EP0169922B1 - Isolierelement für Hochspannungsgeräte - Google Patents
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- EP0169922B1 EP0169922B1 EP84109060A EP84109060A EP0169922B1 EP 0169922 B1 EP0169922 B1 EP 0169922B1 EP 84109060 A EP84109060 A EP 84109060A EP 84109060 A EP84109060 A EP 84109060A EP 0169922 B1 EP0169922 B1 EP 0169922B1
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
- H01F27/324—Insulation between coil and core, between different winding sections, around the coil; Other insulation structures
Definitions
- the invention relates to an insulating element according to the preamble of claim 1.
- Insulating elements of the type required in the preamble of claim 1 are known, for example, from DE-C-894419 and 974694. They are used in particular for the isolation of transformer or choke coil ends with high voltage.
- FIG. 1 shows a partial section through an oil-filled transformer, the undervoltage winding is denoted by 1 and the high-voltage winding by 2.
- insulating elements 3 to 9 are arranged in the oil-filled space between the windings 1 and 2.
- the similarly designed insulating elements 4 to 7 each consist of an insulating cylinder 10 and an angle ring 11 attached thereto.
- Such an angle ring 11 is illustrated in detail in FIG. 2. It consists of a cylindrical part 11a and an outwardly facing flange 11b.
- FIG. 1 shows a section through the right-hand part of the angle ring 11 (in the opposite position, i.e. with the cylindrical part 11 a pointing downward).
- the insulating elements 5, 6 and 7 are designed in the same way as the insulating element 4; the only difference is the dimensioning of the angle rings 11, in particular the radius of curvature between the cylindrical part 11 a and the flange 11 b.
- the insulating element 3 consists of an insulating cylinder 10 and an insulating ring designed as a cap ring 12, which is illustrated schematically in FIG. 3.
- the cap ring 12 contains a cylindrical part 12a and an inwardly facing flange 12b.
- the insulating cylinders 10 of the insulating elements 3 to 7 are sharpened at their end facing the angle rings 11 or the cap ring 12 by reducing their wall thickness.
- the cylindrical parts 11a of the angle rings 11 and 12a of the cap ring 12 are sharpened in the overlap region by reducing the wall thickness.
- a disadvantage of this known embodiment is that the sharp edge of the two sharpening points (on the insulating cylinder 10 and on the angle ring 11 or cap ring 12) is at high risk of tearing. This results in difficulties, especially during transport and assembly. The manufacture of the sharpened parts is also relatively expensive.
- the invention is therefore based on the object, while avoiding the disadvantages described, to form an insulating element of the type required in the preamble of claim 1 in such a way that, with the same electrical strength, there is a higher mechanical strength and the manufacture, transport and assembly are simplified.
- FIG. 4 An embodiment of the invention is illustrated in FIG. 4.
- the same reference numerals as in Fig. 1 are used for the same parts.
- the insulating cylinders 10 of the insulating elements 3 to 7 are designed in the same way as in the known embodiment according to FIG. sharpened in the overlap area by reducing their wall thickness.
- the angle rings 11 'and the cap ring 12' are designed differently from the known embodiment according to FIG. They are conical in the overlap area 11'a or 12'a, but with a constant wall thickness, the cone angle corresponding to the sharpening angle of the insulating cylinder 10.
- the angle rings 11 'and cap rings 12 F do not need to be provided with the sharpenings previously required. This results in a much better mechanical strength with the same electrical strength. At the same time, this simplifies transportation and assembly.
- the angle rings 11 'and cap rings 12' can be attached in the most favorable position in terms of field, the oil channel between the windings 1 and 2 which is necessary for cooling being maintained. Material thickenings 13 are only present in the relatively uncritical area of the homogeneous field.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Isolierelement entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.
- Isolierelemente der im Oberbegriff des Anspruches 1 vorausgesetzten Art sind beispielsweise durch die DE-C-894419 und 974694 bekannt. Sie finden insbesondere zur Isolation von Transformator- oder Drosselspulenenden hoher Spannung Verwendung.
- Die bisher bekannte Ausführung eines solchen Isolierelementes sei zunächst anhand von Fig. 1 erläutert. Fig. 1 zeigt einen Teilschnitt durch einen ölgefüllten Transformator, dessen Unterspannungswicklung mit 1 und dessen Oberspannungswicklung mit 2 bezeichnet ist.
- In dem ölgefüllten Raum zwischen den Wicklungen 1 und 2 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel Isolierelemente 3 bis 9 angeordnet.
- Die gleichartig ausgebildeten Isolierelemente 4 bis 7 bestehen jeweils aus einem Isolierzylinder 10 und einem hieran angesetzten Winkelring 11. Ein solcher Winkelring 11 ist in Fig. 2 im einzelnen veranschaulicht. Er besteht aus einem zylindrischen Teil 11 a und einem nach aussen weisenden Flansch 11b. Zum Verständnis des Zusammenhanges zwischen den Fig. 1 und 2 sei angemerkt, dass Fig. 1 einen Schnitt durch den rechten Teil des Winkelringes 11 (in umgekehrter Lage, d.h. mit nach unten weisendem zylindrischen Teil 11 a) zeigt. Die Isolierelemente 5,6 und 7 sind gleichartig wie das Isolierelement 4 ausgebildet; unterschiedlich ist dabei lediglich die Dimensionierung der Winkelringe 11, insbesondere des Krümmungsradius zwischen dem zylindrischen Teil 11 a und dem Flansch 11 b.
- Das Isolierelement 3 besteht aus einem Isolierzylinder 10 und einem als Kappenring 12 ausgebildeten lsolierring, der in Fig. 3 schematisch veranschaulicht ist. Der Kappenring 12 enthält einen zy- lindrischen Teil 12a und einen nach innen weisenden Flansch 12b.
- Die Isolierzylinder 10 der Isolierelemente 3 bis 7 sind an ihrem den Winkelringen 11 bzw. dem Kappenring 12 zugewandten Ende durch Verringerung ihrer Wandstärke angeschärft. In gleicher Weise sind bei der in Fig. 1 dargestellten bekannten Ausführung die zylindrischen Teile 11 a der Winkelringe 11 bzw. 12a des Kappenringes 12 im Überlappungsbereich durch Verringerung der Wandstärke angeschärft.
- Dadurch ergibt sich im Überlappungsbereich keine Materialverdickung.
- Nachteilig ist bei dieser bekannten Ausführung allerdings, dass die spitze Kante der beiden Schärfstellen (am Isolierzylinder 10 und am Winkelring 11 bzw. Kappenring 12) in hohem Masse einreissgefährdet ist. Dadurch ergeben sich vor allem beim Transport und bei der Montage Schwierigkeiten. Die Herstellung der angeschärften Teile ist ausserdem verhältnismässig aufwendig.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der geschilderten Nachteile ein Isolierelement der im Oberbegriff des Anspruches 1 vorausgesetzten Art so auszubilden, dass sich bei gleicher elektrischer Festigkeit eine höhere mechanische Festigkeit ergibt und die Herstellung, der Transport sowie die Montage vereinfacht werden.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 4 veranschaulicht. Für gleiche Teile sind dabei dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet.
- Die Isolierzylinder 10 der Isolierelemente 3 bis 7 sind in gleicher Weise wie bei der bekannten Ausführung gemäss Fig. 1 ausgebildet, d.h. im Überlappungsbereich durch Verringerung ihrer Wandstärke angeschärft.
- Die Winkelringe 11' und der Kappenring 12' sind dagegen abweichend von der bekannten Ausführung gemäss Fig. 1 gestaltet. Sie sind im Überlappungsbereich 11'a bzw. 12'a konisch, jedoch mit gleichbleibender Wandstärke, ausgebildet, wobei der Konuswinkel dem Anschärfungswinkel des Isolierzylinders 10 entspricht.
- Dadurch ergibt sich an dem dem Isolierzylinder 10 zugewandten Ende des Winkelringes 11' bzw. des Kappenringes 12' eine Materialverdickung 13, die jedoch in einem annähernd homogenen Teil des Feldes liegt (zur Verdeutlichung der Feldausbildung sind in Fig. 4 zwei Äquipotentialflächen 14,15 des Feldes schematisch dargestellt). Zu diesem Zweck wird der Überlappungsbereich 11'a bzw. 12'a entsprechend dimensioniert.
- Durch dieerfindungsgemässe Lösung brauchen die Winkelringe 11' und Kappenringe 12F nicht mit den bisher notwendigen Anschärfungen versehen zu werden. Dadurch ergibt sich bei gleicher elektrischer Festigkeit eine wesentlich bessere mechanische Festigkeit. Zugleich wird hierdurch der Transport und die Montage vereinfacht.
- Bei der in Fig. 4 schematisch veranschaulichten erfindungsgemässen Lösung können die Winkelringe 11' und Kappenringe 12' in feldmässig günstigster Position angebracht werden, wobei der zur Kühlung notwendige Ölkanal zwischen den Wicklungen 1 und 2 eingehalten wird. Materialverdickungen 13 liegen dabei nur in dem relativ unkritischen Bereich des homogenen Feldes vor.
Claims (3)
dadurch gekennzeichnet, dass
der Isolierring (11', 12') zumindest im Überlappungsbereich (11'a, 12'a) konisch, jedoch mit gleichbleibender Wandstärke, ausgebildet ist, und der Konuswinkel des Isolierringes (11', 12') dem Anschärfungswinkel des Isolierzylinders (10) entspricht.
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