EP2645384B1 - Transformator und Verfahren zur Herstellung eines Transformators - Google Patents

Transformator und Verfahren zur Herstellung eines Transformators Download PDF

Info

Publication number
EP2645384B1
EP2645384B1 EP12161388.9A EP12161388A EP2645384B1 EP 2645384 B1 EP2645384 B1 EP 2645384B1 EP 12161388 A EP12161388 A EP 12161388A EP 2645384 B1 EP2645384 B1 EP 2645384B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
transformer
cylinder
shielding
winding
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP12161388.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2645384A1 (de
Inventor
Daniel Hörmann
Andre Silbernagel
Sebastian Wittemann
Ingo Gerd Zehner
Markus Baumann
Reinhold Beck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP12161388.9A priority Critical patent/EP2645384B1/de
Priority to PL12161388T priority patent/PL2645384T3/pl
Priority to CN201380015198.4A priority patent/CN104170035B/zh
Priority to PCT/EP2013/055247 priority patent/WO2013143865A1/de
Publication of EP2645384A1 publication Critical patent/EP2645384A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2645384B1 publication Critical patent/EP2645384B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01F27/288—Shielding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/36—Electric or magnetic shields or screens
    • H01F27/363—Electric or magnetic shields or screens made of electrically conductive material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/36—Electric or magnetic shields or screens

Definitions

  • the invention relates to a transformer having a high-voltage primary winding and a low-voltage secondary winding, which are arranged concentrically to each other and to a magnetically conductive core in a tube winding assembly, and a method for producing such a transformer.
  • the input terminal behavior of a transformer can be described by a complex resistor, referred to below as input impedance. Since in a transformer capacitances, inductances and ohmic resistors are linked in the manner of a linear network, the input impedance of the transformer is generally dependent on the frequency of a sinusoidal alternating voltage applied to a high-voltage primary winding, hereinafter referred to as operating frequency.
  • Winding arrangements in which different windings are concentrically arranged around the magnetically conductive core are referred to as tube windings.
  • Such tube windings may be formed as a layer winding, wherein a plurality of continuous turns of an electrically conductive wire in an axial direction are arranged side by side as a layer. In this case, several layers lying one above the other in a radial direction form a winding.
  • Such tube windings may also be formed as a coil winding, wherein a plurality of continuous turns of an electrically conductive wire in the radial direction are arranged one above the other as a coil. In this case, a plurality of adjacent coils in the axial direction form a winding. Furthermore, tube winding arrangements are possible in which at least one winding is designed as a coil winding and at least one further winding as a layer winding.
  • transformers emit electromagnetic interference radiation. At a given operating frequency in this case increases the power of the electromagnetic interference with decreasing input impedance of the transformer.
  • the input impedance above a cutoff frequency for example above 10 kilohertz, is higher in a transformer with a high-voltage primary winding in the coil winding than in a high-voltage primary winding configured in layer winding.
  • a power transformer which has a screen cylinder arranged between the low-voltage winding and the high-voltage winding.
  • From the EP 0 466 642 A1 Transformer is arranged with a arranged between inner winding and core or between two windings shield, which consists of a arranged between two insulating sheets strip-shaped metallized film.
  • the invention has for its object to provide an improved transformer with a high-voltage primary winding and a secondary subvoltage winding in tube winding assembly. Furthermore, the invention has for its object to provide a method for producing such a transformer.
  • a shield cylinder is concentrically disposed between the high-voltage primary winding and the low-voltage secondary winding and comprises at least one electrically peripheral shielding layer approximately concentric with the cylinder jacket surface and electrically connected to a ground contact of the transformer.
  • the concentric arrangement of the high-voltage primary winding and the undervoltage secondary winding causes, in addition to the inductive coupling between the two windings, the formation of an electrical capacitor in the manner of a cylindrical capacitor.
  • the input impedance of the high-voltage primary winding is thus fundamentally influenced by the winding inductance, the ohmic line resistance and the capacitance of the windings.
  • the magnitude of the capacitive portion of the input impedance of the high voltage primary winding is inversely proportional to the operating frequency of the transformer, while the magnitude of the inductive portion of the input impedance is proportional to the operating frequency and the magnitude of the ohmic portion of the input impedance is independent of the operating frequency.
  • the noise current absorbed by the high-voltage primary winding is thus limited by the inductance at low operating frequencies and by the capacity of the high-voltage primary winding at high operating frequencies.
  • the amount of the input impedance is thus increased, in particular in high ranges of the operating frequency, for example at an operating frequency of more than 10 kilohertz. This also reduces the capacitively transmitted electrical power. This causes a reduction in the radiated interference power.
  • the shielding layer comprises at least one annular band of electrically conductive material arranged annularly around the cylinder axis, at least one longitudinal band of electrically conductive material extended in the axial direction and a flexible envelope of electrically conductive material arranged in tubular fashion around the entirety of these bands. wherein the bands are electrically connected to each other and to the enclosure.
  • a flexible material for example in the form of a guide paper or a copper fabric, is particularly suitable for this, since the conversion and adaptation costs are particularly low.
  • the cladding of the conductive mesh shielding braids absorbs portions of the electric field which penetrate the gaps between the annular bands and the longitudinal bands. Since the enclosure is electrically connected to the annular bands and the longitudinal bands, the current flow in the enclosure is limited to the potential equalization within such a gap.
  • a material with a higher resistivity can also be used.
  • the use of the invention therefore makes it possible to use a less expensive production technique in the manufacture of a transformer with a predetermined operating behavior.
  • the high-voltage primary winding lies in the radial direction on the outside and is designed as a layer winding.
  • the inductive coupling is particularly large in a concentric arrangement of the secondary subvoltage winding within the high-voltage primary winding, since in this case a particularly large proportion of the magnetic leakage flux generated by the high-voltage primary winding flows through the undervoltage secondary winding.
  • the arrangement of a screen cylinder between a radially inferior subvoltage secondary winding and an external high voltage primary winding reduces the manufacturing cost of a transformer since this allows the use of a layer winding assembly for the high voltage primary winding.
  • the undervoltage secondary winding is designed as a traction secondary winding for supplying an electric drive machine of a vehicle, has a smaller number of turns than the high-voltage primary winding and is arranged concentrically within the umbrella cylinder.
  • the supplied from the catenary wire upper voltage is dependent on the traction current system at several kilovolts, for example at 15 kilovolts.
  • the traction voltage used to power the prime mover is in the range of several hundred volts to about 2 kilovolts.
  • the conversion of the upper voltage into the traction voltage is performed by a transformer called a transformer.
  • the operators of railway systems specify frequency-dependent limits for the interference power, which may be radiated maximum by a traction transformer.
  • the high-voltage primary winding is arranged concentrically around the lower-voltage secondary winding, referred to as traction secondary winding.
  • traction secondary winding a particularly large proportion of the magnetic flux generated by the high-voltage primary winding is passed through the traction secondary winding.
  • the capacitive voltage transmission is reduced in the high-voltage primary winding, and thus the decrease of the impedance values at frequencies above a cutoff frequency, for example above 10 kilohertz, prevented or reduced, and thus the Power of the emitted interference radiation, especially in the range of high frequencies, for example, above 10 kilohertz, reduced.
  • the invention advantageously makes it possible to optimally utilize the installation space, which is often limited in vehicles, for a traction transformer, since further measures for changing the impedance curve, for example by changing the dimensions or geometry of the traction transformer, can be dispensed with.
  • a further advantage of the invention is that traction transformers, which hitherto have violated specifications of a railway system operator with regard to the radiated interference power, are modified by the insertion of an umbrella cylinder according to the invention in such a way that compliance with these specifications is achieved.
  • the umbrella cylinder comprises an inner one in a radial direction inner insulating cylinder made of electrically insulating material and a radially outer outer insulating cylinder made of electrically insulating material, wherein the electrically conductive shielding layer is arranged concentrically between the inner insulating cylinder and the outer insulating cylinder.
  • the high-voltage primary winding, the secondary secondary voltage winding and the electrically conductive shielding layer are each electrically insulated from one another by this embodiment.
  • the at least one ring band and / or the at least one longitudinal band is / are made of copper.
  • the distances between the annular bands can be made larger than would have been possible with a material having a higher resistivity.
  • Another advantage of using copper is its comparatively very low magnetic permeability. As a result, the propagation of the magnetic flux from the high-voltage winding in the traction secondary winding is not or only minimally affected.
  • At least one first layer of insulation paper is arranged between the inner insulation cylinder and the shielding braid.
  • the inner insulating cylinder is protected from mechanical damage during the application of the annular bands by the application of insulating paper. This additionally reduces the risk of a too low insulation resistance between the Schirmungslage the umbrella cylinder and the traction secondary winding.
  • At least one second layer of insulating paper is arranged between the outer insulation cylinder and the sheath of the shielding braid.
  • the second layer of insulating paper effects protection of the outer insulating cylinder from mechanical damage by the envelope of flexible electrical material and the underlying annular bands and longitudinal strips.
  • the sheathing of the shielding braid is formed as an electrically conductive guide paper or as a copper mesh.
  • the installation of the transformer is particularly facilitated by the use of a flexible electrically conductive material, since this can be compensated for one tolerance variations in the diameter of the underlying traction secondary winding.
  • flexible material it is possible with flexible material to produce a closed electrically conductive sheath of the shielding braid by wrapping a leg of a transformer core with a closed yoke.
  • Guide paper and copper mesh are particularly suitable for cladding, as they have a high electrical conductivity and a low magnetic permeability.
  • a particular advantage of using copper mesh is its mechanical stability and robustness against tearing and breaking, for example at kinks.
  • a heat-conducting device is arranged between the umbrella cylinder and at least one of the windings.
  • the ohmic resistance of the winding wire creates heat inside a winding.
  • this heat is transported by means of heat conducting devices to the housing of the transformer. This allows, on the one hand, an operation of the transformer with a higher transmission power and, on the other hand, allows the use of winding wire with a smaller cross-section and thus improves the overall efficiency of a transformer.
  • a heat-conducting device has at least one oil channel for transporting transformer oil.
  • the transformer When the transformer is filled with transformer oil, the windings are completely enclosed by the transformer oil. This allows a good heat transfer from the winding wire to the surrounding transformer oil. This in turn can deliver the heat to the transformer housing and / or to cooling devices, for example in the manner of a fan-cooled heat exchanger.
  • An oil passage allows for improved circulation of the transformer oil between the inner winding regions and oil reservoirs, which are in direct contact with the transformer housing and / or the cooling devices.
  • a particular advantage of this method is the execution of the high-voltage primary winding in a layer winding arrangement, which is easier to produce compared to another winding arrangement, for example to a coil winding arrangement.
  • the fabrication of a high voltage primary winding of a traction transformer in sheet winding assembly by a single operator is possible while often requiring two processors for fabrication in coil winding assembly.
  • FIG. 1 schematically shows the profile of the input impedance of a traction transformer along an impedance axis Z over the frequency along a frequency axis f of the prior art in a double logarithmic representation.
  • the nominal impedance curve 1 indicates the minimum required impedance in a critical frequency range, for example between 100 hertz and 150 kilohertz.
  • Traction transformers with layer winding known from the prior art have an impedance curve 2.1 without shielding cylinder, which typically falls below the nominal impedance curve 1 in an upper frequency range, for example above 10 kilohertz.
  • This reduced impedance is caused at high frequencies by the capacitive component of the impedance, which is known to be inversely proportional to the frequency in magnitude. This causes an interference radiation that is above the permitted limit pointwise or over frequency ranges.
  • FIGS. 2 and 3 show schematically sectional views of an embodiment for the coaxial arrangement of a screen cylinder 6 between a traction secondary winding 3 and a high-voltage primary winding 4 of a transformer T. Both windings 3, 4 are also arranged concentrically to each other and to a magnetically conductive core 5.
  • FIG. 2 shows a section in the axial direction through a tube winding assembly with umbrella cylinder 6,
  • FIG. 3 shows a section in the radial direction R.
  • the umbrella cylinder 6 comprises an insulating cylinder 6.1 which is internal in a radial direction R and an insulation cylinder 6.2 which is external in a radial direction R and an electrically conductive shielding layer 6.3 arranged between the insulation cylinders 6.1, 6.2.
  • cooling devices between the umbrella cylinder 6 and at least one winding 3, 4, for example oil passages for transporting transformer oil.
  • the electrically conductive Schirmungslage 6.3 comprises a plurality of concentric to the core 5, the traction secondary winding 3 and the inner insulation cylinder 6.1 arranged annular bands 6.3.1 of electrically conductive material. These annular bands 6.3.1 are arranged along an axial direction A at approximately equal intervals and are electrically connected to one another with at least one longitudinal band 6.3.2 of electrically conductive material.
  • a sheath made of flexible electrically conductive material is arranged.
  • This enclosure may be formed, for example, as an electrically conductive paper or as a copper mesh.
  • FIG. 4 schematically shows further details of the Schirmungslage 6.3.
  • the inner insulation cylinder 6.1 not shown here, encloses the traction secondary winding 3. It can also optionally enclose an oil channel.
  • To this inner insulation cylinder 6.1 several layers of insulation paper are wound.
  • the annular bands 6.3.1 are arranged and fixed with adhesive tape 6.3.3.
  • At least one longitudinal band 6.3.2 extended in the axial direction A is arranged on the annular bands 6.3.1, fixed with adhesive strips 6.3.3 and electrically connected to the annular bands 6.3.1.
  • the shielding layer 6.3 extends over the entire length of the windings 3, 4.
  • At least one longitudinal belt 6.3.2 is connected by means of a cable lug 6.3.4 with the ground contact of the transformer T.
  • bands 6.3.1, 6.3.2 and the sheath of flexible electrically conductive material act as a Faraday cage, approximately representing an equipotential surface with the ground potential of the earth.
  • the propagation of the electric field between the inner traction secondary winding 3 and the outer high-voltage primary winding 4 is prevented or greatly reduced.
  • FIG. 5 shows schematically the impedance curve 2.2 of a transformer T when using a screen cylinder 6. Due to the reduced capacity, the impedance drops at high frequencies, for example, above 10 kilohertz, reduced.
  • the impedance curve 2.2 with umbrella cylinder thus lies in the entire specified frequency range above the values which are predetermined by the desired impedance curve 1. This ensures that the specified upper limits for the radiated interference power are maintained by the transformer T with umbrella cylinder 6.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Regulation Of General Use Transformers (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Transformator mit einer Oberspannungsprimärwicklung und einer Unterspannungssekundärwicklung, die konzentrisch zueinander und zu einem magnetisch leitfähigen Kern in einer Röhrenwicklungsanordnung angeordnet sind, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Transformators.
  • Das Eingangsklemmenverhalten eines Transformators lässt sich über einen komplexen Widerstand, im Folgenden als Eingangsimpedanz bezeichnet, beschreiben. Da in einem Transformator Kapazitäten, Induktivitäten und Ohmsche Widerstände in der Art eines linearen Netzwerkes verknüpft sind, ist die Eingangsimpedanz des Transformators im Allgemeinen von der Frequenz einer an einer Oberspannungsprimärwicklung anliegenden sinusförmigen Wechselspannung, im Folgenden als Betriebsfrequenz bezeichnet, abhängig.
  • Wicklungsanordnungen, bei denen verschiedene Wicklungen konzentrisch zueinander um den magnetisch leitfähigen Kern angeordnet sind, werden als Röhrenwicklungen bezeichnet.
  • Derartige Röhrenwicklungen können als Lagenwicklung ausgebildet sein, wobei mehrere fortlaufende Windungen eines elektrisch leitfähigen Drahts in einer axialen Richtung nebeneinander als Lage angeordnet werden. Hierbei bilden mehrere in einer radialen Richtung übereinander liegende Lagen eine Wicklung.
  • Derartige Röhrenwicklungen können auch als Spulenwicklung ausgebildet sein, wobei mehrere fortlaufende Windungen eines elektrisch leitfähigen Drahts in radialer Richtung übereinander als Spule angeordnet werden. Hierbei bilden mehrere in axialer Richtung nebeneinander liegende Spulen eine Wicklung. Ferner sind Röhrenwicklungsanordnungen möglich, bei denen mindestens eine Wicklung als Spulenwicklung und mindestens eine weitere Wicklung als Lagenwicklung ausgeführt ist.
  • Es ist bekannt, dass die Herstellung von Spulenwicklungen aufwändiger als die Herstellung von Lagenwicklungen mit gleicher Windungsanzahl ist, wenn die Zahl der Lagen ausreichend groß, beispielsweise größer als etwa 10 ist.
  • Aus dem Stand der Technik ist ferner bekannt, dass Transformatoren elektromagnetische Störstrahlung aussenden. Bei einer vorgegebenen Betriebsfrequenz nimmt hierbei die Leistung der elektromagnetischen Störstrahlung mit abnehmender Eingangsimpedanz des Transformators zu.
  • Aus dem Stand der Technik ist ferner bekannt, dass bei gleicher Windungszahl und bei gleichem Übersetzungsverhältnis die Eingangsimpedanz oberhalb einer Grenzfrequenz, beispielsweise oberhalb von 10 Kilohertz, bei einem Transformator mit einer Oberspannungsprimärwicklung in Spulenwicklung höher ist als bei einer in Lagenwicklung ausgeführten Oberspannungsprimärwicklung.
  • Aus der US 3,678,28 A ist ein Leistungstransformator bekannt, der einen zwischen Unterspannungswicklung und Oberspannungswicklung angeordneten Schirmzylinder aufweist.
  • Aus der WO 2006/103193 A3 ist ein Gießharztransformator bekannt, dessen Oberspannungswicklung nahezu vollständig von einer Abschirmung umgeben ist.
  • Aus der EP 0 466 642 A1 ist Transformator mit einer zwischen innerer Wicklung und Kern oder zwischen zwei Wicklungen angeordneten Abschirmung bekannt, die aus einer zwischen zwei Isolierfolien angeordneten streifenförmig metallisierten Folie besteht.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Transformator mit einer Oberspannungsprimärwicklung und einer Unterspannungssekundärwicklung in Röhrenwicklungsanordnung anzugeben. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Transformators anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Transformators durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich des Verfahrens durch die im Anspruch 11 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Bei einem Transformator mit einer Oberspannungsprimärwicklung und einer Unterspannungssekundärwicklung in Röhrenwicklungsanordnung ist ein Schirmzylinder konzentrisch zwischen der Oberspannungsprimärwicklung und der Unterspannungssekundärwicklung angeordnet und umfasst mindestens eine zur Zylindermantelfläche näherungsweise konzentrische elektrisch leitfähige Schirmungslage, die mit einem Erdkontakt des Transformators elektrisch verbunden ist.
  • Die konzentrische Anordnung der Oberspannungsprimärwicklung und der Unterspannungssekundärwicklung bewirkt neben der induktiven Kopplung zwischen beiden Wicklungen die Ausbildung einer elektrischen Kapazität in der Art eines Zylinderkondensators. Die Eingangsimpedanz der Oberspannungsprimärwicklung wird somit grundsätzlich von der Wicklungsinduktivität, dem Ohmschen Leitungswiderstand und der Kapazität der Windungen beeinflusst.
  • Durch die Anordnung einer elektrisch leitfähigen, mit dem Erdkontakt des Transformators verbundenen Fläche zwischen der Oberspannungsprimärwicklung und der Unterspannungssekundärwicklung wird die Verteilung des elektrischen Feldes dazwischen verändert. Diese Veränderung des elektrischen Feldes bewirkt eine Verringerung der elektrischen Kapazität der Oberspannungsprimärwicklung.
  • Der Betrag des kapazitiven Anteils der Eingangsimpedanz der Oberspannungsprimärwicklung ist umgekehrt proportional zur Betriebsfrequenz des Transformators, während der Betrag des induktiven Anteils der Eingangsimpedanz proportional zur Betriebsfrequenz ist und der Betrag des Ohmschen Anteils der Eingangsimpedanz unabhängig von der Betriebsfrequenz ist.
  • Der von der Oberspannungsprimärwicklung aufgenommene Störstrom wird somit bei niedrigen Betriebsfrequenzen von der Induktivität und bei hohen Betriebsfrequenzen von der Kapazität der Oberspannungsprimärwicklung begrenzt.
  • Durch die Verringerung der Kapazität wird somit insbesondere in hohen Bereichen der Betriebsfrequenz, beispielsweise bei einer Betriebsfrequenz von über 10 Kilohertz, der Betrag der Eingangsimpedanz vergrößert. Damit wird zugleich die kapazitiv übertragene elektrische Leistung verringert. Dies bewirkt eine Verringerung der abgestrahlten Störleistung.
  • In der erfindungsgemäßen Ausführungsform der Erfindung umfasst die Schirmungslage mindestens ein ringförmig um die Zylinderachse angeordnetes Ringband aus elektrisch leitfähigem Material, mindestens ein in axialer Richtung ausgedehntes Längsband aus elektrisch leitfähigem Material und eine flexible, schlauchartig um die Gesamtheit dieser Bänder angeordnete Umhüllung aus elektrisch leitfähigem Material, wobei die Bänder untereinander und mit der Umhüllung elektrisch verbunden sind.
  • Mittels der konzentrischen Anordnung der Ringbänder und der senkrecht hierzu angeordneten Längsbänder, im Folgenden als Schirmungsgeflecht bezeichnet, wird eine besonders gute elektrische Abschirmung der Wicklungen voneinander in der Art eines Faradayschen Käfigs und somit eine besonders starke Erhöhung des kapazitiven Anteils der Impedanz erreicht. Damit wird eine besonders wirksame Verringerung der abgestrahlten Störleistung in hohen Frequenzbereichen bewirkt.
  • Aufgrund dieser durch die elektrisch verbundenen Ringbänder und Längsbänder bereits erreichten guten elektrischen Abschirmung kann zur vollflächigen Umhüllung des Schirmungsgeflechts auch ein Material mit einem schlechteren Stromleitungsverhalten verwendet werden. Ein flexibles Material, beispielsweise in der Art eines Leitpapiers oder eines Kupfergewebes, eignet sich hierfür besonders, da der Umformungs- und Anpassungsaufwand besonders gering ist.
  • Die Umhüllung des Schirmungsgeflechts aus leitfähigem Material nimmt Teile des elektrischen Feldes auf, die in die Lücken zwischen den Ringbändern und Längsbändern eindringen. Da die Umhüllung mit den Ringbändern und Längsbändern elektrisch verbunden ist, ist der Stromfluss in der Umhüllung auf den Potenzialausgleich innerhalb einer solchen Lücke beschränkt. In vorteilhafter Weise kann daher auch ein Material mit höherem spezifischen Widerstand eingesetzt werden.
  • In vorteilhafter Weise ist es durch eine Anordnung eines Schirmzylinders zwischen einer inneren und einer äußeren Wicklung bei einem Transformator in Lagenwicklungsanordnung somit möglich, Obergrenzen für die abgestrahlte Störleistung einzuhalten, die ohne diese Anordnung eines Schirmzylinders nur durch Verwendung einer Spulenwicklungsanordnung einzuhalten wären.
  • Durch den Einsatz der Erfindung kann daher eine kostengünstigere Herstellungstechnik bei der Fertigung eines Transformators mit vorgegebenem Betriebsverhalten verwendet werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung liegt die Oberspannungsprimärwicklung in radialer Richtung außen und ist als Lagenwicklung ausgeführt.
  • Ferner ist die induktive Kopplung bei einer konzentrischen Anordnung der Unterspannungssekundärwicklung innerhalb der Oberspannungsprimärwicklung besonders groß, da hierbei ein besonders großer Anteil des von der Oberspannungsprimärwicklung erzeugten magnetischen Streuflusses die Unterspannungssekundärwicklung durchströmt.
  • In vorteilhafter Weise verringert daher die Anordnung eines Schirmzylinders zwischen einer in radialer Richtung innen liegenden Unterspannungssekundärwicklung und einer außen liegenden Oberspannungsprimärwicklung die Herstellungskosten für einen Transformator, da dies den Einsatz einer Lagenwicklungsanordnung für die Oberspannungsprimärwicklung erlaubt.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Unterspannungssekundärwicklung als Traktionssekundärwicklung zur Versorgung einer elektrischen Antriebsmaschine eines Fahrzeugs ausgebildet, weist eine geringere Anzahl von Windungen als die Oberspannungsprimärwicklung auf und ist konzentrisch innerhalb des Schirmzylinders angeordnet.
  • Die vom Fahrleitungsdraht gelieferte Oberspannung liegt abhängig vom Bahnstromsystem bei mehreren Kilovolt, beispielsweise bei 15 Kilovolt. Die zur Versorgung der Antriebsmaschine verwendete Traktionsspannung liegt im Bereich von mehreren Hundert Volt bis etwa 2 Kilovolt. Die Umwandlung der Oberspannung in die Traktionsspannung wird von einem als Traktionstransformator bezeichneten Transformator vorgenommen. Die Betreiber von Bahnsystemen geben frequenzabhängige Grenzwerte für die Störleistung vor, die von einem Traktionstransformator maximal abgestrahlt werden darf.
  • In vorteilhafter Weise ist bei einem Traktionstransformator die Oberspannungsprimärwicklung konzentrisch um die als Traktionssekundärwicklung bezeichnete Unterspannungssekundärwicklung angeordnet. Hierdurch wird ein besonders großer Anteil des von der Oberspannungsprimärwicklung erzeugten magnetischen Flusses durch die Traktionssekundärwicklung geleitet. Durch die konzentrische Anordnung eines Schirmzylinders zwischen der Traktionssekundärwicklung und der Oberspannungsprimärwicklung wird in der beschriebenen Weise die kapazitive Spannungsübertragung in die Oberspannungsprimärwicklung vermindert, und damit das Absinken der Impedanzwerte bei Frequenzen oberhalb einer Grenzfrequenz, beispielsweise oberhalb von 10 Kilohertz, verhindert oder vermindert, und damit die Leistung der abgestrahlten Störstrahlung insbesondere im Bereich hoher Frequenzen, beispielsweise oberhalb von 10 Kilohertz, verringert.
  • Die dadurch ermöglichte Ausbildung der Oberspannungsprimärwicklung als Lagenwicklung bietet zum Einen einen Kostenvorteil gegenüber der aufwändigeren Spulenwicklung bei gleichzeitiger Einhaltung der Anforderungen hinsichtlich der abgestrahlten Störleistung.
  • Zum Anderen ermöglicht es die Erfindung in vorteilhafter Weise, den in Fahrzeugen oft beschränkten Bauraum für einen Traktionstransformator optimal auszunutzen, da auf weitere Maßnahmen zur Änderung des Impedanzverlaufs, beispielsweise durch Änderung der Abmessungen oder der Geometrie des Traktionstransformators, verzichtet werden kann.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass Traktionstransformatoren, welche bislang Vorgaben eines Bahnsystembetreibers hinsichtlich der abgestrahlten Störleistung verletzt haben, durch das erfindungsgemäße Einfügen eines Schirmzylinders so modifiziert werden, dass die Einhaltung dieser Vorgaben erreicht wird.
  • Damit werden zusätzliche Anpassungskosten vermieden und das Entwicklungsrisiko und die Entwicklungszeit für einen solchen Traktionstransformator können gesenkt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst der Schirmzylinder einen in einer radialen Richtung innen liegenden inneren Isolationszylinder aus elektrisch isolierendem Material und einen in radialer Richtung außen liegenden äußeren Isolationszylinder aus elektrisch isolierendem Material, wobei die elektrisch leitfähige Schirmungslage konzentrisch zwischen dem inneren Isolationszylinder und dem äußeren Isolationszylinder angeordnet ist.
  • In besonders vorteilhafter Weise werden durch diese Ausführungsform die Oberspannungsprimärwicklung, die Unterspannungssekundärwicklung sowie die elektrisch leitfähige Schirmungslage jeweils voneinander elektrisch isoliert.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist/sind das mindestens eine Ringband und/oder das mindestens eine Längsband aus Kupfer gefertigt.
  • Da Kupfer einen geringen spezifischen Widerstand aufweist, ist es in besonderem Maß geeignet, elektrischen Strom aus einem größeren Oberflächenbereich der Umhüllung des Schirmungsgeflechts abzuführen. In vorteilhafter Weise können daher die Abstände zwischen den Ringbändern größer gewählt werden, als dies bei einem Material mit größerem spezifischen Widerstand möglich gewesen wäre.
  • Ein weiterer Vorteil bei der Verwendung von Kupfer ist dessen vergleichsweise sehr geringe magnetische Permeabilität. Dadurch wird die Ausbreitung des Magnetflusses von der Oberspannungswicklung in die Traktionssekundärwicklung nicht oder nur minimal beeinträchtigt.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem inneren Isolationszylinder und dem Schirmungsgeflecht wenigstens eine erste Lage Isolationspapier angeordnet.
  • In vorteilhafter Weise wird durch das Aufbringen von Isolationspapier der innere Isolationszylinder vor einer mechanischen Beschädigung beim Aufbringen der Ringbänder geschützt. Dies vermindert zusätzlich das Risiko eines zu geringen Isolationswiderstands zwischen der Schirmungslage des Schirmzylinders und der Traktionssekundärwicklung.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem äußeren Isolationszylinder und der Umhüllung des Schirmungsgeflechts wenigstens eine zweite Lage Isolationspapier angeordnet.
  • Analog zur Wirkung der ersten Lage Isolationspapier bewirkt die zweite Lage Isolationspapier einen Schutz des äußeren Isolationszylinders vor mechanischer Beschädigung durch die Umhüllung aus flexiblem elektrischem Material und die darunter liegenden Ringbänder und Längsbänder.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Umhüllung des Schirmungsgeflechts als elektrisch leitfähiges Leitpapier oder als ein Kupfergewebe ausgebildet.
  • Die Montage des Transformators wird durch die Verwendung eines flexiblen elektrisch leitfähigen Materials besonders erleichtert, da damit zum Einen Toleranzschwankungen im Durchmesser der darunter liegenden Traktionssekundärwicklung ausgeglichen werden können. Zum Anderen ist es mit flexiblem Material möglich, eine geschlossene elektrisch leitfähige Umhüllung des Schirmungsgeflechts durch Umwickeln eines Schenkels eines Transformatorkerns mit geschlossenem Joch herzustellen.
  • Leitpapier und Kupfergewebe eignen sich zur Umhüllung in besonderem Maß, da sie eine hohe elektrische Leitfähigkeit und eine geringe magnetische Permeabilität aufweisen. Ein besonderer Vorteil bei der Verwendung von Kupfergewebe ist ferner dessen mechanische Stabilität und Robustheit gegen ein Zerreißen und ein Zerbrechen beispielsweise an Knickstellen.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem Schirmzylinder und mindestens einer der Wicklungen eine Wärmeleitvorrichtung angeordnet.
  • Durch den Ohmschen Widerstand des Wicklungsdrahts entsteht im Inneren einer Wicklung Wärme. In vorteilhafter Weise wird diese Wärme mittels Wärmeleitvorrichtungen zum Gehäuse des Transformators transportiert. Dies erlaubt einerseits einen Betrieb des Transformators mit einer höheren Übertragungsleistung und ermöglicht andererseits die Verwendung von Wicklungsdraht mit geringerem Querschnitt und verbessert somit insgesamt die Effizienz eines Transformators.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist eine Wärmeleitvorrichtung wenigstens einen Ölkanal zum Transport von Transformatorenöl auf.
  • Bei einer Füllung des Transformators mit Transformatoröl sind die Wicklungen vollständig vom Transformatoröl umschlossen. Dies erlaubt eine gute Wärmeabgabe vom Wicklungsdraht an das umgebende Transformatoröl. Dieses wiederum kann die Wärme an das Transformatorengehäuse und/oder an Kühlvorrichtungen, beispielsweise in der Art eines lüftergekühlten Wärmetauschers, abgeben.
  • Für die Ableitung von Wärme aus inneren Wicklungsbereichen ist es vorteilhaft, Vorrichtungen zum Transport von Transformatoröl von und nach diesen inneren Wicklungsbereichen vorzusehen. Ein Ölkanal erlaubt eine verbesserte Zirkulation des Transformatoröls zwischen den inneren Wicklungsbereichen und Ölreservoirs, welche in direktem Kontakt zum Transformatorgehäuse und/oder zur Kühlvorrichtungen stehen. Durch die Anordnung eines Ölkanals zwischen einem Isolationszylinder und einer Wicklung wird eine Unterbrechung des Ölflusses durch den Isolationszylinder vermieden. In vorteilhafter Weise kann sich dadurch erwärmtes Transformatoröl aus dem vom Schirmzylinder eingeschlossenen Bereich leicht in einen äußeren, gekühlten Bereich ausbreiten.
  • Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Transformators wird/werden erfindungsgemäß
    • um eine Traktionssekundärwicklung ein erster Ölkanal angeordnet,
    • um den ersten Ölkanal ein innerer Isolationszylinder angeordnet,
    • auf den inneren Isolationszylinder wenigstens eine erste Lage Isolationspapier gewickelt,
    • Ringbänder in festgelegten Abständen zueinander um die wenigstens eine erste Lage Isolationspapier angeordnet,
    • die Ringbänder durch mindestens ein Längsband elektrisch leitfähig miteinander zu einem Schirmungsgeflecht verbunden,
    • um dieses Schirmungsgeflecht eine Umhüllung aus flexiblem elektrisch leitfähigem Material gewickelt,
    • um die Umhüllung wenigstens eine zweite Lage Isolationspapier gewickelt,
    • ein äußerer Isolationszylinder um die wenigstens eine zweite Lage Isolationspapier herum angeordnet,
    • um den äußeren Isolationszylinder ein zweiter Ölkanal angeordnet,
    • eine Oberspannungsprimärwicklung auf den zweiten Ölkanal in einer Lagenwicklungsanordnung gewickelt und
    • die Bänder mit einem Erdkontakt des Transformators elektrisch verbunden.
  • Es ist ein Vorteil dieses Verfahrens, dass die Herstellung eines Transformators mit den oben beschriebenen vorteilhaften Eigenschaften in einer entlang einer radialen Richtung von innen nach außen fortschreitenden Reihenfolge erfolgt.
  • In vorteilhafter Weise können somit aus dem Stand der Technik bekannte Herstellungsverfahren für Transformatoren verwendet werden.
  • Ein besonderer Vorteil dieses Verfahrens ist die Ausführung der Oberspannungsprimärwicklung in einer Lagenwicklungsanordnung, die im Vergleich zu einer anderen Wicklungsanordnung, beispielsweise zu einer Spulenwicklungsanordnung, einfacher herzustellen ist. Beispielsweise ist die Herstellung einer Oberspannungsprimärwicklung eines Traktionstransformators in Lagenwicklungsanordnung durch einen einzelnen Bearbeiter möglich, während zur Herstellung in Spulenwicklungsanordnung oft zwei Bearbeiter benötigt werden.
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden.
  • Dabei zeigen:
    • FIG 1
    schematisch den frequenzabhängigen Verlauf der Impedanz ohne Schirmzylinder aus dem Stand der Technik,
    FIG 2
    schematisch einen Schnitt in axialer Richtung durch eine Röhrenwicklungsanordnung mit Schirmzylinder,
    FIG 3
    schematisch einen Schnitt in radialer Richtung durch eine Röhrenwicklungsanordnung mit Schirmzylinder,
    FIG 4
    schematisch den Aufbau einer Schirmungslage und
    FIG 5
    schematisch den frequenzabhängigen Verlauf der Impedanz mit Schirmzylinder.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Figur 1 zeigt schematisch den Verlauf der Eingangsimpedanz eines Traktionstransformators entlang einer Impedanzachse Z über der Frequenz entlang einer Frequenzachse f aus dem Stand der Technik in doppelt logarithmischer Darstellung.
  • Damit die Betriebssicherheit elektrischer Bahnanlagen gewährleistet ist, muss eine elektrisch angetriebene Lokomotive für die Zulassung zum Betrieb festgelegte Grenzwerte für die elektromagnetische Störstrahlung einhalten. Für Traktionstransformatoren besteht deshalb die Forderung, den Störstrom zu begrenzen. Der Soll-Impedanzverlauf 1 gibt die hierzu minimal erforderliche Impedanz in einem kritischen Frequenzbereich, beispielsweise zwischen 100 Hertz und 150 Kilohertz, an.
  • Aus dem Stand der Technik bekannte Traktionstransformatoren mit Lagenwicklung weisen einen Impedanzverlauf 2.1 ohne Schirmzylinder auf, der typischerweise in einem oberen Frequenzbereich, beispielsweise oberhalb von 10 Kilohertz, den Soll-Impedanzverlauf 1 unterschreitet.
  • Diese verringerte Impedanz wird bei hohen Frequenzen durch den kapazitiven Anteil der Impedanz bewirkt, der bekanntlich betragsmäßig umgekehrt proportional zur Frequenz ist. Dadurch wird eine Störstrahlung verursacht, die punktuell oder über Frequenzbereiche hinweg über dem zugelassenen Grenzwert liegt.
  • Die Figuren 2 und 3 zeigen schematisch Schnittdarstellungen eines Ausführungsbeispiels für die koaxiale Anordnung eines Schirmzylinders 6 zwischen einer Traktionssekundärwicklung 3 und einer Oberspannungsprimärwicklung 4 eines Transformators T. Beide Wicklungen 3, 4 sind zueinander und zu einem magnetisch leitfähigen Kern 5 ebenfalls konzentrisch angeordnet. Figur 2 zeigt einen Schnitt in axialer Richtung durch eine Röhrenwicklungsanordnung mit Schirmzylinder 6, Figur 3 zeigt einen Schnitt in radialer Richtung R.
  • Der Schirmzylinder 6 umfasst einen in einer radialen Richtung R inneren Isolationszylinder 6.1 und einen in einer radialen Richtung R äußeren Isolationszylinder 6.2 sowie eine zwischen den Isolationszylindern 6.1, 6.2 angeordnete elektrisch leitfähige Schirmungslage 6.3.
  • In weiteren Ausführungsformen der Erfindung ist es möglich, zwischen dem Schirmzylinder 6 und mindestens einer Wicklung 3, 4 Kühlvorrichtungen anzuordnen, beispielsweise Ölkanäle zum Transport von Transformatorenöl.
  • Die elektrisch leitfähige Schirmungslage 6.3 umfasst mehrere konzentrisch zum Kern 5, der Traktionssekundärwicklung 3 sowie dem inneren Isolationszylinder 6.1 angeordnete Ringbänder 6.3.1 aus elektrisch leitfähigem Material. Diese Ringbänder 6.3.1 sind entlang einer axialen Richtung A in näherungsweise gleichen Abständen angeordnet und mit mindestens einem Längsband 6.3.2 aus elektrisch leitfähigem Material untereinander elektrisch verbunden.
  • Um das Geflecht aus Ringbändern 6.3.1 und mindestens einem Längsband 6.3.2 ist eine nicht dargestellte Umhüllung aus flexiblem elektrisch leitfähigem Material angeordnet. Diese Umhüllung kann beispielsweise als elektrisch leitfähiges Leitpapier oder als ein Kupfergewebe ausgebildet sein.
  • Figur 4 zeigt schematisch weitere Details der Schirmungslage 6.3. Der hier nicht dargestellte innere Isolationszylinder 6.1 umschließt die Traktionssekundärwicklung 3. Er kann ferner optional einen Ölkanal umschließen. Um diesen inneren Isolationszylinder 6.1 sind mehrere Lagen Isolationspapier gewickelt. Auf der in radialer Richtung R äußersten Lage des Isolationspapiers sind die Ringbänder 6.3.1 angeordnet und mit Klebestreifen 6.3.3 fixiert. Auf den Ringbändern 6.3.1 ist mindestens ein in axialer Richtung A ausgedehntes Längsband 6.3.2 angeordnet, mit Klebestreifen 6.3.3 fixiert und mit den Ringbändern 6.3.1 elektrisch verbunden. In radialer Richtung R ist über den Ringbändern 6.3.1 und dem mindestens einen Längsband 6.3.2 die Umhüllung aus flexiblem elektrisch leitfähigem Material angeordnet. In axialer Richtung A erstreckt sich die Schirmungslage 6.3 über die gesamte Länge der Wicklungen 3, 4.
  • Mindestens ein Längsband 6.3.2 wird mittels eines Kabelschuhs 6.3.4 mit dem Erdkontakt des Transformators T verbunden.
  • In der Gesamtheit wirken die Bänder 6.3.1, 6.3.2 und die Umhüllung aus flexiblem elektrisch leitfähigem Material als Faradayscher Käfig, der näherungsweise eine Äquipotenzialfläche mit dem elektrischen Potenzial des Erdkontakts darstellt. Dadurch wird die Ausbreitung des elektrischen Feldes zwischen der inneren Traktionssekundärwicklung 3 und der äußeren Oberspannungsprimärwicklung 4 verhindert oder stark gemindert. Damit sinkt die kapazitive Kopplung zwischen der Oberspannungsprimärwicklung und der Traktionssekundärwicklung. Dies bewirkt in vorteilhafter Weise eine Verringerung des Störstroms und somit eine verringerte Leistung der Störstrahlung vorzugsweise im oberen, vom kapazitiven Impedanzanteil bestimmten Frequenzbereich.
  • Figur 5 zeigt schematisch den Impedanzverlauf 2.2 eines Transformators T beim Einsatz eines Schirmzylinders 6. Durch die verringerte Kapazität sind die Impedanzeinbrüche bei hohen Frequenzen, beispielsweise oberhalb von 10 Kilohertz, verringert. Der Impedanzverlauf 2.2 mit Schirmzylinder liegt somit im gesamten spezifizierten Frequenzbereich über den Werten, die durch den Soll-Impedanzverlauf 1 vorgegeben sind. Damit ist sichergestellt, dass die festgelegten Obergrenzen für die abgestrahlte Störleistung durch den Transformator T mit Schirmzylinder 6 eingehalten werden.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims (11)

  1. Transformator (T) mit einer Oberspannungsprimärwicklung (4) und einer Unterspannungssekundärwicklung in einer Röhrenwicklungsanordnung sowie einem konzentrisch dazwischen angeordneten Schirmzylinder (6), wobei
    - der Schirmzylinder (6) mindestens eine zur Zylindermantelfläche näherungsweise konzentrische elektrisch leitfähige Schirmungslage (6.3) umfasst und die Schirmungslage mindestens ein ringförmig um die Zylinderachse angeordnetes Ringband (6.3.1) aus elektrisch leitfähigem Material umfasst und die Schirmungslage (6.3) mit einem Erdkontakt des Transformators (T) elektrisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schirmungslage (6.3),
    - mindestens ein in axialer Richtung (A) ausgedehntes Längsband (6.3.2) aus elektrisch leitfähigem Material und
    - eine flexible, schlauchartig um ein Schirmungsgeflecht aus diesen Bändern (6.3.1, 6.3.2) angeordnete Umhüllung aus elektrisch leitfähigem Material umfasst, welche miteinander elektrisch verbunden sind.
  2. Transformator (T) nach Anspruch 1, wobei die Oberspannungsprimärwicklung (4) in radialer Richtung (R) außen liegt und als Lagenwicklung ausgeführt ist.
  3. Transformator (T) nach Anspruch 2, wobei
    - die Unterspannungssekundärwicklung als Traktionssekundärwicklung (3) zur Versorgung einer elektrischen Antriebsmaschine eines Fahrzeugs ausgebildet ist und eine geringere Anzahl an Windungen aufweist als die Oberspannungsprimärwicklung (4) und
    - diese Traktionssekundärwicklung (3) konzentrisch innerhalb des Schirmzylinders (6) angeordnet ist.
  4. Transformator (T) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schirmzylinder (6)
    - einen in einer radialen Richtung (R) innen liegenden inneren Isolationszylinder (6.1) aus elektrisch isolierendem Material und
    - einen in radialer Richtung (R) außen liegenden äußeren Isolationszylinder (6.2) aus elektrisch isolierendem Material
    umfasst und wobei die elektrisch leitfähige Schirmungslage (6.3) konzentrisch zwischen dem inneren Isolationszylinder (6.1) und dem äußeren Isolationszylinder (6.2) angeordnet ist.
  5. Transformator (T) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das mindestens eine Ringband (6.3.1) und/oder das mindestens eine Längsband (6.3.2) aus Kupfer gefertigt sind.
  6. Transformator (T) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei wenigstens eine erste Lage Isolationspapier zwischen dem inneren Isolationszylinder (6.1) und dem Schirmungsgeflecht angeordnet ist.
  7. Transformator (T) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei wenigstens eine zweite Lage Isolationspapier zwischen dem äußeren Isolationszylinder (6.2) und der Umhüllung des Schirmungsgeflechts aus den Bändern (6.3.1, 6.3.2) angeordnet ist.
  8. Transformator (T) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Umhüllung des Schirmungsgeflechts aus den Bändern (6.3.1, 6.3.2) als elektrisch leitfähiges Leitpapier oder als ein Kupfergewebe ausgebildet ist.
  9. Transformator (T) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine Wärmeleitvorrichtung zwischen dem Schirmzylinder (6) und mindestens einer der Wicklungen (3, 4) angeordnet ist.
  10. Transformator (T) nach Anspruch 9, wobei wenigstens eine Wärmeleitvorrichtung wenigstens einen Ölkanal zum Transport von Transformatorenöl aufweist.
  11. Verfahren zur Herstellung eines Transformators (T), wobei
    - um eine Traktionssekundärwicklung (3) ein erster Ölkanal angeordnet wird,
    - um den ersten Ölkanal ein innerer Isolationszylinder (6.1) angeordnet wird,
    - auf den inneren Isolationszylinder (6.1) wenigstens eine erste Lage Isolationspapier gewickelt wird,
    - Ringbänder (6.3.1) in festgelegten Abständen zueinander um die wenigstens eine erste Lage Isolationspapier angeordnet werden,
    - die Ringbänder (6.3.1) durch mindestens ein Längsband (6.3.2) elektrisch leitfähig miteinander zu einem Schirmungsgeflecht verbunden werden,
    - um dieses Schirmungsgeflecht, und hiermit elektrisch leitend verbunden, eine Umhüllung aus flexiblem elektrisch leitfähigem Material gewickelt wird,
    - um die Umhüllung wenigstens eine zweite Lage Isolationspapier gewickelt wird,
    - ein äußerer Isolationszylinder (6.2) um die wenigstens eine zweite Lage Isolationspapier herum angeordnet wird,
    - um den äußeren Isolationszylinder (6.2) ein zweiter Ölkanal angeordnet wird,
    - eine Oberspannungsprimärwicklung (4) auf den zweiten Ölkanal in einer Lagenwicklungsanordnung gewickelt wird und
    - die Bänder (6.3.1, 6.3.2) mit einem Erdkontakt des Transformators (T) elektrisch verbunden werden.
EP12161388.9A 2012-03-27 2012-03-27 Transformator und Verfahren zur Herstellung eines Transformators Active EP2645384B1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12161388.9A EP2645384B1 (de) 2012-03-27 2012-03-27 Transformator und Verfahren zur Herstellung eines Transformators
PL12161388T PL2645384T3 (pl) 2012-03-27 2012-03-27 Transformator i sposób wytwarzania transformatora
CN201380015198.4A CN104170035B (zh) 2012-03-27 2013-03-14 变压器和用于制造变压器的方法
PCT/EP2013/055247 WO2013143865A1 (de) 2012-03-27 2013-03-14 Transformator und verfahren zur herstellung eines transformators

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12161388.9A EP2645384B1 (de) 2012-03-27 2012-03-27 Transformator und Verfahren zur Herstellung eines Transformators

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP2645384A1 EP2645384A1 (de) 2013-10-02
EP2645384B1 true EP2645384B1 (de) 2018-11-14

Family

ID=47915183

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP12161388.9A Active EP2645384B1 (de) 2012-03-27 2012-03-27 Transformator und Verfahren zur Herstellung eines Transformators

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2645384B1 (de)
CN (1) CN104170035B (de)
PL (1) PL2645384T3 (de)
WO (1) WO2013143865A1 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103996507B (zh) * 2014-05-26 2016-02-24 中国铁路总公司 卷铁芯牵引变压器
CN104916413B (zh) * 2015-06-05 2017-10-17 卧龙电气集团股份有限公司 一种AT供电330kV牵引变压器引线容性屏蔽结构
CN105097253A (zh) * 2015-09-16 2015-11-25 浙江江山变压器股份有限公司 油浸式变压器局部放电试验用抑制电源干扰的隔离变压器
CN107978441A (zh) * 2017-11-11 2018-05-01 河南森源电气股份有限公司 Gis电流互感器及其屏蔽筒
WO2019174847A1 (de) 2018-03-13 2019-09-19 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische maschine
AT522601A1 (de) * 2019-05-13 2020-12-15 Omicron Electronics Gmbh Hochspannungstransformator, Verfahren zum Herstellen eines Hochspannungstransformators sowie Prüfsystem und Prüfsignalvorrichtung mit einem Hochspannungstransformator
WO2024104618A1 (de) * 2022-11-14 2024-05-23 Siemens Mobility GmbH Transformatorschirmung mit resonanzdämpfender erdanbindung

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3678428A (en) * 1971-05-17 1972-07-18 Westinghouse Electric Corp Interwinding shield for power transformers
US4176334A (en) * 1975-08-25 1979-11-27 Hughes Aircraft Company High voltage transformer and process for making same
DK0466642T3 (da) * 1990-07-10 1994-05-16 Weidmann H Ag Afskærmning til et elektrisk apparat
CN2416585Y (zh) * 2000-03-15 2001-01-24 顺德特种变压器厂 户外式柱上干式变压器
DE102005015785A1 (de) * 2005-04-01 2006-11-16 Siemens Ag Transformator mit elektrischer Abschirmung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *

Also Published As

Publication number Publication date
EP2645384A1 (de) 2013-10-02
CN104170035A (zh) 2014-11-26
WO2013143865A1 (de) 2013-10-03
PL2645384T3 (pl) 2019-05-31
CN104170035B (zh) 2016-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2645384B1 (de) Transformator und Verfahren zur Herstellung eines Transformators
AT507024B1 (de) Drosselspule für elektrische energieversorgungsnetze mit reduzierten schallemissionen
DE69816101T2 (de) Leistungstransformator/induktanz
EP2428967B1 (de) Transformatorwicklung
EP2462596B1 (de) Stromkompensierte drossel und verfahren zur herstellung einer stromkompensierten drossel
WO2005090111A2 (de) Magnetanordnung für trag-, für- und/oder bremssysteme bei magnetschwebefahrzeugen
EP2620958B1 (de) Abschirmvorrichtung für ein elektrisch leitfähiges Verbindungselement
DE1292744B (de) Hochspannungswicklung fuer Transformatoren und Drosselspulen
DE102013200273A1 (de) Elektrische Last-Steuer-/Regelvorrichtung
EP1529296B1 (de) Wicklungsanordnung
EP1783786B1 (de) Kabelsystem mit magnetischer Schirmungshülle
DE102015118652A1 (de) Spulenanordnung
EP2246948A2 (de) Anordnung zur Magnetfeldkompensation bei Starkstromkabeln
EP0810815B1 (de) Röntgeneinrichtung
DE10049817B4 (de) Induktionsvorrichtung mit Dämpfungseinrichtung
DE69917610T2 (de) Hochfrequenzdämpfer für transformatoren
DE102016210152A1 (de) Hochfrequenzleitung und Verwendung einer solchen
EP2351056B1 (de) Barrierenanordnung für eine leitungsdurchführung
WO2019020311A1 (de) Steckbare hochspannungsdurchführung und elektrisches gerät mit der steckbaren hochspannungsdurchführung
WO2019096737A1 (de) Spuleneinheit für ein induktives ladesystem
DE102014106480A1 (de) Streuverlustarme Transformatoren und Herstellungsverfahren für diese
DE102016223770A1 (de) Kabel, Verfahren zur Herstellung des Kabels und Energieversorgungssystem
EP0665561B1 (de) Ringkernstromwandler zum Einbau in eine metallgekapselte Hochspannungsschaltanlage
DE69917439T2 (de) Anordnung zur unterdrückung von windungstransienten
DE1174421B (de) Wicklungsanordnung fuer Leistungs-transformatoren hoher Spannung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

17P Request for examination filed

Effective date: 20140402

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20180620

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

Ref country code: AT

Ref legal event code: REF

Ref document number: 1065823

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20181115

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: NV

Representative=s name: SIEMENS SCHWEIZ AG, CH

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502012013805

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: MP

Effective date: 20181114

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG4D

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20181114

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20190314

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20190214

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20181114

Ref country code: NO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20190214

Ref country code: LT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20181114

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20181114

Ref country code: LV

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20181114

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20190314

Ref country code: AL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20181114

Ref country code: RS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20181114

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20181114

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20181114

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20190215

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20181114

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20181114

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20181114

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502012013805

Country of ref document: DE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20181114

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20181114

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20181114

Ref country code: SM

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20181114

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20190815

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20181114

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20181114

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20190327

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20190327

REG Reference to a national code

Ref country code: BE

Ref legal event code: MM

Effective date: 20190331

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20190327

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20190327

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20190331

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: TR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20181114

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20181114

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: MM01

Ref document number: 1065823

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20190327

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20190327

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R081

Ref document number: 502012013805

Country of ref document: DE

Owner name: SIEMENS ENERGY GLOBAL GMBH & CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, 80333 MUENCHEN, DE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20181114

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: HU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT; INVALID AB INITIO

Effective date: 20120327

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20181114

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PL

Payment date: 20230317

Year of fee payment: 12

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Payment date: 20230402

Year of fee payment: 12

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20240328

Year of fee payment: 13

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20240326

Year of fee payment: 13