DE965423C

DE965423C - Transformator mit aus Doppelscheibenspulen aufgebauter Oberspannungswicklung

Info

Publication number: DE965423C
Application number: DEA15465A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Martin Christoffel; August Meyerhans
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1952-04-01
Filing date: 1952-04-01
Publication date: 1957-06-06

Description

Transformator mit aus Doppelscheibenspulen aufgebauter Oberspannungswicklung Bei Hochspannungstransformatoren tritt beim Auftreffen von Wanderwellen mit steiler Front auf die Wicklungen eine lediglich durch die Wicklungskapazitäten bedingte Spannungsverteilung auf, wodurch eine große Beanspruchung der am Wicklungsanfang liegenden Spulen herbeigeführt wird. Es sind bereits viele Vorschläge gemacht worden, um die Spannungsverteilung über die Wicklungen beim Auftreten einer Stoßspannung durch zusätzliche Kapazitäten in günstigem Sinn zu beeinflussen. Die meist benutzten kapazitiv wirkenden Schirme, welche außerhalb der Oberspannungswicklung liegend an den Wicklungsanfang angeschlossen sind, beanspruchen viel Raum und führen zu unförmigen Konstruktionen. Die Ränder solcher Schirme müssen hochwertig isoliert sein, da sie das Potential des Wicklungseinganges führen, was zu großen Abständen zwischen der Wicklung und den Schirmen führt. Das gleiche ist der Fall bei der Verwendung von in Isolierstoff eingebetteten und über die Wicklungslänge in teleskopartiger Staffelung verteilten Metalleinlagen. Auch hier ergeben sich wegen der Isolation der Ränder der Metalleinlagen und wegen den bei Betriebsfrequenz auftretenden Spannungsgradienten große Schwierigkeiten.
Es ist für Transformatoren mit aus Scheibenspulen aufgebauter, konzentrisch zu Wicklungen anderer Ordnung des Transformators liegender Oberspannungswicklung bereits angegeben worden, isolierte metallische Ringe bei den Eingangswindungen, also im Einzugsgebiet von Stoßspannungen, ohne wesentlichen Abstand voneinander in Richtung der Wicklungslängsachse anzuordnen. Hierbei sind zwei Lagen von Ringen verwendet worden, die sich gegenseitig überlappen und von denen nur der oberste Ring galvanisch mit der Hochspannungswicklung verbunden ist. Diese beiden Lagen können entweder nur an der Innenseite der Hochspannungswicklung oder es können je zwei Lagen an beidenSeiten der Hochspannungswicklung angeordnet sein, Man hat auch einzelne, Windungen einer Scheibenspule selbst zur Spannungssteuerung herangezogen, indem im Einzugsgebiet der Stoßspannung einzelne Windungen zuerst auf die in axialer Richtung folgende Scheibenspule gewickelt werden und dann wieder auf die vorhergehende Scheibe zurückgehen. Hierbei sind Verbindungen zwischen den einzelnen Scheiben nötig, die abwechselnd auf einander gegenüberliegenden Seiten liegen und immer eine Scheibenspule überspringen. Mit dieser Anordnung kann wohl die gegenseitige Kapazität zwischen den Windungen beeinflußt werden, nicht aber die Kapazität gegen Erde.
Gegenstand der Erfindung ist nun die Verwendung metallischer Ringe bei Transformatoren mit aus Dopp°lscheibenspulen aufgebauter konzentrisch zu den Wicklungen anderer Ordnung des Transformators liegender Obers:pannungswicklung. Erfindungsgemäß sind die isolierten, metallischen Ringe so über die ganze Länge der Oberspannungswicklung auf beiden Seiten derselben verteilt, daß durch die Ringe eine kapazitive Überbrückung benachbarter Scheiben der Doppelscheibenspulen jeweils auf der Seite erreicht ist, an der keine elektrische Verbindung der Scheiben zu einer Doppelscheibenspule vorhanden ist.
In der Zeichnung ist schematisch als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein einfach konzentrischer Transformator im Schnitt durch ein Wicklungsende unter Weglassung der für das Verständnis der Erfindung entbehrlichen Konstruktionseinzelheiten gezeigt.
Mit i ist die der Kernsäule a des Eisengestelles zunächst angeordnete zylindrische Unterspannungswicklung bezeichnet. Die außen gelegene Oberspannungswicklung 4 ist aus Doppelscheibenspulen aufgebaut. Je zwei benachbarte Scheibenspulen sind durch elektrische Verbindungen 4Q, 4b, 4, usw. zu einer Doppelscheibenspule zusammengefaßt. Zwischen der aber- und der Unterspannungswicklung liegt die aus Lagenpapier gewickelte feste Isolation 3. Die aus Scheibenspulen aufgebaute Oberspannungswicklung 4 liegt konzentrisch zur Unterspannungswicklüng i: Auf der Innen- und auf der Außenseite der Oberspannungswicklung 4 sind die isolierten, metallischen Ringe 5a, 5b, 5c, 5d3 6a2 6b, 6, und 6d in koaxialer Lage zueinander konzentrisch zu den Wicklungen angebracht. Die einzelnen Ringe sind ohne wesentlichen Abstand voneinander in Richtung der Wicklungslängsachse aneinandergereiht, und sie .erstrecken sich angenähert über die ganze Wicklungslänge. Dabei sind die isolierten metallischen Ringe über die Länge der Oberspannungswicklung so verteilt, daß durch die Ringe eine kapazitive Überbrückung benachbarter Scheiben der Doppelscheibenspulen jeweils an der Seite erreicht ist, wo keine elektrische Verbindung der Scheiben zu einer Doppelscheibenspule vorhanden ist. Die jeweils ersten auf' der Innen- und der Außenseite der Oberspannungswicklung liegenden Ringe 5a, 6" sind mit dem Wicklungseingang 6 verbunden.
Die erfindungsgemäße Anordnung ergibt bei einer sehr gedrängten Bauform eine günstige Spannungsverteilung längs der ganzen Wicklung und eine Verminderung der Spannungsdifferenz zwischen benachbarten Spulen von Doppelscheibenspulen, so daß der angestrebte Schutz der Wicklungen eines Transformators gegen Beschädigung durch Spannungsstoß erreicht ist. Dies gestattet eine- Steuerung der Kapazität gegen Erde. Die Anordnung nach, der Erfindung ermöglicht ein Übergreifen der metallischzn Ringe über mehrere Scheibenspulen. wodurch die Steuerung weiter verbessert wird. Hiermit wird gleichzeitig die Feldstärke an den Enden der Scheibenspule verringert. Die Isolation kann stärker ausgeführt werden, ohne die . Wicklungsisolation zu ändern.
Die Erfindung kann auch ohne weiteres bei Hochspannungsdrosselspulen in Anwendung gebracht werden.
Es besteht ferner die Möglichkeit, den Hochspannungsanschluß zur Oberspannungswicklung in der Mitte der Länge derselben vorzusehen, wobei dann letztere aus zwei parallelen rechts und links gewickelten Zweigen besteht.
An Stelle der im Beispiel angegebenen isolierten, metallischen Ringe für die Potentialsteuerung können ebensogut metallische Ringe aus Isolierstoff, z. B. Hartpapier, zur Anwendung kommen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Transformator mit aus Doppelscheibenspulen aufgebauter, konzentrisch zu den Wicklungen anderer Ordnung des Transformators liegender Oberspannungswicklung, auf deren Außen- und Innenseite isolierte metallische Ringe ohne wesentlichen Abstand voneinander in Richtung der Wicklungslängsachse aneinandergereiht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierten, metallischen Ringe so über die ganze Länge der Oberspannungswicklung auf beiden Seiten derselben verteilt sind, daß durch die Ringe eine kapazitive Überbrückung benachbarter Scheiben der Doppelscheibenspulen jeweils auf der Seite erreicht ist, an der keine elektrische Verbindung der Scheiben zu einer Doppelscheibenspule vorhanden ist. z. Transformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils ersten auf beiden Seiten der Oberspannungswicklung am Wicklungseingang liegenden Ringe mit dem letzteren verbunden sind. 3. Transformator nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daB der Hochspannungsanschlu8 für die Oberspannungswicklung in der Längenmitte derselben liegt, wobei die Wicklung aus zwei parallelen rechts und links gewickelten Zweigen besteht. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 261 737; deutsche Patentschrift Nr. 686 65 r.