DEST008785MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 24. September 1954 Bekaiirafcgemadit am 25. Oktober 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Für den Bau von Drosselspulen, insbesondere Strombegrenzungsdrosselspulen für Hochspannung, haben sich grundsätzlich zwei Bauformen durchgesetzt. Eine der Bauformen ist dem Aufbau nach aus Fig. ι zu ersehen und dadurch charakterisiert, daß jede Phase einer beispielsweise dreiphasigen Strombegrenzungsdrosselspule für sich mit inner- oder außerhalb des Spulenkörpers liegenden Bolzen abgepreßt wird. In der Fig. 1 sind mit 1 die Wicklungsteile (Scheiben), mit 2 Isolierteile, die zwischen den einzelnen Scheiben der Spule angeordnet sind, mit 3 Preßstücke, die gleichzeitig zur Aufnahme der die Isolierung zwischen den Phasen besorgenden Isolatoren 4 dienen, mit 5 Preßbolzen bezeichnet. Die Preßbolzen werden mit Isolierhülsen aus Hartpapier oder keramischem Material versehen. An Stelle der isolierten Preßbolzen werden auch solche aus keramischen Material, insbesondere bei hohen Spannungen, verwendet, doch müssen diese an beiden Enden mit Armaturen versehen sein, die eine gelenkige Verbindung aufweisen, daher teuer werden und viel Raum beanspruchen.

Bei der zweiten Bauform. (Fig. 2) derartiger Drosselspulen wird bewußt darauf verzichtet, die Wicklungen jeder Phase für sich abzuspannen, es wird vielmehr ein zentraler Zugbolzen oder ein zentrales Zugbolzensystem zur Anwendung gebracht, welcher die Verspännung aller drei Phasen vornimmt. In dieser Figur sind mit 10 die Spulen-

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teile, mit ii isolierende Zwischenlagen, mit I2 Isolatoren, die die Isolation zwischen den Phasen und gegen Erde besorgen, mit 13 ein mehrarmiger Druckstern und mit -14 ein zentraler Zugbolzen, welcher die Verspannung aller drei Phasen gemeinsam besorgt, bezeichnet.

Bei dieser Bauform wird an beiden Seiten, wie aus der Fig. 2 zu ersehen ist, ein Preßstern benutzt. Je nach Spulendurchmesser wird dieser Preßstern mehrarmig ausgeführt. Während bei der Bauform gemäß Fig. 1 die Verspannung der Wicklungen absolut einwandfrei ist, trifft dies bei der Bauform Fig. 2 nur dann zu, wenn ein zwei- oder dreiarmiger Preßstern benutzt wird. Bei' großen Spulendurchmessern, die -bei großen Strombegrenzungsdrosselspulen . sich immer wieder ergeben, reicht aber ein dreiarmiger Preßstern wegen der zu geringen mechanischen Festigkeit des frei liegenden Wicklungsmaterials nicht aus.- Es müssen daher bei großen Spulendurchmessern Drucksterne verwendet werden, die vielarmig sind. Die einzelnen Spulen sind aber im Sinne des Maschinenbaues nicht maßhaltig, weshalb die Verteilung des von den Drucksternen zu übertragenden Druckes nur dann einwandfrei erfolgt, wenn es sich um einen zwei- oder dreiarmigen Druckstern handelt. Bei großen Spulendurchmessern reicht ein dreiarmiger Druckstern aber nicht aus, weil die freie Länge zwischen den Abstützungen der Wicklungen zu groß wird und diese Wicklungsteile bei Kurzschlußbeanspruchung zu mechanischen Schwingungen und Beschädigung der Wicklungen führen.

Es wurden bei den bisherigen Bauformen bei großen Spulendurchmessern Drucksterne mit mehr als drei Armen verwendet. Da aber nur ein zwei- oder dreiarmiger Stern statisch eindeutig bestimmte Verhältnisse ergibt, kann diese Lösung nicht als befriedigend bezeichnet werden. In der Praxis werden wegen der geringen Maßhaltigkeit der Wicklungen und der Isolierteile, insbesondere der aus Porzellan bestehenden Bauteile zum Ausgleich der Maßunterschiede Zwischenlagen aus leicht zu bearbeitendem Material benutzt, um den Druck einigermaßen auf die einzelnen Druckstellen auszugleichen.

Erfindungsgemäß werden nun an Stelleeines vielarmigen Drucksternes ein zwei- bzw. dreiarmiger Druckstern oder mehrere derartige Drucksterne zum Abpressen der. Drosselspule benutzt. Die Druckkraft (Preßkraft) wird für jeden einzelnen Druckstern einzeln, unabhängig von den anderen Sternen erzeugt bzw. aufgebracht. Durch diese Maßnahme wird erzielt, daß tatsächlich jede Druckstelle der Wicklung den notwendigen Druck erhält.

In besonderer Ausgestaltung der Erfindung kann beispielsweise eine Vier- oder Sechspunkteabstützung mit statisch einwandfreier Druckaufteilung auch mit nur einem zwei- oder dreiarmigen Stern erzielt werden, wenn an den Enden der Arme des Drucksternes in der Preßrichtungsebene bewegliche, doppelseitige Arme, angeordnet werden. In analoger Weise läßt sich die Konstruktion auch bei Verwendung von zwei oder mehreren zwei- bzw. dreiarmigen Drucksternen variieren, so daß sich dann die doppelte oder mehrfache Anzahl von Druckstellen ergibt, als Drucksterne angeordnet sind.

In Fig. 3 ist die zuerst erwähnte erfindungsgemäße Ausführung des Drucksterns dargestellt. Mit 20 sind die Wicklungsteile, mit 21 die isolierenden Zwischenlagen, mit 22 die Isolatoren und mit 23 ein dreiarmiger Druckstern, der nach unten, mit 24 ein solcher, der nach oben gekröpft ist, mit 25 der gemeinsame Preßbolzen und mit 26 Muttern, die zum getrennten Festpressen der beiden Drucksterne dienen, bezeichnet. Die beiden Drucksterne 23 und 24 sind versetzt angeordnet. In Fig. 4 ist eine Ausführung mit drei Drucksternen dargestellt. Die Drucksterne sind mit 30, 31 und 32, der gemeinsame Preßbolzen mit 33 und die zum getrennten Festpressen der Drucksterne vorgesehenen Muttern mit 34 bezeichnet. Bei dieser Ausführungsform wird der mittlere Druckstern ohne Kröpfung, der innere und äußere Druckstern mit Kröpfung, wie bei Fig. 3, ausgeführt.

Aus Fig. 5 ist die Detailausbildung eines der- ,85 artigen Drucksternes zu ersehen. Die zentrale Bohrung des Drucksternes 40 ist auf der PreJßstelle zwecks Einstellung auf statischen Ausgleich als Kugelfläche ausgebildet, in welche ein Preßring 41, der ebenfalls mit einer Kugelfläche versehen ist, eingreift und durch welchen erzielt wird, daß sich der Druckstern, unabhängig von der Maßhaltigkeit der Bauelemente, in die richtige Lage bewegt. Die Übertragung der vom Druckstern ausgeübten Kraft auf die Wicklungsteile über die Isolatoren 42 kann unter Zuhilfenahme einer gelenkigen Verbindung mit Hilfe von Preßteilen mit Kugelfläche 43 und Kugeln 44 vorgenommen werden, wodurch erzielt wird, daß die Isolatoren 42 nur auf Druck und nicht auf Biegung beansprucht werden.

Bei großen Doppelspulen erreicht unter Umständen der zentrale Preßbolzen solche Abmessungen, daß mit starken Wirbelstrombildungen im Bereich der Wicklung gerechnet werden muß. Es erweist sich dann als notwendig, den Zugbolzen im Bereich der Wicklungen in mehrere dimensionierte aufzulösen.

In Fig. 6 ist das Detail grundsätzlich dargestellt. Für die Verspannung der Drucksterne wird der Preßbolzen 50 im Bereich der Wicklung 51 in beispielsweise vier Einzelbolzen 52 aufgelöst. Für den Zugbolzen bzw. das Zugbolzensystem wird vorteilhafterweise ein Material verwendet, das einen geringeren Ausdehnungskoeffizienten als.das Wickelmaterial besitzt, damit insbesondere im Falle der Belastung mit Kurzschlußstrom keine Lockerung der Drosselspulenverspannung auftritt. Bei den Überlegungen kann der Ausdehnungskoeffizient für das keramische Material, infolge des geringen Ausdehnungskoeffizienten gegenüber dem des Wicklungsmaterials, völlig unberücksichtigt bleiben. Da als Wickelmaterial nur Kupfer und eventuell Aluminium in Frage kommt, ergibt sich aus den Ausdehnungskoeffizienten dieser Materialien, daß für den Zugbolzen bzw. für das Zugbolzensystem Buntmetall unzweckmäßig ist. Für den Zugbolzen

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bzw. für das Zugbolzensystem wird vorteilhafterweise ζ. Β. Stahl, wegen des bedeutend geringeren Ausdehnungskoeffizienten gegenüber dem Wicklungsmaterial, verwendet. An Stelle von Zugbolzen im Bereich der Wicklung können auch keramische Körper, wie in Fig. 7 dargestellt, zwischengeschaltet werden. Hier ist der Druckstern mit 53, der Zugbolzen mit 54 und mit 55 ein im Wicklungsbereich liegender keramischer Körper bezeichnet.

Die Fig. 8 und 9 zeigen die erwähnte, besondere Ausgestaltung der Erfindung für eine Sechspunkteabstützung mit nur einem dreiarmigen Druckstern, wobei mit 56 die Wicklungsteile, mit 57 die isolierenden Zwischenlagen, mit 58 die Isolatoren, mit 59 ein dreiarmiger Druckstern, mit 60 der Preßbolzen bzw. das Preßbolzensystem, mit 61 die doppelseitigen Arme, mit 62 ein Bolzen, um welchen der doppelseitige Arm in der Preßrichtungsebene beweglich gelagert ist, bezeichnet.

An Stelle des Bolzens 62, der die Verbindung zwischen Druckstern und dem doppelseitigen Arm herstellt, kann auch ein anderes an sich bekanntes Element zur Druckübertragung benutzt werden, so daß sich zwei getrennte Bauelemente, und zwar Druckstern und doppelseitiger Arm ergeben, die kraftschlüssig verbunden sind.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Drosselspule, insbesondere Kurzschlußdrosselspule, vorzugsweise in dreiphasiger Ausführung, mit zentralem Zugbolzen bzw. Zugbolzensystem, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßkonstruktion mindestens auf einer Seite des Spulensystems aus Druckelementen besteht, welche durch einen zwei- bzw. dreiarmigen Druckstern oder durch mehrere derartige Drucksterne untereinander verbunden sind, und daß jeder Preßstern für sich unabhängig von den anderen festgezogen werden kann.
2. 2. Drosselspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Armenden des Drucksterns doppelseitige, in der Preßrichtungsebene drehbar gelagerte Arme angeordnet sind.
3. 3. Drosselspule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckstern und die doppelseitigen Arme als getrennte Bauelemente ausgeführt werden und die Druckübertragung vom Stern auf den doppelseitigen Arm beweglich und kraftschlüssig erfolgt.
4. 4. Drosselspule nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere zwei- bzw. dreiarmige Drucksterne mit an den Enden angeordneten, doppelseitigen und in der Preßrichtungsebene beweglichen Armen ausgerüstet sind und daß jeder Preßstern für sich unabhängig von anderen angezogen werden kann.
5. 5. Drosselspule nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle eines zentralen Zugbolzens ein zentrales Zugbolzensystem zur Anwendung gelangt.
6. 6. Drosselspule nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Zugbolzens einen geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist als das Konstruktionsmaterial der Drosselspule.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen!