EP4115435A1 - Elektrisches gerät mit beulenkessel - Google Patents

Elektrisches gerät mit beulenkessel

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EP4115435A1
EP4115435A1 EP21721848.6A EP21721848A EP4115435A1 EP 4115435 A1 EP4115435 A1 EP 4115435A1 EP 21721848 A EP21721848 A EP 21721848A EP 4115435 A1 EP4115435 A1 EP 4115435A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
section
winding
electrical device
barrier system
bulge
Prior art date
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Granted
Application number
EP21721848.6A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP4115435B1 (de
EP4115435C0 (de
Inventor
Jens Hoppe
Karsten LOPPACH
Christian Reichert
Thomas Wende
Bilen Özen
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 Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Energy Global GmbH and Co KG filed Critical Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Priority to EP25214168.4A priority Critical patent/EP4668298A3/de
Publication of EP4115435A1 publication Critical patent/EP4115435A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4115435B1 publication Critical patent/EP4115435B1/de
Publication of EP4115435C0 publication Critical patent/EP4115435C0/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • 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
    • H01F27/02—Casings
    • 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
    • H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
    • H01F27/321—Insulating of coils, windings, or parts thereof using a fluid for insulating purposes only
    • 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

Definitions

  • the invention relates to an electrical device for connection to a high-voltage network with a tank filled with insulating fluid, which has at least one side wall which forms a flat wall section and a bulge section which enlarges the inner volume of the tank and which is arched radially outward and extends between two axial edges, an active part arranged in the tank, which has a core and at least one winding enclosing a section of the core, and at least one winding barrier system enclosing one or more windings, the bulge section being designed to complement a section of the winding barrier system and at a distance from it.
  • Transformers for example, have an active part that has a magnetizable core that is formed from sheet iron that lies against one another with their flat sides. The core forms a closed magnetic circuit.
  • the core forms three legs, for example, which are connected to one another via a lower and upper yoke.
  • Each core leg is surrounded by an inner secondary winding and an outer primary winding.
  • the core and the said windings are arranged concentrically to one another.
  • the object of the invention is therefore to improve the reduction of the field in the edge area and thus avoid an electrical flashover.
  • the invention solves this problem in that an additional barrier is arranged between the winding barrier system and the bulge section, which has a rounded section facing the bulge section and bent radially outward and two flat planar sections, each of which extends from the round section at an axial fold extend towards a free end.
  • an additional barrier is arranged between the bulge section of the side wall for dividing the free oil path.
  • the additional barrier has a Rundab section that is bent radially outwards, similar to the bulge section.
  • two flat plan sections are provided, each extending in a plane, so that a sharp bend, a fold or, in other words, a fold is formed between each plan section and the Rundab section. This fold extends in the axial direction, whereas the round section as the Beulenab section of the side wall is bent radially outward and is thus rounded.
  • the two plan sections of the access sentence barriers extend from the round section to their free end.
  • an additional barrier designed according to the invention advantageously divides the free oil path, in particular at the kinks in the side wall, in an electrically advantageous manner.
  • an electrical device is thus provided whose active part can be designed for higher powers, that is to say higher voltages or higher currents, without having to deviate from the required transport dimensions.
  • the electrical device according to the invention is, for example, a transformer or a choke. If the electrical device is a transformer, it has one or more pairs of inductively coupled windings. The two windings of a winding pair are arranged concentrically to one another, for example, with one winding being a low-voltage winding and the other winding being a high-voltage winding. A core leg extends through both windings as a core section.
  • the winding barrier system is advantageously formed from a number of barriers which limit oil channels between them, so that there is an improved reduction of the electrical field in the radial direction.
  • the barriers are made from pressboard.
  • Such barrier systems are, however, known to the person skilled in the art, so that a description of the exact structure of such a barrier system can be dispensed with at this point.
  • the barrier system preferably has a circular cylindrical outer contour.
  • the additional barrier which is advantageously made from an electrically non-conductive material, for example from pressboard, extends between this barrier system.
  • the additional barrier is also made of paper or cardboard.
  • the round section is advantageously designed to be complementary in shape to the bulge section. According to this advantageous further development of the invention, the round section has a constant distance from the rounded outwardly curved bulge section.
  • Planab sections each extend parallel to the flat wall section of the side wall. If the plan sections are aligned parallel to the plan section of the side wall of the electrical device according to the invention, the electrical field at the edges of the side wall is subdivided even further.
  • the additional barrier is held at a distance from the winding barrier system and from the bulge section by means of at least one folding segment arranged at a distance from the winding barrier system and by means of a retaining strap.
  • the holding of the additional barrier takes place in the context of the invention by means of a retaining strap and with the help of cap segments.
  • the cap segments which are usually installed in the boiler anyway, are used to hold the additional barrier.
  • the retaining band which is designed, for example, as a flat band, it stretches around the additional barrier system, so that it is, for example, with its flat side on its outer contour. From there, it is wrapped around the round section of the additional barrier system, with suitable passage openings or slots being provided in the additional barrier.
  • the retaining strap consists, for example, of cardboard, paper or some other formable pressboard.
  • a stopper is provided, which extends between tween the winding barrier system and the plan section of the additional barrier.
  • the adjuster which can also be referred to synonymously as a spacer, is also made of pressboard, cardboard or paper and is used to align the respective plan section of the additional barrier, the free end of which could otherwise freely align.
  • the stopper is expediently attached to the winding barrier system via the retaining strap.
  • Cords made of cardboard, paper or another non-conductive material are used for fastening to the respective plan section, for example at the free end of each plan section.
  • the operator has appropriate feed-through openings.
  • each employee is provided with slots through which the retaining strap can be passed.
  • the winding barrier system has a circular cylindrical outer contour and the bulge portion be bounded by a portion of a circular hollow cylinder, where the winding barrier system and the bulge portion are arranged concentrically to each other.
  • the windings are cylindrically configured and concentric to one another and to the core limb surrounded by them.
  • this also applies to the winding barrier system, which then also has an effect on the bulge section due to the shape-complementary design. This is then a segment or section of a circular cylinder.
  • the bulge section and the round section each limit a section of a hollow cylinder, the hollow cylinder having different radii and the bulge section and the round section being arranged concentrically to one another.
  • the section above for Beulenab and the winding barrier system also applies to the round section and the bulge section.
  • Figure 1 is a sectional plan view of an electrical device according to the prior art
  • Figure 2 shows an embodiment of the electrical device according to the invention in a cut plan view
  • Figure 3 shows the attachment of the additional barrier to the winding barrier system
  • Figure 4 illustrate the attachment of the cap segment and the Segmen te of the winding barrier system in a perspective view.
  • Figure 1 shows an embodiment of an electrical Ge device 1 according to the prior art in a cut cross-sectional view from above.
  • the electrical device 1 shown is designed as a power transformer 1, which has a tank filled with an insulating fluid, from which a side wall 2 can be seen only Lich.
  • the side wall 2 has a planar wall section 3 and a bulge section 4 which is radially outwardly arched in the inner volume of the boiler.
  • the bulge portion is arranged between two axia len edges 5 and 6 extending in an axial direction.
  • the axial direction in FIG. 4 goes into the plane of the drawing or comes out of the plane of the drawing.
  • a high-voltage winding 7 and a low-voltage winding 8 are arranged, which concentrically zuei- nander and are arranged to form a core leg, not shown in the figures.
  • the bulge section 4 is curved outward to enlarge the internal volume of the tank, so that a required minimum distance is maintained between the high-voltage winding 7 and the side wall 2 and high electrical field strengths with voltage flashovers inside the transformer 1 are avoided.
  • high electric field strengths can occur at the edges shown as corners in the sectional view shown, so that the operating voltage of the power transformer cannot be increased further without chips being produced at these corners or bevels flashovers occur that would irreparably damage the electrical device.
  • FIG. 2 shows an embodiment of the electrical device 9 according to the invention, which leads out again as a transformer 9.
  • the transformer 9, only partially shown in a sectional plan view, has a tank or boiler, of which only one side wall 2 is shown in FIG.
  • the bulge section 4 extends between edges 5 and 6 which extend in the axial direction and which are illustrated in FIG. 2 as corners 5 and 6 due to the selected sectional representation.
  • the transformer 9 is filled with an insulating fluid, for example a mineral oil or an ester liquid.
  • an insulating fluid for example a mineral oil or an ester liquid.
  • a magnetizable core is arranged, of which only one core leg 10 can be seen in FIG.
  • the core leg 10 is concentrically enclosed by a low-voltage winding 8 and a high-voltage winding 7.
  • the two windings 7 and 8 are in turn surrounded by a barrier system 11 which consists of individual barriers 12 that are radially spaced from one another. Between Barriers 12 of the barrier system 11 are oil channels installed, which heighten the electrical strength of the transformer 9.
  • an additional barrier 13 can be seen, which has egg NEN the bulge section 4 facing round section 14, of which two plan sections 15 and 16 each extend to a free end.
  • the round section 14 is designed complementary in shape to the circular cylindrical outer contour of the winding barrier system 11 and complementary in shape to the bulge section 4 of the side wall 2.
  • the plan sections 15 and 16 extend essentially parallel to the planar wall sections 3 of the side wall 2. In other words, the plan sections 15 extend and 16 from the axial folds 17 and 18, which are shown again as corners in FIG. 2 due to the two-dimensional representation.
  • the round section 14 merges into one of the plan sections 15 and 16 at said axial folds 17 and 18.
  • the additional barrier 13 is formed in one piece.
  • the additional barrier consists of pressboard. Notwithstanding this, however, other electrically non-conductive materials can also be used to produce the additional barrier.
  • the additional barrier consists of cardboard, paper or even an electrically non-conductive plastic.
  • FIG. 3 shows the attachment of the additional barrier 13 in more detail. It can be seen that this is held at a distance from the outer barrier 12 of the winding barrier system 11 with the aid of cap segments 19.
  • the cap segments 19, which are also rounded, are L-shaped in a longitudinal sectional view and are clamped to a lower fastening system 20 at their shorter foot end.
  • the fastening system 20 is also used to fasten the barriers 12 of the winding barrier system 11 and is here on the bottom of the tank. orderly. Between two juxtaposed Kappseg elements 19 are formed longitudinal slots, through each of which a plan portion 16 of the additional barrier 13 extends.
  • a retaining strap 21 is provided, which consists of cardboard and is designed as a flat band.
  • the flat side of the retaining strap rests against the outer contour of the winding barrier system 11 and is guided from there through a slot 22 in the round section 14 of the additional barrier 13, so that the retaining strap 21 surrounds the round section from the outside and thus provides additional support for the additional barrier 13 .
  • a spacer or adjuster 22 can be seen which has a bent foot section 23 with which it rests against the outer contour of the winding barrier system 11.
  • the retaining strap is guided over the foot section, so that the foot section 23 is pressed by the retaining strap 21 against the winding barrier system 11.
  • an adjuster slot 24 is formed, through which the retaining strap 21 is guided.
  • the actuator 22 is designed to be dimensionally stable, so that it ensures a firm and stable alignment of the plan sections 16 to the planar wall sections.
  • FIG. 4 illustrates the fastening of the cap segments 19 to the fastening system 20.
  • the L-shaped configuration of the cap segments 19 in longitudinal section can be seen.
  • the inner barriers 12 of the winding barrier system 11 can be seen on the basis of a partially transparent representation.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Housings And Mounting Of Transformers (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
  • Transformers For Measuring Instruments (AREA)

Abstract

Um ein elektrisches Gerät (9) zum Anschluss an ein Hochspannungsnetz mit einem mit Isolierfluid befüllten Kessel, der wenigstens eine Seitenwand (2) aufweist, die einen planen Wandabschnitt (3) und einen das Innenvolumen des Kessels vergrößernden radial nach außen gewölbten Beulenabschnitt (4) ausbildet, der sich zwischen zwei axialen Kanten (5, 6) erstreckt, ferner mit einem in dem Kessel angeordneten Aktivteil, das einen Kern (10) und wenigstens eine einen Abschnitt des Kerns (10) umschließende Wicklung (7,8) aufweist, und mit wenigstens einem eine oder mehrere Wicklungen (7,8) umschließenden Wicklungsbarrierensystem (11), wobei der Beulenabschnitt (4) formkomplementär zu einem Abschnitt des Wicklungsbarrierensystem (11) ausgebildet ist und diesem mit Abstand gegenüber liegt, bereitzustellen, das eine erhöhte Spannungsfestigkeit aufweist, wird vorgeschlagen, dass zwischen dem Wicklungsbarrierensystem (11) und dem Beulenabschnitt (4) eine Zusatzbarriere (13) angeordnet ist, die einen dem Beulenabschnitt (4) zugewandten und radial nach außen gebogenen Rundabschnitt (14) und zwei ebene Planabschnitte (15, 16) aufweist, die sich jeweils an einer axialen Falz (17, 18) von dem Rundabschnitt (14) aus zu einem freien Ende hin erstrecken.

Description

Beschreibung
Elektrisches Gerät mit Beulenkessel
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Gerät zum Anschluss an ein Hochspannungsnetz mit einem mit Isolierfluid befüllten Kessel, der wenigstens eine Seitenwand aufweist, die einen planen Wandabschnitt und einen das Innenvolumen des Kessels vergrößernden radial nach außen gewölbten Beulenabschnitt ausbildet, der sich zwischen zwei axialen Kanten erstreckt, einem in dem Kessel angeordneten Aktivteil, das einen Kern und wenigstens eine einen Abschnitt des Kerns umschließende Wicklung aufweist, und wenigstens einem eine oder mehrere Wicklungen umschließenden Wicklungsbarrierensystem, wobei der Beulenabschnitt formkomplementär zu einem Abschnitt des Wick lungsbarrierensystem ausgebildet ist und diesem mit Abstand gegenüber liegt.
Ein solches elektrisches Gerät ist aus der Praxis bekannt. So weisen beispielsweise Transformatoren ein Aktivteil auf, das über einen magnetisierbaren Kern verfügt, der aus mit ihren Flachseiten aneinander liegenden Eisenblechen gebildet ist. Dabei bildet der Kern einen geschlossenen Magnetkreis aus.
Die Eisenbleche werden mithilfe eines Pressrahmens aneinander gepresst. Bei dreiphasigen Aktivteilen bildet der Kern bei spielsweise drei Schenkel aus, die über ein unteres und obe res Joch miteinander verbunden sind. Dabei ist jeder Kern schenkel von einer inneren Sekundärwicklung und einer äußeren Primärwicklung umgeben. Der Kern und die besagten Wicklungen sind konzentrisch zueinander angeordnet.
Durch die Steigerung von Leistung und Spannung vergrößert sich das Aktivteil, wobei oftmals die geforderten Transport maße des Kessels konstant gehalten werden müssen. Aus diesem Grunde wird der Abstand des Aktivteils zum Kessel immer klei ner. In Abhängigkeit der geforderten Betriebsspannung darf dieser Abstand jedoch einen Mindestabstand nicht unterschrei ten. Um diesen Mindestabstand zu gewährleisten, werden so genannte Beulenkessel eingesetzt, bei denen der Kessel Seitenwände aufweist, die so genannte Beulen ausbilden. Diese Beulen lie gen den Wicklungen gegenüber, so dass der Abstand zwischen Wicklung und Kesselwand den geforderten Mindestabstand nicht unterschreitet. Solchen Beulenkesseln haftet jedoch der Nach teil an, dass aufgrund der entstehenden Ecken im Übergang zwischen dem Beulenabschnitt und dem planen Abschnitt der Seitenwand sich hohe elektrische Feldstärken einstellen kön nen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, den Abbau des Feldes im Kantenbereich zu verbessern und somit einen elektrischen Überschlag vermeiden.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass zwischen dem Wicklungsbarrierensystem und dem Beulenabschnitt eine Zusatz barriere angeordnet ist, die einen dem Beulenabschnitt zuge wandten und radial nach außen gebogenen Rundabschnitt und zwei ebene Planabschnitte aufweist, die sich jeweils an einem axialen Falz von dem Rundabschnitt aus zu einem freien Ende hin erstrecken.
Erfindungsgemäß ist zwischen dem Beulenabschnitt der Seiten wand zur Aufteilung der freien Ölstrecke eine Zusatzbarriere angeordnet. Die Zusatzbarriere verfügt über einen Rundab schnitt, der ähnlich wie der Beulenabschnitt radial nach au ßen gebogen ist. Beidseitig des Rundabschnittes sind zwei ebene Planabschnitte vorgesehen, die sich jeweils in einer Ebene erstrecken, so dass ein in axialer Richtung verlaufen der scharfer Knick, eine Abkantung oder mit einem anderen Wort ein Falz zwischen jedem Planabschnitt und dem Rundab schnitt ausgebildet ist. Dieser Falz erstreckt sich in axia ler Richtung, wohingegen der Rundabschnitt wie der Beulenab schnitt der Seitenwand radial nach außen gebogen und somit rundlich ausgestaltet ist. Die beiden Planabschnitte der Zu- satzbarriere erstrecken sich von dem Rundabschnitt zu ihrem freien Ende hin.
Es hat sich herausgestellt, dass eine erfindungsgemäß ausge staltete Zusatzbarriere die freie Ölstrecke -insbesondere an den Knickstellen der Seitenwand - elektrisch vorteilhaft un terteilt. Im Rahmen der Erfindung ist somit ein elektrisches Gerät bereitgestellt, dessen Aktivteil für höhere Leistungen, also höhere Spannungen oder höhere Ströme, ausgelegt sein kann, ohne dass von den geforderten Transportmaßen abgewichen werden muss.
Das erfindungsgemäße elektrische Gerät ist beispielsweise ein Transformator oder eine Drossel. Ist das elektrische Gerät ein Transformator, verfügt dieser über ein oder mehrere Paare von induktiven miteinander gekoppelten Wicklungen. Die beiden Wicklungen eines Wicklungspaare sind beispielsweise konzent risch zueinander angeordnet, wobei eine Wicklung eine Nieder spannungswicklung und die andere Wicklung eine Hochspannungs wicklung ist. Durch beide Wicklungen erstreckt sich ein Kern schenkel als Kernabschnitt.
Das Wicklungsbarrierensystem ist vorteilhafterweise aus einer Reihe von Barrieren gebildet, die zwischen sich Ölkanäle be grenzen, so dass es zu einem verbesserten Abbau des elektri schen Feldes in radialer Richtung kommt. Dabei sind die Bar rieren aus Pressspan gebildet. Solche Barrierensysteme sind dem Fachmann jedoch bekannt, so dass an dieser Stelle auf ei ne Darstellung des genauen Aufbaus eines solchen Barrieren systems verzichtet werden kann. Das Barrierensystem weist be vorzugt eine kreiszylindrische Außenkontur auf. Zwischen die sem Barrierensystem erstreckt sich die Zusatzbarriere, die vorteilhafterweise aus einem elektrisch nicht-leitenden Mate rial bspw. aus Pressspan hergestellt ist. Abweichend davon, ist die Zusatzbarriere auch aus Papier, oder Pappe herge stellt. Vorteilhafterweise ist der Rundabschnitt formkomplementär zum Beulenabschnitt ausgebildet. Gemäß dieser vorteilhaften Wei terentwicklung der Erfindung weist der Rundabschnitt einen gleichbleibenden Abstand zu dem rundlich nach außen gebogenen Beulenabschnitt auf.
Weitere Vorteile bringt es mit sich, wenn sich die Planab schnitte jeweils parallel zum planen Wandabschnitt der Sei tenwand erstrecken. Bei einer parallelen Ausrichtung der Planabschnitte zum planen Abschnitt der Seitenwand des erfin dungsgemäßen elektrischen Geräts wird das elektrische Feld an den Kanten der Seitenwand noch weiter unterteilt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Variante der Erfindung ist die Zusatzbarriere mittels wenigstens eines mit Abstand zum Wicklungsbarrierensystem angeordneten Klappsegmentes und mit tels eines Haltebandes mit Abstand zum Wicklungsbarrierensys tem und zum Beulenabschnitt gehalten. Die Halterung der Zu satzbarriere erfolgt im Rahmen der Erfindung mittels eines Haltebandes und mit Hilfe von Kappensegmenten. Die Kappenseg mente, die in der Regel ohnehin im Kessel verbaut sind, wer den zur Halterung der Zusatzbarriere eingesetzt. Das Halte band, das beispielsweise als Flachband ausgestaltet ist, er streckt sich um das Zusatzbarrierensystem herum, so dass es beispielsweis mit seiner Flachseite an dessen Außenkontur an liegt. Von dort aus wird es um den Rundabschnitt des Zusatz barrierensystems gewickelt, wobei in der Zusatzbarriere ge eignete Durchgangsöffnungen oder Schlitze vorgesehen sind.
Das Halteband besteht im Rahmen der Erfindung beispielsweise aus Pappe, Papier oder einem anderen formbaren Pressspan.
Zweckmäßigerweise ist ein Ansteller vorgesehen, der sich zwi schen dem Wicklungsbarrierensystem und dem Planabschnitt der Zusatzbarriere erstreckt. Der Ansteller, der synonym auch als Abstandshalter bezeichnet werden kann, besteht ebenfalls aus Pressspan, Pappe oder Papier und dient zum Ausrichten des je weiligen Planabschnitts der Zusatzbarriere, deren freies Ende sich sonst frei ausrichten könnte. Der Ansteller ist dabei zweckmäßigerweise über das Halteband an dem Wicklungsbarrierensystem befestigt. Zur Befestigung an dem jeweiligen Planabschnitt zum Beispiel an dem freien Ende eines jeden Planabschnittes dienen Schnüre aus Pappe, Papier oder einem anderen nicht-leitenden Material. Hierzu weist der Ansteller zweckmäßige Durchführungsöffnungen auf. Zur Aufnah me und zum Durchführen ist jeder Ansteller mit Schlitzen ver sehen, durch die das Halteband geführt werden kann.
Vorteilhafterweise weist das Wicklungsbarrierensystem eine kreiszylindrische Außenkontur auf und der Beulenabschnitt be grenzt einen Abschnitt eines kreisförmigen Hohlzylinders, wo bei das Wicklungsbarrierensystem und der Beulenabschnitt kon zentrisch zueinander angeordnet sind. Wie bereits weiter oben ausgeführt wurde, sind die Wicklungen zylindrisch ausgestal tet und konzentrisch zueinander und zu dem von ihnen umgeben den Kernschenkel angeordnet. Dies trifft gemäß dieser Weiter entwicklung der Erfindung auch auf das Wicklungsbarrierensys tem zu, das sich dann aufgrund der formkomplementären Ausge staltung auch auf den Beulenabschnitt auswirkt. Dieser ist dann ein Segment oder Abschnitt eines Kreiszylinders.
Gemäß einer diesbezüglich zweckmäßigen Weiterentwicklung be grenzen der Beulenabschnitt und der Rundabschnitt jeweils ei nen Abschnitt eines Hohlzylinders, wobei die Hohlzylinder un terschiedliche Radien aufweisen und der Beulenabschnitt und der Rundabschnitt konzentrisch zueinander angeordnet sind. Gemäß dieser Variante trifft das weiter oben zum Beulenab schnitt und dem Wicklungsbarrierensystem ausgeführte, auch auf den Rundabschnitt und den Beulenabschnitt zu.
Vorteilhaft kann es weiterhin sein, wenn die beiden Kanten der Seitenwand, zwischen denen sich der Beulenabschnitt er streckt und den beiden Falzen der Zusatzbarriere zwischen de nen sich der Rundabschnitt erstreckt bezüglich eines gemein samen Mittelpunktes den gleichen Winkel aufspannen. Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfin dung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Aus führungsbeispielen der Erfindung unter Bezug auf die Figuren der Zeichnungen, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleich wir kende Bauteile verweisen und wobei
Figur 1 eine geschnittene Draufsicht auf ein elektrisches Gerät gemäß dem Stand der Technik,
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektrischen Geräts in einer geschnittenen Drauf sicht,
Figur 3 die Befestigung der Zusatzbarriere an dem Wick lungsbarrierensystem und
Figur 4 die Befestigung des Kappensegmentes und die Segmen te des Wicklungsbarrierensystems in einer perspek tivischen Ansicht verdeutlichen.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines elektrischen Ge räts 1 gemäß dem Stand der Technik in einer geschnittenen Querschnittsansicht von oben. Das gezeigte elektrische Gerät 1 als Leistungstransformator 1 ausgeführt, der über einen mit einem Isolierfluid befüllten Kessel verfügt, von dem ledig lich eine Seitenwandung 2 erkennbar ist. Die Seitenwandung 2 weist einen planen Wandabschnitt 3 und einen sich in das In nenvolumen des Kessels vergrößernden radial nach außen ge wölbten Beulenabschnitt 4 auf. Der Beulenabschnitt ist zwi schen zwei sich in einer axialen Richtung erstreckenden axia len Kanten 5 und 6 angeordnet. Die axiale Richtung geht in Figur 4 in die Zeichenebene hinein bzw. kommt aus der Zei chenebene heraus.
Innerhalb des mit seiner Seitenwandung 2 nur teilweise darge stellten Tanks ist eine Oberspannungswicklung 7 sowie eine Unterspannungswicklung 8 angeordnet, die konzentrisch zuei- nander und zu einem figürlich nicht-dargestellten Kernschen kel angeordnet sind.
Es ist erkennbar, dass der Beulenabschnitt 4 das Innenvolumen des Tanks vergrößernd nach außen gewölbt ist, so dass zwi schen der Oberspannungswicklung 7 und der Seitenwand 2 ein geforderter Mindestabstand gewahrt bleibt und hohe elektri schen Feldstärken mit Spannungsüberschlägen im Inneren des Transformator 1 vermieden sind. Wie bereits weiter oben in der Beschreibung ausgeführt wurde, können jedoch an den in der gezeigten Schnittansicht als Ecken dargestellten Kanten, hohe elektrische Feldstärken auftreten, so dass die Betriebs spannung des Leistungstransformators nicht weiter erhöht wer den kann, ohne dass an diesen Ecken oder Abkantungen Span nungsüberschläge auftreten, die das elektrische Gerät irrepa rabel beschädigen würden.
Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektrischen Geräts 9, das wieder als Transformtor 9 ausge führt ist. Der in einer geschnittenen Draufsicht nur teilwei se dargestellte Transformator 9 verfügt über einen Tank oder Kessel, von dem in Figur 2 lediglich eine Seitenwand 2 darge stellt ist, die wieder einen planen Wandabschnitt 3 sowie ei nen radial nach außen gewölbten Beulenabschnitt 4 aufweist. Dabei erstreckt sich der Beulenabschnitt 4 zwischen sich in axialer Richtung erstreckenden Kanten 5 und 6, die in Figur 2 aufgrund der gewählten geschnittenen Darstellung als Ecken 5 und 6 verdeutlicht sind.
Der Transformator 9 ist mit einem Isolierfluid, beispielswei se einem mineralischen Öl oder einer Esterflüssigkeit, be- füllt. In seinem Inneren ist ein magnetisierbarer Kern ange ordnet, von dem in Figur 2 lediglich ein Kernschenkel 10 er kennbar ist. Der Kernschenkel 10 ist konzentrisch von einer Unterspannungswicklung 8 und einer Oberspannungswicklung 7 umschlossen. Die beiden Wicklungen 7 und 8 sind wiederum von einem Barrierensystem 11 umgeben, das aus einzelnen radial voneinander beabstandeten Barrieren 12 besteht. Zwischen den Barrieren 12 des Barrierensystems 11 sind Ölkanäle ausgebil det, die die elektrische Festigkeit des Transformators 9 er höhen.
Darüber hinaus ist eine Zusatzbarriere 13 erkennbar, die ei nen dem Beulenabschnitt 4 zugewandten Rundabschnitt 14 auf weist, von dem sich zwei Planabschnitte 15 und 16 jeweils zu einem freien Ende hin erstrecken. Der Rundabschnitt 14 ist formkomplementär zur kreiszylindrischen Außenkontur des Wick lungsbarrierensystems 11 ausgebildet und formkomplementär zum Beulenabschnitt 4 der Seitenwandung 2. Die Planabschnitte 15 und 16 erstrecken sich im Wesentlichen parallel zu den planen Wandabschnitten 3 der Seitenwand 2. Mit anderen Worten er strecken sich die Planabschnitte 15 und 16 von den axialen Falzen 17 und 18, die in Figur 2 aufgrund der zweidimensiona len Darstellung wieder als Ecken dargestellt sind, aus.
In dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel geht der Rundabschnitt 14 an den besagten axialen Falzen 17 und 18 je weils in einen der Planabschnitte 15 und 16 über. Die Zusatz barriere 13 ist mit anderen Worten einstückig ausgebildet.
Sie besteht in dem dargestellten Ausführungsbeispiel wie die Barrieren 12 des Wicklungsbarrierensystems 11 aus Pressspan. Abweichend hiervon können jedoch auch andere elektrisch nicht-leitende Materialien zur Herstellung der Zusatzbarriere dienen. Bspw. besteht die Zusatzbarriere aus Pappe, Papier oder auch sogar aus einem elektrisch nicht-leitenden Kunst stoff.
Figur 3 zeigt die Befestigung der Zusatzbarriere 13 genauer. Es ist erkennbar, dass dieser mit Hilfe von Kappsegmenten 19 mit Abstand zur äußeren Barriere 12 des Wicklungsbarrieren systems 11 gehalten ist. Die ebenfalls rundlich ausgebildeten Kappsegmente 19 sind in einer Längsschnittansicht L-förmig ausgebildet und an seinem kürzerem Fußende mit einem unteren Befestigungssystem 20 verklemmt. Das Befestigungssystem 20 dient ferner der Befestigung der Barrieren 12 des Wicklungs barrierensystems 11 und ist hier auf dem Boden des Tanks an- geordnet. Zwischen zwei nebeneinander angeordneten Kappseg menten 19 sind Längsschlitze ausgebildet, durch die sich je weils ein Planabschnitt 16 der Zusatzbarriere 13 erstreckt.
Zusätzlich zu den Kappsegmenten ist ein Halteband 21 vorgese hen, das aus Pappe besteht und als Flachband ausgeführt ist. Das Halteband liegt mit seiner Flachseite an der Außenkontur des Wicklungsbarrierensystems 11 an und wird von dort durch einen Schlitz 22 im Rundabschnitt 14 der Zusatzbarriere 13 geführt, so dass das Halteband 21 den Rundabschnitt von außen umgibt und somit für eine zusätzliche Halterung der Zusatz barriere 13 sorgt.
Darüber hinaus ist ein Abstandhalter oder Ansteller 22 er kennbar, der einen abgeknickten Fußabschnitt 23 aufweist, mit dem dieser an der Außenkontur des Wicklungsbarrierensystems 11 anliegt. Über den Fussabschnitt ist das Halteband geführt, so dass der Fussabschnitt 23 vom Halteband 21 gegen das Wick lungsbarrierensystem 11 gepresst wird. Im unteren Bereich des Anstellers 22 ist ein Anstellerschlitz 24 ausgebildet, durch den das Halteband 21 geführt ist.
An dem vom Fußabschnitt 23 abgewandten Ende des Anstellers 22 sind Durchgangslöcher vorgesehen, die fluchtend zu Durch gangslöchern im Planabschnitt 16 der Zusatzbarriere 13 ange ordnet sind. Durch die Durchgangslöcher des Anstellers 22 und den Durchgangslöchern des Planabschnittes 16 ist eine Befes tigungsschnur 25 aus Papier geführt, so dass der Ansteller 22 am Planabschnitt 16 befestigt ist. Die Befestigungsschnur kann im Rahmen der Erfindung auch aus einem anderen elektrisch nicht-leitenden Material gefertigt sein. Der An steller 22 ist formstabil ausgeführt, so dass er für eine feste und stabile Ausrichtung der Planabschnitte 16 zu den planen Wandabschnitten sorgt.
Figur 4 verdeutlicht die Befestigung der Kappsegmente 19 am Befestigungssystem 20. Insbesondere ist die im Längsschnitt L-förmige Ausgestaltung der Kappsegmente 19 erkennbar. Ferner sind auf Grund einer teilweise transparenten Darstellung die inneren Barrieren 12 des Wicklungsbarrierensystems 11 erkenn bar.

Claims

Patentansprüche
1. Elektrisches Gerät (9) zum Anschluss an ein Hochspan nungsnetz mit einem mit Isolierfluid befüllten Kessel, der wenigstens eine Seitenwand (2) aufweist, die einen planen Wandab schnitt (3) und einen das Innenvolumen des Kessels ver größernden radial nach außen gewölbten Beulenabschnitt (4) ausbildet, der sich zwischen zwei axialen Kanten (5, 6) erstreckt,
- einem in dem Kessel angeordneten Aktivteil, das einen Kern (10) und wenigstens eine einen Abschnitt des Kerns (10) umschließende Wicklung (7,8) aufweist, und
- wenigstens einem eine oder mehrere Wicklungen (7,8) um schließenden Wicklungsbarrierensystem (11), wobei der Beulenabschnitt (4) formkomplementär zu einem Ab schnitt des Wicklungsbarrierensystem (11) ausgebildet ist und diesem mit Abstand gegenüber liegt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zwischen dem Wicklungsbarrierensystem (11) und dem Beulenab schnitt (4) eine Zusatzbarriere (13) angeordnet ist, die ei nen dem Beulenabschnitt (4) zugewandten und radial nach außen gebogenen Rundabschnitt (14) und zwei ebene Planabschnitte (15, 16) aufweist, die sich jeweils an einer axialen Falz (17, 18) von dem Rundabschnitt (14) aus zu einem freien Ende hin erstrecken.
2. Elektrisches Gerät (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rundabschnitt (14) formkom plementär zum Beulenabschnitt (4) ausgebildet ist.
3. Elektrisches Gerät (9) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Planabschnitte (15, 16) sich jeweils parallel zum planen Wandabschnitt der Seitenwand erstrecken.
4. Elektrisches Gerät (9) nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzbarriere (13) mittels wenigstens eines mit Abstand zum Wicklungsbarrierensystem (11) angeordneten Kappensegments (19) und mittels eines Haltebandes (21) mit Abstand zum Wick lungsbarrierensystem (11) und dem Beulenabschnitt (4) gehal ten ist.
5. Elektrisches Gerät (9) nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Ansteller (22) vorgesehen ist, der sich zwischen dem Wicklungsbarrierensys tem (11) und dem Planabschnitt (15, 16) der Zusatzbarriere (13) erstreckt.
6. Elektrisches Gerät (9) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Ansteller (22) mittels des Haltebandes (21) an dem Wicklungsbarrierensystem (11) befes tigt ist.
7. Elektrisches Gerät (9) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Ansteller (22) mittels ei ner Befestigungsschnur (25) an dem jeweiligen Planabschnitt (16, 16) befestigt ist.
8. Elektrisches Gerät (9) nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wicklungsbarrierensystem (11) eine kreiszylindrische Außenkontur aufweist und der Beu lenabschnitt (4) einen Abschnitt eines kreisförmigen Hohlzy linders begrenzt, wobei das Wicklungsbarrierensystem (11) und der Beulenabschnitt (4) konzentrisch zueinander angeordnet sind.
9. Elektrisches Gerät (9) nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Beulenabschnitt (4) und der Rundabschnitt (14) jeweils einen Abschnitt eines Hohlzylin ders begrenzen, wobei die Hohlzylinder unterschiedliche Radi en aufweisen und der Beulenabschnitt (4) und der Rundab- schnitt (14) konzentrisch zueinander angeordnet sind.
10.Elektrisches Gerät (9) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Draufsicht die beinen Kanten (5, 6) der Seitenwand (2) und die beiden Falze (17, 18) der Zusatzbarriere (13) bezüglich des gemeinsamen Mittel punktes den gleichen Winkel aufspannen.
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