
Application number: DEL15575A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Koechling
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1953-05-21
Filing date: 1953-05-21
Publication date: 1956-12-13

Description

Röhrenwicklung für elektrische Geräte und Apparate, insbesondere für Sperren für Uberlagerungstelefonie Es ist bekannt, Wicklungen für elektrische Geräte und Apparate mittels thermisch hochwertiger Kunststoffe zu isolieren und aufzubauen, um so durch Anwendung höherer Temperaturen das Wickelmaterial besser auszunutzen.
Es gibt jedoch Fälle, in denen man nur mit einer Isolation, bei der ausschließlich Keramik und Reinglimmer verwendet werden darf und eine Temperaturbeschränkung .nur mit Rücksicht auf das Leitermaterial besteht, auskommt. Ein solcher Fall liegt z. B. bei Sperrspulen für .die Überlagerungstelefonie vor. Diese Spulen werden in die Höchstspannungsleitungen eingehängt, sind somit allen Witterungsunbilden voll und ganz ausgesetzt, andererseits. aber strom- und spannungsmäßig hoch beansprucht. Auch sollten Allwellensperren trotz ihrer erhöhten Induktivität möglichst kleine Aufhängegewichte erhalten und für den verlangten Zweck preislich vertretbar sein.
Man hat solche Isolation bisher nur selten anwenden können. Der Grund dafür liegt in der Schwierigkeit, einen Wicklungsaufbau allein mit Keramik so zu gestalten, daß er allen mechanischen und elektrischen Ansprüchen genügt.
Strombegrenzungsspulen (Betonreaktanzen) werden mit Rücksicht auf die nicht hochspannungsfeste Betonumgießung mir bis maximal 35 kV Betriebsspannung zugelassen. Überdies käme auch eine mit Beton abgestützte Spule schon wegen ihres hohen Gewichts für eine in der Leitung hängende Spule nicht in Frage.
Die geeignetste Spulenform für Hochspannung ist unstreitig die spannungsmäßig einlagige Röhrenspule, da sich bekanntlich auf ihr die Spannung vom Eingang bis zur- Ausgang gleichmäßig abbaut.
Davon ausgehend wird gemäß der Erfindung, die eine Röhrenwicklung mit keramischer Abstützung und blanken Leitern vorsieht, die Wicklung aus zwei übereinanderliegenden konzentrischen Lagen gebildet, die durch eine Anzahl von am Umfang verteilter, zwischen den Lagen in Wicklungsachsrichtung hindurchgeführter Keramikrohre gegeneinander abgestützt sind.
In der Zeichnung ist in Fig. i und z im Teilschnitt bzw. in Aufsicht in Richtung der Pfeile A in Fig. i ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Fig. 3, 4 und 5, 6 zeigen Abänderungen. Einander entsprechende Teile sind in den verschiedenen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In Fig. i und :2 sind die die Wicklung bildenden zwei konzentrischen parallelen Lagen mit i und ?- bezeichnet. Als Distanzleisten zwischen diesen Lagen dienen gleichmäßig über den Umfang verteilte handelsübliche Hartporzellan-(Steatit).Rohre4 als Abstandshalter zwischen den blanken Windungen in diese etwas hineingedrückte Kugeln S-aus dem gleichen Isoliermaterial. Die Pressung der Wicklung erfolgt durch Bolzen 5 aus nichtmagnetischem Material, die innerhalb der Porzellanrohre verlaufen, mittels über die Rohre geschobener Ringe 6, ebenfalls aus keramischem Material. Die Parallelschaltung und Ableitung der beiden Lagen erfolgt zweckmäßig mittels einer Schleife nach B.
Eine so hergestellte Spule ist infolge der Art ihrer Verspannung absolut kurzschlußfest. Ihre Stabilität ist so groß, daß man sie'ohhe eine innere Radialverspannung an drei Isolatorenketten aufhängen kann. Da auf diese Weise der Innenraum frei ist, kann im Innern der Spule ein überspannungsableiter mit spannungsabhängigem Widerstand angeordnet werden. Bei Verwendung von Silberkupfer kann sie Temperaturen bis maximal etwa 4oo° C ausgesetzt werden. Infolge der Eigenart des Aufbaues ist die Kühlung ausgezeichnet, so daß die Belastung des Wicklungsleiters außerordentlich hoch getrieben werden kann. Die Punktabdeckung der Kugeln läßt eine volle Ausnutzung der Kühlflächen zu. Der weite, senkrechte Kanal zwischen beiden. Lagen ist für die Luftzirkulation von großem Wert, da durch ihn auch die kleinen, waagerechten Kanäle zwischen den Windungen gleichzeitig belüftet werden. Um auch die am Preßring b liegenden Windungen möglichst wenig abzudecken, ist dieser auf der der Spule zugekehrten Seite keilförmig ausgebildet. Die Spannungssicherheit der Spule ist leicht zu erreichen. Man braucht nur die PraBlinge 6 mit dem. Röhren 4 entsprechender Wandstärke weit genug überlappen lassen, so daß die Kriechstrecke a für die gegebene Spannung ausreicht. Die Metallbolzen 5 werden entweder geerdet oder bei isolierter Aufhängung der Spule mit einem Ende oder der Mitte der Wicklung verbunden. Die bei Nichtanlenkung auftretende Rufladung dürfte im allgemeinen unbedenklich sein. Die ersten und letzten Windungen erhalten zweckmäßig größere Abstände voneinander, die durch den Einbau größerer Keramikkugeln leicht zu erzielen sind.
Die Stromverteilung in den beiden parallelen Lagen bei gleicher Windungszahl ist natürlich verschieden. Die Ströme verhalten sich etwa umgekehrt proportional den Lagendurchmessern. Damit sie gleich sind, müßte man die Innenlage mit einer größeren Windungszahl ausführen. Zweckmäßiger erscheint es jedoch, den Windungen der Innenspule einen entsprechend größeren Querschnitt zu geben, und zwar durch Verbreiterung des Radialmaßes.
Die Zusatzverluste durch Hautwirkung sind dank dem Mittelkanal, dessen Raum auch bei Kupferausfüllung stromlos bliebe., gering.
Bei der Abänderung nach Fig. 3 und 4 werden zur Abstandshalterung der Windungen Keramikstückchen 3 verwendet, die mit Haken 8 versehen sind, die seitlich des Kerunrikrohres 4 hinter die Leiter i bzw. 2 greifen.
Bei der Abänderung nach Fig. 5 und 6 haben die Leiter i und 2 einen schwach trapezförmigen Querschnitt, wobei die kleinere Seite des Trapezes dem Keramikrohr 4 zugewandt ist und die Leiter durch entsprechend trapezförmig gestaltete Keramikstückchen 3 auf Abstand gehalten werden.
Zur Abstandshalterung können bei gleicher Windungszahl der beiden Lagen auch über die Keramikrohre 4 geschobene Keramikringe dienen. Ferner können zur Abstandshalterung der Windungen in die Leiter eingelassene Keramikstückchen verwendet werden.
Schließlich sei noch erwähnt,. daß die gleiche, oben beschriebene Anordnung nach der Erfindung auch bei einem Trockentransformator gewählt werden kann. In diesem Fall sind die beiden Lagen nicht parallel geschaltet, sondern bilden die getrennten Wicklungen für Ober- und Unterspannung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Röhrenwicklung für elektrische Geräte und Apparate, insbesondere für Sperren für Überlagerungstelefonie, mit rein keramischer Abstützung und blanken Leitern, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung aus zwei übereinanderliegenden konzentrischen Lagen besteht, die durch eine Anzahl von am Umfang verteilter, zwischen den Lagen in Wicklungsachsrichtung hindurchgeführter Keramikrohre (4) gegeneinander abgestützt sind.
2. Wicklung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lagen parallel geschaltet sind.
3. Wicklung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen aus vorzugsweise hochkant gewickelten Vierkantleitern bestehen, die durch Keramikstückchen (3) voneinander distanziert sind.
4. Wicklung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet,. daß die Abstandshalterung der Windungen voneinander bei gleicher Windungszahl der beiden Lagen durch über die Keramikrohre geschobene Keramikringe bewirkt ist.
5. Wicklung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalterung der Windungen durch in den Leiter eingelassene Keramikstückchen erfolgt, wobei der Windungsquerschnitt an der Fassungsstelle verformt ist.
6. Wicklung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalterung der Windungen durch in die Windungen schwach eingedrückte Keramikkugeln erzielt ist (Fig. i und :2).
7. Wicklung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikstückchen mit Haken versehen sind, die seitlich von den Keramikrohren hinter den Wickelleiter greifen (Fig. 3 und 4). B.
Wicklung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelleiter schwach trapezförmigen Querschnitt aufweist, mit nach dem Keramikrohr zu liegender kleinster Seite gewickelt und durch entsprechend trapez- bzw. kegelförmige Keramikstückchen distanziert ist (Fig. 5 und 6). g.
Wicklung nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die- axiale Pressung der Wicklung durch in die Keramikrohre verlegte Bolzen mittels über die Rohre geschobener Keramikpreßringe erfolgt. io.
Wicklung nach Anspruch i bis g, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Preßbolzen und Keramikrohren ein Luftkanal vorhanden und die Keramikpreßringe Aussparungen besitzen, die einen Luftdurchgang ermöglichen, i i.
Wicklung nach Anspruch i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungszahlen der beiden parallel geschtalteten Lagen auf gleiche Stromaufnahme abgestimmt sind.
12. Wicklung nach Anspruch i bis i i, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungszahl der beiden Lagen gleich ist, jedoch die innere, entsprechend ihrer größeren- Stromaufnahme, verstärkten Windungsquerschnitt besitzt.
13. Wicklung nach Anspruch i bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Leitermaterial Silberkupfer verwendet ist.
14. Wicklung nach Anspruch x bis 13, dadurch- gekennzeichnet, daß die Spule mittels drei symmetrisch am Umfang liegender Preßbolzen auf Stützer aufmontiert oder' an Isolatorenketten aufgehängt ist.
15. Wicklung nach Anspruch i bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Raum innerhalb der Spule so groß gehalten ist, daß in ihm ein Überspannungsableiter mit spannungsabhängigem Widerstand untergebracht werden kann.
16. Wicklung nach Anspruch i sowie 3 bis 10 und 13, dadurch gekennzeichnet,- daß bei Verwendung der Wicklung für Trockentransformatoren die eine Lage die Primär-, die andere die Sekundärwicklung darstellt. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 578 545; deutsche Patentschriften Nr. 349758, 625 908, 808138.