EP0473629B1

EP0473629B1 - Verfahren zum Herstellen einer Spule für einen Transformator, insbesondere Hochspannungstransformator

Info

Publication number: EP0473629B1
Application number: EP90907046A
Authority: EP
Inventors: Edwin Muz
Original assignee: Haug GmbH and Co KG
Current assignee: Haug GmbH and Co KG
Priority date: 1989-05-26
Filing date: 1990-05-18
Publication date: 1993-08-04
Anticipated expiration: 2010-05-18
Also published as: WO1990014673A1; DE3917212C2; DE3917212A1; EP0473629A1; US5302931A

Abstract

Eine Spule für einen Transformator, insbesondere einen Hochspannungstransformator umfaßt einen Wickelkörper und eine darauf angeordnete Drahtwicklung, die ihrerseits einen Wicklungsanfang und ein Wicklungsende aufweist. Der Wickelkörper hat die Form einer axial durchgehend geschlitzten Hülse aus nichtmagnetischem Metall. Der Wicklungsanfang ist mit der Hülse elektrisch leitend verbunden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Spule für einen Transformator, insbesondere Hochspannungstransformator.
Ein bekannter Transformator (US-A-2775742) weist eine axial durchgehend geschlitzte Hülse und eine darauf angeordnete Drahtwicklung mit einem Wicklungsanfang und einem Wicklungsende auf, wobei die Hülse beidseits über die Drahtwicklung vorsteht, Hülse und Drahtwicklung außen so mit einer elektrisch isolierenden Vergußmasse umgossen sind, daß die oberen und unteren Ränder der Hülse frei zutage liegen, und der von der Vergußmasse gebildete Körper fest mit einer an das Wicklungsende angeschlossenen Anschlußklemme verbunden und außen mit einer elektrisch leitenden Umhüllung versehen ist. Die elektrisch leitende Umhüllung ist elektrisch leitend an die Hülse angeschlossen.
Bei der Herstellung dieser bekannten Spule werden zwei geschlitzte Hülsenteile nachträglich stirnseitig in einen besonderen isolierenden Spulenkörper eingeschoben, auf dem vorher die Drahtwicklung aufgewickelt wurde.
Eine weitere Spule für einem Transformator, insbesondere Hochspannungstransformator, mit einer axial durchgehend geschlitzten Hülse aus nicht magnetischem Metall und mit einer unmittelbar darauf angeordneten Drahtwicklung mit einem Wicklungsanfang und einem Wicklungsende, wobei die Hülse beidseits über die Drahtwicklung vorsteht und der Wicklungsanfang mit der Hülse elektrisch leitend verbunden ist, ist aus der DE-C-26 28 524 bekannt. Spulen für Hochspannungstransformatoren werden häufig aus sehr dünnem Draht hergestellt. Dabei ist es schwierig, nach Fertigstellung der Spule den Drahtanfang und das Drahtende der Wicklung mit einer Anschlußklemme oder dergleichen elektrisch leitend zu verbinden, weil dabei der dünne Draht häufig abreißt und die Spule anschließend als Ganzes weggeworfen werden muß. Außerdem neigen bekannte Spulen zu Koronaentladungen, wodurch die Spulen beschädigt oder unbrauchbar werden können.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Spule einfacher und unter Verwendung einer geringeren Anzahl von Einzelteilen herzustellen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs gelöst.
Durch die direkte Aufbringung der Drahtwicklung auf die geschlitzte Hülse entfällt ein besonderer Spulenkörper. Durch die elektrisch leitende Verbindung des Wicklungsanfangs mit der Hülse ist der Wicklungsanfang fixiert und stabilisiert. Die geschlitzte Hülse ist einteilig und robust und kann leicht mit einer Anschlußklemme oder dergleichen verbunden werden. Bei Wicklungen aus dünnem Draht besteht daher keine Gefahr, daß der Anfang der Wicklung beim Verbinden mit einer Anschlußklemme oder dergleichen abreißt. Entsprechendes gilt für das Drahtende. Die elektrisch leitende Umhüllung der Vergußmasse verhindert Koronaentladungen, wenn die Spule bei einem Hochspannungstransformator eingesetzt wird.
Die nachstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:

Figur 1: eine Spule für einen Transformator und
Figur 2: die Spule aus Fig. 1, eingebettet in eine Vergußmasse.

Die in Figur 1 dargestellte Spule ist für einen Transformator, insbesondere Hochspannungstransformator bestimmt. Sie ist aus verhältnismäßig dünnem Draht gewickelt, der beispielsweise einen Durchmesser von etwa 0,5 mm hat. Der Draht ist lackisoliert und mit einem thermoplastischen Mantel versehen, so daß die Mäntel benachbarter Windungen unter Anwendung von Wärme in an sich bekannter Weise miteinander "verbacken" werden können, um der Wicklung als Ganzes mehr innere Festigkeit zu verleihen.
Wie dargestellt, umfaßt die Spule 1 einen inneren Wickelkörper in Gestalt einer kreiszylindrischen Hülse 2 mit einem axial verlaufenden, durchgehenden Schlitz 3. Die Hülse 2 besteht aus nichtmagnetischem Metall, vorzugsweise aus Kupfer, Silber oder aus einer Legierung dieser Metalle. Der Schlitz 3 verhindert in der fertigen Spule das Auftreten von Wirbelströmen. Der Wickelkörper 2 kann nach Fertigstellung der Spule in bekannter Weise auf den Kernteil eines Transformators aufgeschoben werden. Von einem Rand der Hülse 2 steht einstückig ein Vorsprung 4 ab.
Auf dem von der Hülse 2 gebildeten Wickelkörper ist eine Drahtwicklung 5 angeordnet, mit einem Wicklungsanfang 6 und einem Wicklungsende 7. Der Wicklungsanfang 6 wird vor Beginn der Wicklung elektrisch leitend mit der metallischen Hülse 7, beispielsweise durch Lötung verbunden. Dieser Verbindungsvorgang kann leicht so ausgeführt werden, daß dabei der Wicklungsanfang 6 nicht abbricht. Sollte der Wicklungsanfang abbrechen, kann der Verbindungsvorgang leicht wiederholt werden. Wie dargestellt, steht die Hülse 2 an ihren Randbereichen beidseits über die Drahtwicklung 5 vor.
Die mit der Drahtwicklung 5 versehene Hülse 2 wird anschliessend in bekannter Weise in eine kubische oder quaderförmige Gießform eingesetzt und mit einer Vergußmasse 8,beispielsweise einem Epoxyd- oder Polyurethanharz umgossen. Beim Einsetzen der Spule 1 in die (nicht dargestellte) Gießform ruht die Hülse 2 mit ihrem unteren Rand auf dem Boden der Form auf und hält damit die Drahtwicklung 5 im Abstand vom Boden, so daß die eingegossene Vergußmasse die Drahtwicklung 5 auch an deren unterer Stirnseite umschließt und die Wicklung 5 schließlich in der aus Figur 2 ersichtlichen Weise ringsum in die Vergußmasse 8 eingebettet ist. Bei der fertig in die Vergußmasse 6 eingebetteten Spule 1 liegen die oberen und unteren Ränder der Hülse 2 frei zutage. Gegebenenfalls kann wenigstens einer der Hülsenränder, beispielsweise der obere Hülsenrand 9 auch geringfügig über den Körper der Vergußmasse 8 vorstehen. Der freiliegende oder vorstehende Rand der Hülse 2 sorgt für eine gute Ableitung der sich im Betrieb der Spule entwickelnden Wärme.
Vor dem Eingießen der Vergußmasse in die Gießform wird das Drahtende 7 mit einer Anschlußklemme, beispielsweise einer Buchse 11 verbunden, die in der gewünschten Stellung an der Gießform verankert wird. Nach Herausnahme des von der Vergußmasse 8 gebildeten Körpers aus der Gießform ist die Buchse 11 fest mit diesem Körper verbunden (vgl. Figur 2).
An den nach oben über die Vergußmasse 8 hinausreichenden Vorsprung 4 der Hülse 2 kann in bekannter Weise eine weitere Anschlußklemme angebracht werden, ohne dabei den Drahtanfang 6 zu beschädigen. Mit dem Vorsprung 4 kann auch ein Anschlußdraht unmittelbar verlötet werden.
Wie aus Figur 2 ersichtlich, kann die Aussenseite des von der Vergußmasse 8 gebildeten Körpers mit einer elektrischleitenden Umhüllung 12 versehen werden, beispielsweise aus Metall oder aus elektrisch leitendem Kunststoff. Zur Vermeidung von Koronaentladungen, wie sie bei Hochspannungstransformatoren auftreten können, ist die Umhüllung 12 elektrisch leitend mit der Hülse 2 verbunden, was in einfacher Weise dadurch geschieht, daß die Umhüllung 12 unmittelbar mit der Spule 2, wie aus Figur 2 ersichtlich, in Kontakt gebracht wird.
Wie bereits ausgeführt, verwendet man zur Herstellung der Drahtwicklung 5 auf der Hülse 2 einen dünnen Draht mit einer verbackbaren thermoplastischen Ummantelung. Die Dicke des Drahtes kann zwischen 0,1 und 0,01 mm liegen. Bei der Herstellung der Drahtwicklung befestigt man den von der geschlitzten Hülse 2 gebildeten Wickelkörper in an sich bekannter Weise auf einem drehend angetriebenen Wickelwerkzeug. Man verbindet den Wicklungsanfang 6, beispielsweise durch Löten, mit der Hülse 2 elektrisch leitend und versetzt hierauf das Wickelwerkzeug in Rotation, so daß sich die Drahtwicklung durch entsprechende Führung des zulaufenden Drahtes auf der Hülse 2 ausbildet. Die Ausbildung der Drahtwicklung 5 erfolgt unter Wärmeeinwirkung, so daß die einzelnen Drahtwindungen in bekannter Weise miteinander verbacken und eine stabile Einheit ergeben. Schließlich wird die mit der Drahtwicklung 5 versehene Hülse 2 in der beschriebenen Weise in die Vergußmasse 8 eingebettet.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Spule für einen Transformator, insbesondere Hochspannungstransformator, mit
folgenden Schritten:
man verwendet zum Herstellen einer Drahtwicklung (5) einen Draht mit einer verbackbaren thermoplastischen Ummantelung, man verbindet den Anfang (6) des Drahtes elektrisch leitend mit einer axial durchgehend geschlitzten Hülse (2) aus nicht magnetischem Metall,
man befestigt die Hülse auf einem drehend angetriebenen Wickelwerkzeug und bildet die Drahtwicklung unter Verbackung ihrer einzelnen Windungen durch Hitzeeinwirkung unmittelbar auf der rotierenden Hülse so aus, daß die Hülse mit ihren Stirnseiten beidseits axial über die im wesentlichen zylindrische Drahtwicklung vorsteht,
man setzt die mit der Drahtwicklung versehene Hülse mit ihrer einen Stirnseite auf den Boden einer Gießform auf, man verbindet das Ende (7) des Drahtes mit einer Anschlußklemme (11),
man bringt eine Vergußmasse (8) in die Gießform ein und verankert hierdurch die Anschlußklemme in der Vergußmasse, und
man versieht die Außenseite der Vergußmasse mit einer elektrisch leitenden Umhüllung (12) und verbindet diese Umhüllung elektrisch leitend mit der Hülse.