NO117075B

NO117075B -

Info

Publication number: NO117075B
Application number: NO15915865A
Authority: NO
Inventors: E Schott; A Meisels
Original assignee: Geigy Ag J R
Priority date: 1964-07-31
Filing date: 1965-07-30
Publication date: 1969-06-30
Also published as: SE317676B; BE667690A; AT256840B; DE1545906A1; IL24064A; FR4801M; FI44610C; DE1545906B2; FI44610B; DE1545906C3; NL125255C; GB1070816A; DK115623B

Description

Viklingsbeskyttelse for spoler. Winding protection for coils.

Oppfinnelsen angår i det vesentlige The invention essentially relates to

slike elektriske spoler som forekommer i lavspenningsanlegg. I disse anlegg er det en betydelig fare for at overspenninger av atmosfærisk opprinnelse skal føre til over- such electric coils as occur in low-voltage systems. In these facilities, there is a significant danger that overvoltages of atmospheric origin will lead to over-

slag fra en del av spoleviklingen til et sted med et annet potensial. Ved spennings-spoler eller andre spoler med tynn-trådet vikling kan overslaget føre til at viklingen brenner i stykker. Spesielt utsatt er må- stroke from one part of the coil winding to a place with a different potential. In the case of voltage coils or other coils with thin-wire windings, the overshoot can cause the winding to burn to pieces. Especially vulnerable are must-

lere, fremfor alt målere på landsbygdene. clay, above all meters in the countryside.

Hvis det skjer overslag fra en tynn leder If overshoot occurs from a thin conductor

med den tråddimensjon som finnes i spen-nings.spolen i en måler brenner denne le- with the wire dimension found in the voltage coil in a meter, this lead burns

der av allerede ved forholdsvis svake ut-ladninger. Hvis det gjelder målere med flere målesystemer blir en slik skade ofte ikke oppdaget. I en måler med tre målesystemer innebærer nemlig en feil av den- there already at relatively weak out-charges. If it concerns meters with several measuring systems, such damage is often not detected. In a meter with three measuring systems, an error of the

ne art i et av systemene bare at den regi-strerte energi nedsettes til ca. ,% av den virkelige. Spesielt på landsbygden forekommer det mange avsmeltingsskader på grunn av atmosfæriske overspenninger og betydelige beløp unndras på denne måten debitering. ne species in one of the systems only that the registered energy is reduced to approx. ,% of the real one. In rural areas in particular, there is a lot of melting damage due to atmospheric overvoltages and considerable amounts are evaded in this way from debiting.

Det ligger nærmest å søke og hindre It is closest to searching and preventing

selve overslaget ved å isolere viklingen kraftigere. Det må imidlertid regnes med at det forekommer overspenninger med slike høye amplituder at f. eks. en fordob- the overshoot itself by insulating the winding more strongly. However, it must be taken into account that overvoltages occur with such high amplitudes that e.g. a double

ling av isolasjonsstyrken neppe medfører noen avgjørende minskning av antallet overslag. Et nødvendig tillegg til den forsterkede isolering er derfor en koordiner- reducing the insulation strength is unlikely to result in any decisive reduction in the number of projections. A necessary addition to the reinforced insulation is therefore a coordinating

ende overslagsstrekning med lavere styrke enn viklingen, anbragt på et passende sted i nettet. En pålitelig slik koordinasjons- end overlap section with a lower strength than the winding, placed in a suitable place in the net. A reliable such coordination

strekning kan skaffes, f. eks. med presi-sjonstilvirkende forjoniserte gap, med komplette ventilavledere eller med betrak- stretch can be obtained, e.g. with precision-producing ionized gaps, with complete valve arresters or with consider-

telig forskjell mellom overslagsspenninge- significant difference between flashover voltages

ne for de to strekninger. ne for the two sections.

Foreliggende oppfinnelse angår en an- The present invention relates to an

nen veg til å løse dette problem. Den går ut fra den erfaring at et overslag forholds- nen way to solve this problem. It is based on the experience that an estimate relative

vis sjelden forårsaker noen egentlig betydelige skader på vedkommende apparat. Isolasjonen blir kanskje svertet og det opptrer noen ubetydelige brannsår, men anleggsdelen er stadig i stand til å opp- very rarely does anyone actually cause significant damage to the device in question. The insulation may be blackened and some minor burns may occur, but the plant part is still able to

fylle sin funksjon hvis ikke overslaget le- fulfill its function if the estimate does not

der til avsmelting av en leder som er viktig for funksjonen. I henhold til oppfinnelsen oppnås nå beskyttelse mot avsmelting og derav foranledigede kortslutninger eller brudd i spolens viklingstråd ved overslag til andre steder som ligger på eller i nærheten av spolen ved hjelp av elektrisk ledende deler som er galvanisk forbundet med uttaket for den vikling som skal beskyttes og er anordnet mellom spolen og nevnte overslagssteder og hvis isolasjon mot disse steder er svakere enn isolasjo- there to melt down a leader who is important to the function. According to the invention, protection against melting and resulting short-circuits or breaks in the coil's winding wire is now achieved by spillover to other places located on or near the coil by means of electrically conductive parts which are galvanically connected to the outlet for the winding to be protected and is arranged between the coil and the aforementioned transfer points and whose insulation against these places is weaker than the insulation

nen for den beskyttede viklingstråd og hvis styrke mot smeltning er større enn viklingstrådens. nen for the protected winding wire and whose strength against melting is greater than that of the winding wire.

Tegningen viser to utførelseseksemp- The drawing shows two execution examples

ler på oppfinnelsen. laughing at the invention.

Fig. la viser den ene utførelsesform i Fig. la shows one embodiment i

oppriss, mens fig. lb viser den i snitt. elevation, while fig. lb shows it in average.

Den annen utførelsesform er vist på liknende måte i oppriss i fig. 2a og i snitt i fig. 2b. I figurene er deler som ligner hverandre betegnet med samme henvis-ningstall. I figurene er det angitt at en spole 1 er festet på en jernkjerne 2, med vindu 3. Spolen er forsynt med en eneste vikling 4, som består av tynn tråd. Viklingen 4 har to ender hvorav den ytre i punktet 5 er forbundet med det ytre uttaket 6, mens den indre ende i punktet 8 er forbundet med det indre uttaket 9. Den spole som er vist i fig. la og lb er forsynt med et ytre bånd 7 som består av ledende materiale, samt et indre bånd 10, som likeledes består av ledende materiale. Det ytre bånd omslutter spolen og dets ender overlapper hverandre. Det indre bånd som omsluttes av spolen, er på samme måte utført slik at dets ender overlapper hverandre. Det ytre ledende bånd 7 er isolert mot kjernen ved hjelp av et isolasjonsmel-lomlegg 11, mens det er isolert mot spolen og mellom sine overlappende ender ved hjelp av isolasjonsmellomlegget 12. På liknende måte er det indre ledende bånd 10 isolert mot kjernen ved hjelp av isolasjonsmellomlegget 13, mens dets isolasjon mot spolen og mellom det ledende båndets ender utgjøres av isolasjonsmellomlegget 14. Av opprisset i fig. la, hvor en del av det overlappende metallbånd 7 er skåret bort fremgår det at den tynne viklingstråd 4 er forbundet med uttaket 6 på en sådan måte at vikling.sstrømmen ikke eller bare for en uvesentlig del flyter gjennom det beskyttende bånd 7. The second embodiment is shown in a similar way in elevation in fig. 2a and in section in fig. 2b. In the figures, parts that are similar to each other are designated with the same reference number. In the figures, it is indicated that a coil 1 is attached to an iron core 2, with a window 3. The coil is provided with a single winding 4, which consists of thin wire. The winding 4 has two ends, of which the outer end at point 5 is connected to the outer outlet 6, while the inner end at point 8 is connected to the inner outlet 9. The coil shown in fig. la and lb are provided with an outer band 7 which consists of conductive material, as well as an inner band 10, which likewise consists of conductive material. The outer band encloses the coil and its ends overlap each other. The inner band enclosed by the coil is similarly designed so that its ends overlap each other. The outer conductive strip 7 is insulated against the core by means of an insulating spacer 11, while it is insulated against the coil and between its overlapping ends by means of the insulating spacer 12. Similarly, the inner conductive strip 10 is insulated against the core by means of the insulation spacer 13, while its insulation against the coil and between the ends of the conductive tape is constituted by the insulation spacer 14. From the outline in fig. 1a, where part of the overlapping metal band 7 has been cut away, it appears that the thin winding wire 4 is connected to the outlet 6 in such a way that the winding current does not flow through the protective band 7 or only to an insignificant part.

Den beskyttende virkning av de ledende bånd 7 og 10 fremgår av følgende: Når f. eks. en overspenning treffer spolen gjennom uttaket 6 vil det, under forutsetning av at den dielektriske styrke av isolasjonen 11 er lav nok skje et overslag mellom det ledende bånd 7 og den ytre del av kjernen 2. Båndet 7 er nemlig svakere isolert mot kjernen enn viklingstråden 4 i forhold til kjernen 2. Ved overslaget vil ganske visst isolasjonsmellomlegget 11 skades. Det ødelegges imidlertid i regelen ikke, men er tilstrekkelig sterkt til å virke isolerende når overspenningen er passert og bare den normale driftsspenningen ligger på spolen. Det ledende bånd oppviser kanskje en brannskade etter overslaget. Da båndet har et betydelig større flateinnhold enn den tynne viklingstråd 4 eller er ut-ført av materiale med høyere styrke mot avsmeltning, vil det ikke ødelegges men er i stand til å danne fotpunktet for nye over-slagsgnister ved ytterligere overspenninger til kjernen og således beholde sin beskyttende virkning. Selv om et helt parti av det ledende bånd skulle smelte i stykker ved gjentatte overslag, beholder spoleviklingen sin rette funksjon da båndet 7 ikke, eller bare for en uvesentlig del, gjennomflytes av viklingens normale strøm. Ved at de overlappende ender av båndet 7 er isolert fra hverandre ved hjelp av det indre isolasjonsmellomlegget 12, danner det ikke noen kortsluttet vinding og på-virker således ikke viklingens magnetiske felt. Det er derfor mulig å legge båndet 7 på en ferdigviklet spole uten at spolens felt undergår noen vesentlig endring. På samme måte fungerer det indre ledende bånd 10 ved overspenninger, som kommer inn på den indre ende 8 av spoleviklingen gjennom uttaket 9. Isolasjonen av båndet 10 mot den indre kjerne 2 er svakere enn vikling.strådens isolasjon og et eventuelt overslag til denne kjernedel vil således finne sted fra båndet 10. Styrken av dette bånd mot avsmelting er større enn viklingstrådens og gjentatte overslag klarer ikke å nedsette båndets beskyttende virkning i særlig grad. Heller ikke dette bånd danner en kortsluttet vinding takket være isolasjonsmellomlegget 14. The protective effect of the conductive bands 7 and 10 is evident from the following: When e.g. an overvoltage hits the coil through the outlet 6, provided that the dielectric strength of the insulation 11 is low enough, a flashover will occur between the conductive band 7 and the outer part of the core 2. Namely, the band 7 is more poorly insulated against the core than the winding wire 4 in relation to the core 2. The insulation spacer 11 will certainly be damaged during the impact. However, as a rule, it is not destroyed, but is sufficiently strong to act as an insulator when the overvoltage has passed and only the normal operating voltage is on the coil. The conductive tape may show a burn after the impact. As the tape has a significantly greater surface area than the thin winding wire 4 or is made of material with a higher strength against melting, it will not be destroyed but is able to form the footing point for new flashover sparks in the event of further overvoltages to the core and thus retain its protective effect. Even if a whole section of the conductive tape were to melt into pieces during repeated overturning, the coil winding retains its proper function as the tape 7 is not, or only to an insignificant part, flowed through by the winding's normal current. As the overlapping ends of the tape 7 are isolated from each other by means of the inner insulation spacer 12, it does not form a short-circuited winding and thus does not affect the winding's magnetic field. It is therefore possible to lay the band 7 on a pre-wound coil without the coil's field undergoing any significant change. In the same way, the inner conductive band 10 functions in case of overvoltages, which enter the inner end 8 of the coil winding through the outlet 9. The insulation of the band 10 against the inner core 2 is weaker than the winding. The insulation of the wire and any overshoot to this core part will thus taking place from the band 10. The strength of this band against melting is greater than that of the winding wire and repeated overshoots do not manage to reduce the protective effect of the band to any particular extent. This band also does not form a short-circuited winding thanks to the insulating spacer 14.

Den utførelsesform som er vist i fig. 2a og 2b skiller seg fra den som er vist i fig. la og lb, forsåvidt som de beskyttende elektrisk ledende deler her utgjøres av en forsterket vikling eller uttakstråd, som helt eller for den største del dekker de områder av spoleviklingen som er mest utsatt for overslag. Den forsterkede vikling eller den forsterkede uttakstråd 15 er da koblet i serie med den tynne viklingstråd 4 og gjennomflytes helt eller for en vesentlig del av denne viklings normale strøm. Til forskjell fra den anordning som er vist i fig. la og lb kan det herved i visse ugun-stige tilfeller oppstå avbrudd eller kort-slutning i viklingens strømkrets, hvis nemlig den forsterkede viklingen ved et meget kraftig overslag eller ved gjentatte overslag helt skulle smelte av på et eller annet sted. Takket være at den forsterkede tråd har så stor styrke mot avsmeltning er imidlertid denne fare liten. På den annen side byr denne anordning den fordel at de ledende deler virker som en del av viklingen og at de samtidig kan erstatte den uttakstråd som er vanlig ved spoler og som vanlig skjøtes til enden av den tynne viklingstråd for at viklingen lettere skal kunne forbindes med andre apparatdeler. Den forsterkede viklingen er i fig. 2 betegnet 15 og skiller seg fra kjente uttaksfor-sterkninger på den måte at den dels helt eller for den største del dekker det område av spoleviklingen som er mest utsatt for overslag dels ved at den har en svakere isolasjon i forhold til kjernen 2 enn viklingstråden 4. Selv den indre ende 8 av spoleviklingen skulle kunne sluttes til en liknende forsterket vikling eller uttakstråd. I fig. 2b er imidlertid de ledende The embodiment shown in fig. 2a and 2b differ from that shown in fig. la and lb, provided that the protective electrically conductive parts here are made up of a reinforced winding or take-out wire, which completely or for the most part covers the areas of the coil winding that are most exposed to flashover. The reinforced winding or the reinforced outlet wire 15 is then connected in series with the thin winding wire 4 and is completely or for a significant part of this winding's normal current flowed through. Unlike the device shown in fig. la and lb, in certain unfavorable cases interruptions or short-circuits in the current circuit of the winding may occur, if the reinforced winding were to completely melt off in one place or another in the event of a very strong overturn or repeated overturns. However, thanks to the fact that the reinforced wire has such great strength against melting, this danger is small. On the other hand, this device offers the advantage that the conductive parts act as part of the winding and that they can at the same time replace the take-out wire which is usual for coils and which is usually spliced to the end of the thin winding wire so that the winding can be more easily connected to other appliance parts. The reinforced winding is in fig. 2 denoted 15 and differs from known outlet reinforcements in that it partly completely or for the most part covers the area of the coil winding that is most exposed to flashover and partly in that it has a weaker insulation in relation to the core 2 than the winding wire 4 Even the inner end 8 of the coil winding should be able to be connected to a similar reinforced winding or tap wire. In fig. 2b, however, are the leading ones

deler som er forbundet med den indre ende parts connected to the inner end

av viklingen vist med samme form som i of the winding shown with the same shape as i

fig. lb. En spole kan således i en ende fig. lb. A coil can thus at one end

være forsynt med beskyttende bånd, i en be provided with protective bands, in a

annen ende med en forsterket vikling som other end with a reinforced winding which

beskyttelse mot avsmeltning. protection against melting.

I henhold til oppfinnelsen er det ikke According to the invention, it is not

nødvendig at samtlige uttak for en vikling necessary that all outlets for a winding

forbindes med beskyttende, elektrisk ledende deler av den art som er beskrevet. be connected to protective, electrically conductive parts of the kind described.

I visse tilfeller hvor det er grunn til å anta In certain cases where there is reason to assume

at overspenninger bare vil komme inn ved that surges will only come in at

en viklingsende, behøver bare denne å forbindes med de beskyttende deler. På den one winding end, only this needs to be connected to the protective parts. On it

annen side kan en spole være sammensatt on the other hand, a coil can be composite

av flere viklinger hvorav hver enkelt kan of several windings each of which can

være forsynt med et, to eller flere uttak. be provided with one, two or more outlets.

I sådanne tilfeller kan det være hensikts-messig at flere enn to av spolens uttak In such cases, it may be appropriate that more than two of the coil's outlets

forbindes til et beskyttelsesbånd eller en connected to a protective band or a

beskyttelsesvikling. Videre er anvendelsen protective winding. Furthermore, the application

av oppfinnelsen ikke begrenset til spoler of the invention not limited to coils

for elektrisitetsmålere. Den kan med fordel anvendes ved fintrådete viklinger som for electricity meters. It can be advantageously used for fine-threaded windings such as

er utsatt for overspenninger også i andre is exposed to overvoltages in others as well

apparater, f. eks. måleinstrumenter, releer appliances, e.g. measuring instruments, relays

e. 1. Oppfinnelsen er heller ikke begrenset e. 1. The invention is not limited either

til spoler med elektromagnetisk virkning. to coils with electromagnetic action.

I stedet kan oppfinnelsen finne anvendelse Instead, the invention may find application

også ved motstander eller andre elementer som er utført med en eller flere viklinger. also in the case of resistors or other elements made with one or more windings.

Claims

1. Device for protection against short-circuiting or breakage of the winding wire in a

electric coil or similar elements when projected from one place on the coil to other places on or near the coil, e.g. projection from coil to iron core, characterized by electrically conductive parts that are galvanically connected to one or more of the outlets for the winding to be protected and arranged between the coil and the mentioned locations near the coil and with an insulation that is weaker against these locations than the insulation for the winding wire to be protected and with a strength against melting that is greater than that of the winding wire.

2. Device as stated in claim 1, characterized in that the protective, electrically conductive parts are not, or only to an insignificant extent, flowed through by the coil winding's normal current.

3. Device as stated in claim 2, characterized in that the protective, electrically conductive parts are made up of bands or strips which completely or for the most part cover the areas of the coil winding which are most exposed to flashover.

4. Device as stated in claim 3, characterized in that the bands or strips form at least one complete turn, the overlapping parts being isolated from each other.

5. Device as stated in claim 1, characterized in that the protective, electrically conductive parts are completely or for a significant part of the coil winding's normal current flowed through.

6. Device as stated in claim 5, characterized in that the protective, electrically conductive parts are made up of a reinforced winding or outlet wire, which completely or for the most part covers the areas of the coil winding that are most exposed to flashover.