DE975893C - Hochspannungswicklung mit aus Scheibenspulen aufgebauter Roehrenwicklung fuer Transformatoren und Drosselspulen - Google Patents

Description

• Hochspannungswicklung mit aus Scheibenspulen aufgebauter Röhrenwicklung für Transformatoren und Drosselspulen Gegenstand der Erfindung ist eine Hochspannungswicklung mit aus Scheibenspulen aufgebauter Röhrenwicklung für Transformatoren und Drosselspulen. Bekanntlich weisen die nach der üblichen Art in Form von Einzel- und Doppelspulen gewickelten Röhrenwicklungen den Nachteil auf, daß beim Auftreffen von steilen Stoßwellen die Spannungsdifferenzen zwischen benachbarten Spulen, ganz besonders aber im Eingangsgebiet der Wicklung, sehr hohe Werte annehmen. Es hat bisher nicht an Vorschlägen gefehlt, diesen Nachteil zu beseitigen. So sind zu diesem Zweck bereits besondere Schaltungen für die Einzel- oder Doppelspulen bzw. Windungen dieser Spulen bekannt, wobei insbesondere schaltungsmäßig hintereinanderliegende Wicklungsspiralen so angeordnet werden, daß sie zu vorhergehenden Wicklungsspiralen räumlich benachbart liegen und insbesondere mit diesen ineinandergewickelt sind, um dadurch durch Einwirken auf den inneren Aufbau der Wicklung eine Verflachung der räumlichen Spannungsverteilung herbeizuführen.
• Derselbe Gedanke liegt auch einer anderen bereits bekannten Wicklungsausführung zugrunde, bei der die einzelnen Spulen auf zwei verschiedene Wicklungsschenkel verteilt und derart in Reihe geschaltet sind, daß elektrisch voneinander entfernte Punkte der Wicklung räumlich unmittelbar benachbart sind.
• Auch wurde schon durch äußere Maßnahmen, z. B. durch Anbringen von Steuerschirmen und Steuerringen, die außen oder auch innen in der Wicklung angebracht und mit zweckentsprechend gewählten Punkten der Wicklung verbunden waren, versucht, auf indirektem Wege eine Verflachung der räumlichen Spannungsverteilung zu erzwingen.
• Neben den spannungstechnischen Vorteilen bringen die vorgenannten Lösungen aber auch Nachteile mit sich; vor allem fordert die Anbringung von Steuerschirmen und Steuerringen neben einem erheblichen Isolationsaufwand auch sehr viel Platz, der aber insbesondere bei raumbeschränkten Konstruktionen meist nicht verfügbar ist; insbesondere nachteilig bei der Verwendung von Steuerschirmen ist, daß sie wirtschaftlich nur dort anwendbar sind, wo die zu steuernde Wicklung räumlich ganz außen, also gegen den Kessel zu angeordnet ist. Bei innenliegenden Hochspannungswicklungen oder bei doppelkonzentrischen Wicklungsanordnungen, bei denen die zu schützende Hochspannungswicklung räumlich zwischen den beiden ganz innen bzw. ganz außen liegenden, unter sich miteinander verbundenen Teilen der Unterspannungswicklung angeordnet ist, sind die Steuerringe praktisch kaum ausführbar, da sie den Wicklungsaufbau des Transformators bzw. der Drosselspule erheblich verteuern würden.
• Aber auch Wicklungen mit auf zwei Schenkeln verteilten Spulen weisen nicht zu übersehende Nachteile auf. Diese benötigen nämlich je Phase zwei bewickelte Schenkel und sind deshalb für den Bau von Drehstromtransformatoren nicht brauchbar, es sei denn, die Drehstromgruppe wird aus drei Einphaseneinheiten zusammengestellt. Außerdem erfordern die zwischen den beiden Schenkeln nötigen Verbindungsleitungen, daß derartige Wicklungen stets in den jeweils äußersten Röhren angeordnet werden müssen, so daß die hinsichtlich der Kurzschlußspannung oft vorteilhafte doppelkonzentrische Anordnung der Unterspannungswicklung nicht angewandt werden kann. Ebenfalls nicht verwendbar ist diese Wicklungsausführung bei Regeltransformatoren, bei denen die mit Anzapfungen versehene Regelwicklung wegen der viel Platz beanspruchenden Ableitungen in die äußerste Röhre gelegt werden muß.
• Durch eine gemäß der Erfindung aufgebaute Wicklungsanordnung lassen sich nicht nur die vorgenannten Nachteile völlig beseitigen, sondern darüber hinaus auch, insbesondere gegenüber einer zweischenkligen Anordnung, bemerkenswerte Vorteile erzielen. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß man die Hochspannungswicklung aus zwei auf einem Schenkel koaxial angeordneten und einander radial benachbarten Spulengruppen aufbaut, wobei die Schaltung so getroffen ist, daß jeweils das Ende einer Einzel-oder Doppelspule der einen (ersten) Spulengruppe mit dem Anfang bzw. Ende der anderen (zweiten) Spulengruppe und der Anfang oder das Ende der zweiten Spulengruppe mit dem Anfang der in axialer Richtung benachbarten und gleichermaßen gewickelten Spule der ersten Spulengruppe verbunden und die Schaltung aller übrigen in axialer Richtung aufeinanderfolgenden Spulen in gleicher Weise durchgeführt ist.
• Durch die angegebene Unterteilung der Hochspannungswicklung in zwei koaxial einander radial benachbarten Spulengruppen sowie deren besondere Schaltung wird eine wesentlich stärkere kapazitive Kopplung der Spulen und damit eine bessere Anfangsspannungsverteilung in der Wicklung erreicht, als dies bei der bekannten Wicklungsausführung möglich ist, bei der die Wicklung zwar auch in zwei Spulengruppen unterteilt wurde, die beiden Gruppen aber auf verschiedenen Schenkeln aufgebracht wurden. Dies kommt daher, daß bei der erfindungsgemäßen Wicklungsanordnung die Kapazität zwischen den zwei konzentrisch liegenden Spulen infolge der hierbei möglichen einzuhaltenden kleinen Abstände wesentlich größer, insbesondere aber doppelt so groß ist wie bei der genannten Unterbringung der beiden Wicklungsteile auf verschiedenen Schenkeln.
• In der Zeichnung sind in den Fig. i bis 5 verschiedene Ausführungsbeispiele von gemäß der Erfindung ausgeführten Wicklungen im teilweisen Schnitt und meist schematisch wiedergegeben. Die in Fig. i dargestellte Wicklung besteht aus zwei auf einem Schenkel koaxial angeordneten und einander radial benachbarten Spulengruppen A und B, deren Wickelachse mit C angedeutet ist. In der Zeichnung sind lediglich bei jeder Gruppe drei axial aufeinanderfolgende Spulen i bis 3 bzw. io bis 12 wiedergegeben. Ihre Schaltung ist so getroffen, daß das innenliegende Ende der Spule i mit dem außenliegenden Anfang der Spule io der Spulengruppe B verbunden ist, während das Ende der Spule io wieder mit dem Anfang der Spule 2 der Spulengruppe A verbunden ist. Die Weiterschaltung der in axialer Richtung aufeinanderfolgenden Spulen erfolgt in genau gleicher Weise, wie dies leicht aus der Fig. i ersichtlich ist. Selbstverständlich ist auch eine Schaltung, wie sie die Fig.2 wiedergibt, möglich, bei der das innenliegende Ende der Spule i mit dem innenliegenden Anfang der Spule io verbunden ist und das außenliegende Ende mit dem außenliegenden Anfang der Spule 2 der Gruppe A. Die erfindungsgemäße Spulenbauweise ist, wie die Fig. 3 bis 5 zeigen, auch bei Doppelspulenschaltung anwendbar. Während nach Fig. 3 die. einzelnen Doppelspulen der beiden koaxial angeordneten Wicklungsröhren A und B in Doppelspulen vermittels der Verbindung Zoo geschaltet sind, sind in den Fig. q. und 5 gemischte Schaltungen von Doppelspulen wiedergegeben, deren Aufbau an Hand der Zeichnung ohne weiteres verständlich ist.
• Wenn auch die beschriebenen Wicklungsbeispiele nicht alle gleich wirksam sind hinsichtlich der Verflachung der Stoßspannung sverteilung, so bringen sie doch alle gegenüber den bisher bekannten Schaltungen und Anordnungen einen ganz erheblichen Fortschritt, der insbesondere dann zur Geltung kommt, wenn man die Wicklung in fortlaufendem Arbeitsgang teilweise mit gestürzten Windungen ausführt. Insbesondere bei aus Doppelspulen bestehenden zwei koaxialen Spulengruppen, die in fortlaufendem Wickelvorgang über die ganze Wicklungslänge hergestellt werden, wird man jeweils die eine Spule der Doppelspule jeder Spulengruppe in an sich bekannter Wickelart gestürzt wickeln, während man die andere normal ausführt, und zwar so, daß in der einen Spulenebene der Doppelspule die gestürzte Wicklung in der inneren Röhre und in der anderen Spulenebene in der äußeren Röhre liegt. Die zwei sich radial direkt umgebenden Spulen, die verschiedenen Wicklungsgruppen angehören, haben nur je etwa die Hälfte der Windungszahl einer gleichwertigen Spule einer gewöhnlich gewickelten Sturzwicklung. Ein Wickeln ohne Lötverbindungen in zwei aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen ist also mühelos möglich, ohne dabei die Festigkeit des gesamten Wicklungsaufbaues zu beeinträchtigen.
• Die in Einzel- oder Doppelspulenschaltung hergestellten Wicklungen gemäß der Erfindung können in beliebiger Schaltung miteinander verbunden werden. Dabei läßt sich der zwischen den koaxial zueinander liegenden Spulen befindliche Raum als Kühlkanal ausbilden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Hochspannungswicklung mit aus Scheibenspulen aufgebauter Röhrenwicklung für Transformatoren und Drosselspulen, .dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zwei auf einem Schenkel koaxial angeordneten und einander radial benachbarten Spulengruppen aufgebaut ist, wobei die Schaltung so getroffen ist, daß jeweils das Ende einer Einzel- oder Doppelspule der einen (ersten) Spulengruppe mit dem Anfang bzw. Ende der anderen (zweiten) Spul engruppe und der Anfang oder das Ende der zweiten Spulengruppe mit dem Anfang der in axialer Richtung benachbarten und gleichermaßen gewickelten Spule der ersten Spulengruppe verbunden und die Schaltung aller übrigen in axialer Richtung aufeinanderfolgenden Spulen in gleicher Weise durchgeführt ist.
2. 2. Wicklung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen der beiden Spulengruppen in fortlaufendem Wickelvorgang mit teils gestürzten Wicklungen hergestellt sind.
3. 3. Wicklung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Doppelspulen bestehenden beiden koaxialen Spulengruppen über die ganze Wickellänge in fortlaufendem Wickelvorgang hergestellt sind, indem jeweils eine Spule der Doppelspule jeder Spulengruppe in an sich bekannter Wickelart gestürzt und die andere normal gewickelt ausgeführt ist, und zwar so, daß in der einen Spulenebene der Doppelspule die gestürzte Wicklung in der Innenröhre und in der anderen Spulenebene in der äußeren Röhre liegt. .
4. 4. Wicklung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Einzel- oder Doppelspulenschaltung aufgebauten Wicklungen in beliebiger Schaltung miteinander verbunden sind.
5. 5. Wicklung nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen den koaxial angeordneten Spulen als Kühlkanal ausgebildet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 587 997; Bulletin SEV vom 21. 2. 1953, S. i68.