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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.