EP0048384B1

EP0048384B1 - Wicklung für Trockentransformatoren

Info

Publication number: EP0048384B1
Application number: EP81107042A
Authority: EP
Inventors: Richard Dr. Pfeiffer
Original assignee: Transformatoren Union AG
Current assignee: Transformatoren Union AG
Priority date: 1980-09-19
Filing date: 1981-09-07
Publication date: 1984-04-25
Also published as: DE3163307D1; BR8105530A; JPS5784112A; DE3035530A1; ATE7250T1; EP0048384A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Wicklung für Trockentransformatoren mit in radial übereinander angeordneten Lagen vorgesehenen Windungen aus einem metallischen blanken Wickelleiter in einem massiven, gußkörperähnlichen Block aus Kunstharz.
In neuerer Zeit werden als Trockentransformatoren beispielsweise durch die DE-A-2 246 235 bekannte Gießharztransformatoren eingesetzt. Bei diesen Transformatoren sind die Wicklungen in kompakte Gießharzblöcke eingegossen und erfüllen praktisch alle hinsichtlich der elektrischen und mechanischen Beanspruchung auftretenden Belastungen. Auch die Geräuschdämpfung ist für diese Transformatoren durch eine federnde Einspannung sehr günstig gelöst. Mit wachsenden absoluten Abmessungen und sinkender Stückzahl je Nennleistung ist jedoch auf diese Art eine wirtschaftliche Fertigung nicht mehr gewährleistet, da insbesondere die Kosten für die Gießform auf eine zu kleine Stückzahl umgelegt werden muß. Darüber hinaus treten bei größeren Abmessungen, wie sie bei Transformatoren mit Nennleistungen über 1000 KVA erforderlich werden, durch die verhältnismäßig großen absoluten Abmessungen Schrumpfungsprobleme in den Kunstharzschichten auf.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für Trockentransformatoren eine allen elektrischen und mechanischen Anforderungen genügende Wicklung zu schaffen, die aufgrund ihres Aufbaues mit geringem Aufwand auf einfache Weise in verschiedensten Abmessungen auf einfachen Vorrichtungen herstellbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe für Wicklungen der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der blanke Wickelleiter parallel und zusammen mit mindestens einem mit Kunstharz getränkten trockenen Streifen aus Isolierwerkstoff in den Wicklungsverband eingebracht ist, daß mindestens ein Streifen parallel zu dem Wickelleiter mindestens zweimal abgekantet ist, daß ein innerer Wickelzylinder, Lagenisolation und ein äußerer Wickelzylinder ebenfalls aus dem mit Kunstharz getränkten trockenen Streifen gewickelt sind und daß die Windungen aus dem blanken Wickelleiter und der Streifen aus Isolierwerkstoff durch das als Tränkung eingebrachte nach Abschluß des Wickelvorganges ausgehärtete Kunstharz zu einem Block verbacken sind.
Durch die DE-A-2 924 191 ist zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen auf einen inneren Tragzylinder aus Isolierwerkstoff abwechselnd je eine lunkerfreie Schicht aus einem während des Wickelvorganges zähflüssigen Brei eines Isolierwerkstoffes und je eine Lage der Wicklung aufzubringen, wobei die einzelnen Windungen der Lagen der Wicklung durch entsprechende Einstellung des Wickelzuges in die jeweils radial unter ihnen liegende weiche Schicht hineingedrückt werden. Nachteilig ist bei dieser Lösung das unter anderem giftige und umweltschädliche flüssige Stoffe einzusetzen sind, deren Verarbeitung mit erheblichen Einschränkungen und Auflagen verbunden ist.
Durch die DE-A-2402149 ist zwar für die Verwendung in Drilleitern ein bindemittelimprägnierter, trockener Träger bekannt, der jedoch nur zusammen mit Isolierpapier oder Kunststoffolie einsetzbar ist. Diese bekannte Drilleiterausführung verleiht dem Drilleiter in der fertigen Wicklung annähernd die mechanischen Eigenschaften eines massiven Leiters. Für die Gestaltung der Wicklung als solcher gibt diese Drilleiterausführung jedoch keinerlei Hinweise.
Nach zweckmäßigen Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Wicklung dient als Streifen ein mindestens in Längsrichtung dehnbares Gewebeband, dessen Einzelfäden schräg zur Längsrichtung liegen und ist vor beiden Enden jeder Lage eine Windung aus einem im Querschnitt etwa dem Wickelleiter gleichen Strang aus Kunstharz eingewickelt. Die Enden des Wickelleiters sind galvanisch mit nach außen vorstehenden Bolzen in den äußeren Wickelzylinder eingebackenen Anschlußplatten verbunden.
Nach vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung ist vorgesehen, daß die Aushärtetemperatur des Kunstharzes gleich der Temperaturfestigkeit des Streifens ist und daß der abgekantete Streifen im Abstand der Wickelleiterhöhe in einander entgegengesetztem Sinn abgekantet und im Querschnitt Z-förmig ist.
Die erfindungsgemäße Wicklung ist sehr vorteilhaft, denn sie ist auf einfache und ungefährliche Art und Weise herstellbar und ist darüber hinaus allen bei der Montage und im Betrieb an und in der Wicklung auftretenden Kräften gewachsen. Darüber hinaus ist die Erstellung der erfindungsgemäßen Wicklung auch wirtschaftlich, weil hierzu keine aufwendigen Formen und nur verhältnismäßig geringe Rüstzeiten erforderlich sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen achsparallelen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Wicklung mit Z-förmig abgekanteten Streifen und
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Wicklung mit U-förmig abgekanteten Streifen;
Fig. 3 ist die perspektivische Ansicht einer Wicklungsstirnseite in kleinerem Maßstab.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Um eine Achse 1 ist ein innerer Wickelzylinder 2 aus Streifen 3 angeordnet. Die Streifen 3 sind aus Isolierwerkstoff und zusätzlich mit Kunstharz getränkt. Sie sind jedoch bei Raumtemperatur trocken.
Auf den inneren Wickelzylinder 2 ist eine Lage 4 eines Wickelleiters 8 mit metallisch blanker Oberfläche aufgewickelt. Bei der Anordnung gemäß Fig. 1 legt sich dieser Wickelleiter 8 beim Auflaufen auf die Wicklung in den unteren Winkel eines zu einem im Querschnitt Z-förmig abgekanteten Streifens 3.
Auf jede Lage der Wickelleiter 8 folgt eine Lagenisolation 5 ebenfalls aus Streifen 3. Die Lagenisolation 5 dient in bekannter Weise als Unterlage für die jeweils folgende Lage 4. Zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit des Wickelkörpers gemäß Fig. 1 ist in jeder Lage 4 an beiden Enden je ein Strang 11 aus Kunstharz mit eingewickelt.
Die Enden 7 des Wickelleiters 8 sind von innen galvanisch mit Bolzen 10 in Anschlußplatten 9 verbunden, die vorzugsweise zwischen die oberste Lage 4 und einen äußeren Wickelzylinder 6 mit eingewickelt sind. Dabei ist der Bolzen 10 in etwa in radialer Richtung nach außen geführt.
Bei der Wicklung gemäß Fig. 2 sind anstelle von im Querschnitt Z-förmig aufgebauten Streifen 3 U-förmige Streifen gleichzeitig mit dem Wickelleiter 8 in den Wicklungsverband eingebracht. Auch hierbei liegt die unterste Lage 4 auf einem inneren Wickelzylinder 2 und sind zwischen aufeianderfolgenden Lagen Isolationen 5 vorgesehen. Der innere Wickelzylinder 2, die Lagenisolation 5 und ein ebenfalls angebrachter äußerer Wickelzylinder 6 sind wie bei der Anordnung gemäß Fig. 1 von mit Kunstharz getränkten Streifen 3 aus Isolierwerkstoff dargestellt.
Im Anschluß an das Wickeln des Wickelleiters 8 zusammen mit den Streifen 3 wird die Wicklung erwärmt, wobei das in den Streifen 3 befindliche Kunstharz soweit erweicht, daß die Kunstharztränkungen von einander benachbarten Streifen 3 ineinander laufen und nach dem Wiedererhärten einen einheitlichen festen Körper bilden. Auf diese Weise ist praktisch ohne zusätzliche Hilfsmittel, insbesondere ohne Gießform ein blockähnlicher Wickelkörper geschaffen, in den der Wickelleiter 8 fest eingespannt ist und der zur Aufnahme der Einspannkräfte für die Wicklung als Ganzes sehr gut geeignet ist.

Claims

1. Wicklung für Trockentransformatoren mit in radial übereinander angeordneten Lagen vorgesehenen Windungen aus einem metallisch blanken Wickelleiter (8), in einem massiven gußkörperähnlichen Block aus Kunstharz, dadurch gekennzeichnet,

- daß der blanke Wickelleiter (8) parallel und zusammen mit mindestens einem mit Kunstharz getränkten, trockenen Streifen (3) aus Isolierwerkstoff in den Wicklungsverband eingebracht ist,

- daß mindestens ein Streifen (3) parallel zu dem Wickelleiter (8) mindestens zweimal abgekantet ist,

- daß ein innerer Wickelzylinder (2), Lagenisolationen (5) und ein äußerer Wickelzylinder (6) ebenfalls aus dem mit Kunstharz getränkten trockenen Streifen (3) gewickelt sind und

- daß die Windungen aus dem blanken Wickelleiter (8) und der Streifen (3) aus Isolierwerkstoff durch das als Tränkung eingebrachte nach Abschluß des Wickelvorganges ausgehärtete Kunstharz zu einem Block verbacken sind.

2. Wicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Streifen (3) ein mindestens in Längsrichtung dehnbares Band dient.

3. Wicklung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Streifen (3) ein Gewebeband dient, dessen Einzelfäden schräg zur Längsrichtung liegen.

4. Wicklung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor beiden Enden jeder Lage eine Windung aus einem im Querschnitt etwa dem Wickelleiter (8) gleichen Strang (11) aus Kunstharz eingewickelt ist.

5. Wicklung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (7) des Wickelleiters (8) galvanisch mit nach außen vorstehenden Bolzen (10) in in den äußeren Wickelzylinder (6) eingebackenen Anschlußplatten (9) verbunden sind.

6. Wicklung nach einen der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aushärtetemperatur des Kunstharzes gleich der Temperaturfestigkeit des Streifens (3) ist.

7. Wicklung nach Anspruch 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der abgekantete Streifen (3) im Abstand der Wickelleiterhöhe in einander entgegengesetztem Sinne abgekantet und im Querschnitt Z-förmig ist.

8. Wicklung nach Anspruch 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der abgekantete Streifen (3) im Abstand der Wickelleiterbreite zweimal in dem gleichen Sinne abgekantet und im Querschnitt U-förmig ist.