SE428847B

SE428847B - TRANSFORMER OR REACTOR

Info

Publication number: SE428847B
Application number: SE8107013A
Authority: SE
Inventors: A Bjorklund; M Widell
Original assignee: Asea Ab
Priority date: 1981-11-25
Filing date: 1981-11-25
Publication date: 1983-07-25
Also published as: EP0080430B1; CA1210102A; JPS5893207A; SE8107013L; DE3270161D1; NO823942L; EP0080430A1; ZA828623B

Description

summa-e 2 - f Den föreliggande uppfinningen gör det möjligt att åstadkomma en fullständigt ímpregnerbar bandlindning till en transformator eller reaktor utan användning av de beskrivna pappersskikten. ' Den föreliggande uppfinningen medför samtidigt att risken för skador orsakade 5 av metallpartiklar, som kan komna in i lindningen vid tillverkningen, minskas, liksom för skador orsakade av plastisk deformation av polymermaterial i lind- ningens isolation. Vid tillverkning av en bandlindning i verkstadsmiljö är det' i praktiken omöjiigt att undvika att små metaupartmar, såsen 'små pav- tiklar av järn, koppar och aluminium, från omgivningen förs in som förore- 10 ningar i lindning-en. Sådana partiklar, som förekommer i verkstadsmiljö, har ofta skarpa kanter, varför de kan skada isoleringen och om de är tillräckligt stora skära igenom den, så. att kortslutning mellan varv av metallfolien kan uppstå momentant eller efter en tids drift. På grund av att även mycket små. partiklar, såsom av en storleksordning motsvarande tjockleken på isoleringen, 15 vilken kan vara betydligt under 100 kan orsaka. skador av ovan angivet slag är det i praktiken mycket svårt, även" vid användning av kostnadslnbävande re- ningsanläggningar, att helt förhindra att lindningen skadas av metall- partiklar. En plastisk deformation av polymematerial i lindningen kan leda till minskade isolationsavstånd och ökade svårigheter att uppnå. fullständig 20 impregnering av lindningen. The present invention makes it possible to provide a completely impregnable strip winding to a transformer or reactor without the use of the described paper layers. At the same time, the present invention reduces the risk of damage caused by metal particles which may enter the winding during manufacture, as well as for damage caused by plastic deformation of polymeric material in the insulation of the winding. When manufacturing a strip winding in a workshop environment, it is practically impossible to avoid that small meta-parts, the sauce, small particles of iron, copper and aluminum, are introduced from the environment as contaminants in the winding. Such particles, which occur in a workshop environment, often have sharp edges, so they can damage the insulation and, if they are large enough, cut through it. that short circuits between turns of the metal foil can occur momentarily or after a period of operation. Due to being very small. particles, such as of an order of magnitude corresponding to the thickness of the insulation, which can be well below 100 can cause. damage of the above type, it is in practice very difficult, even "when using cost-effective treatment plants, to completely prevent the winding from being damaged by metal particles. A plastic deformation of polymeric material in the winding can lead to reduced insulation distances and increased difficulties in achieving complete impregnation of the winding.

Den föreliggande uppfinningen avser en transformator eller reaktor med åt- minstone en bandlindning uppbyggd av flera utanpå. varandra lindade varv av ett band omfattande en metallfolie och åtminstone tvâ polymerfilmer, varvid metallfolien utgör ledare och polymerfilmerna isolation i lindningen, känne- 25 tecknad därav, att polymerfilmema innehåller i dem inbäddade, homogent fön- delade korn av ett oorganiskt fyllmedel och att båda. ytorna hos filmerna är försedda med oregelbundna upphöjningar så att utrymmen föreligger mellan mot varandra vända ytor av metallfolie dohgpolymerfilm och mellan mot varandra I vända ytor av polymerfilmer, vilka utrymmen står i förbindelse med utrymmet 30 utanför bandlindningens ändytor.The present invention relates to a transformer or reactor with at least one strip winding built up of several on the outside. coiled windings of a strip comprising a metal foil and at least two polymer films, the metal foil forming conductors and the polymer films insulating in the winding, characterized in that the polymer films contain in them embedded, homogeneously wound grains of an inorganic filler and that both. the surfaces of the films are provided with irregular ridges so that there are spaces between facing surfaces of metal foil polymer film and between facing surfaces of polymer films, which spaces communicate with the space outside the end surfaces of the tape winding.

Metallfolien, t ex en folie av aluminium eller koppar, har normalt en tjock- lek av 5-3000/um och företrädesvis en tjocklek av 50-1000/um.The metal foil, for example a foil of aluminum or copper, normally has a thickness of 5-3000 .mu.m and preferably a thickness of 50-1000 .mu.m.

Polymerfilmen bör motstå en temperatur av åtminstone 90 °G kontinuerligt. Som exempel på lämpliga polymerer i filmen kan nämnas polyetylenglykoltereftalat, 35 polybutylenglykoltereftalat, polykarbonat, polyimid, cellulosaacetat och poly- 7 amid. Lämplig tjocklek hos filmen är S-ZOO/um, företrädesvis 10-100 /um. Poly- ...___ __. "fm-_ V . - a.- V _ _ _ ﬂ_r_ __ ______ __ _ *___ vi: 10 15 20 25 50 55 ......._.....v~,.---~.. .....,, f... ...___ ...M - _ __... _ -_ 810701358 merfilmen har företrädesvis större bredd än metallfolien så. att polymerfilmen skjuter ut utanför kanterna på. metallfolien och därmed förhindrar elektriska överslag mellan folievarv eller längs lindningskanten. Speciellt föredrages en film av polyetylenglykoltereftalat på. grund av att en sådan film samtidigt uppfyller erforderliga krav på. termiska, mekaniska och elektriska. egenskaper och på. beständighet mot transformatorolja och andra i transformatorer använda isolervätskor.The polymer film should withstand a temperature of at least 90 ° G continuously. Examples of suitable polymers in the film are polyethylene glycol terephthalate, polybutylene glycol terephthalate, polycarbonate, polyimide, cellulose acetate and polyamide. Suitable thickness of the film is S-ZOO / μm, preferably 10-100 / μm. Poly- ...___ __. "fm-_ V. - a.- V _ _ _ ﬂ_ r_ __ ______ __ _ * ___ vi: 10 15 20 25 50 55 ......._..... v ~, .--- ~ .. ..... ,, f ... ...___ ... M - _ __... _ -_ 810701358 the additional film preferably has a wider width than the metal foil so that the polymer film protrudes beyond the edges of the metal foil and In particular, a film of polyethylene glycol terephthalate is preferred because such a film simultaneously meets the required requirements for thermal, mechanical and electrical properties and for resistance to transformer oil and other insulating liquids used in transformers.

Fyllmedlet kan bl a utgöras av korn av kiseldioxid, almninimoxid, kaolin, dolomit och kalk. Genom att kornen är av oorgarziskt material har de tillräck- lig hårdhet för att minska risken för av metallpartiklar orsakade skador i lindningen och för att minska. risken för att en plastisk deformation av poly- meren leder till att det förutbestämda avståndet mellan varven av metallfolien i lindningen inte upprätthålles. Halten fyllmedel utgör 0,5-5 9%, företrädesvis 0,5-2,5 7%, av sammanlagda volymen av polymer och fyllmedel. Åtminstone en del av kornen har en storlek av över 1/umäoch företrädesvis en storlek av 2-1 S/um.The filler can be granules of silica, alumina, kaolin, dolomite and lime. Because the grains are made of non-greasy material, they have sufficient hardness to reduce the risk of damage caused by metal particles in the winding and to reduce. the risk that a plastic deformation of the polymer will lead to the predetermined distance between the turns of the metal foil in the winding not being maintained. The content of fillers constitutes 0.5-5 9%, preferably 0.5-2.5 7%, of the total volume of polymer and filler. At least a part of the grains has a size of over 1 / um and preferably a size of 2-1 S / um.

De oregelbundna upphöjningarna. kan ha. olika höjd. Huvuddelen av materialet i upphöjningarna ingår i upphöjningar som har en höjd av 0,5-5/u:_n rälmat från den lägsta nivån hos filmens yta.The irregular elevations. can have. different height. The majority of the material in the ridges is included in ridges having a height of 0.5-5 .mu.l rail fed from the lowest level of the surface of the film.

Uppfinningen skall förklaras närmare genom beskrivning av ett utföringsexem- pel under hänvisning till bifogade ritning, i vilken fig 1 visar ett tvär- snitt genom en transformatorkärna med två bandlindningar, fig 2 i annan skala anordningen enligt fig 1 i längssnitt och fig 3 i större skala en del av ett snitt vinkelrätt mot axeln i en av lindningarna enligt fig 1 och 2.The invention will be explained in more detail by describing an exemplary embodiment with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 shows a cross section through a transformer core with two strip windings, Fig. 2 in a second scale the device according to Fig. 1 in longitudinal section and Fig. 3 on a larger scale a part of a section perpendicular to the axis of one of the windings according to Figs. 1 and 2.

Fig 1 och 2 visar ett ben 10a samt övre och undre ok 10b och 10c av en järn- kärna till en krafttransformator. Kärnbenet 10a omslutes av en inre lindning 11 i form av en lågspänningslindning och av en yttre lindning 12 i form av en högspänningslindning. Båda líndningarna är bandlindningar lindade med för- spänning. De är anordnade koaxiellt med ett mellanliggande oylindriskt ut- rymme, i vilket ribbor 13 av presspan, bakelit eller glasfiberaamerad poly- ester är anordnade parallellt med lindningarnas axel. Innerlindningen är lindad på. en malloylinder 14.Figures 1 and 2 show a leg 10a and upper and lower yokes 10b and 10c of an iron core of a power transformer. The core leg 10a is enclosed by an inner winding 11 in the form of a low-voltage winding and by an outer winding 12 in the form of a high-voltage winding. Both windings are strip windings wound with prestress. They are arranged coaxially with an intermediate non-cylindrical space, in which ribs 13 of press pan, bakelite or glass-fiber-reinforced polyester are arranged parallel to the axis of the windings. The inner winding is wound on. and malloylinder 14.

Lindningazna 11 och 12 är i enlighet med fig 5 uppbyggda av flera varv av ett band av en aluminiumfolie 15 och av två. filmer 16 och 17 av polyetylen- glykoltereftalat innehållande 0,9 volymprocent kiseldioxid i form av i filmen homogent fördelade korn, av vilka de största har en. storlek av 10 /um Polymer- filmerna har ojämnheter på. ytan i form av upphöjningar 18 med en höjd avThe winding axes 11 and 12 are in accordance with Fig. 5 built up of several turns of a strip of an aluminum foil 15 and of two. films 16 and 17 of polyethylene glycol terephthalate containing 0.9% by volume of silica in the form of grains homogeneously distributed in the film, the largest of which have one. size of 10 .mu.m The polymer films have irregularities. the surface in the form of elevations 18 with a height of

Claims

10 vs1o7o1z ~ s 4 0.5-5 / um of the bulk of the material forming the ridges. The thickness of the aluminum foil is 300 .mu.m and the thickness of each of the polymer films. The spaces 19 between facing surfaces of metal foil and polymer film and between facing surfaces of the polymer films communicate with the space 21 outside the end surfaces 22 and 23 of the windings 11 and 12. 24 and 25, respectively. In the manufacture of the described transformer, the windings are vacuum dried at elevated temperature and then subjected to vacuum pressure impregnation with any suitable insulating liquid such as transformer oil or any suitable insulating gas such as SF6. Instead of two polymer films, three or more adjacent polymer films can be used. - PATENTKBAV

Transformer or reactor with. at least one strip winding (11, 12) built up of several superimposed turns of a strip comprising a metal foil (15) and at least two polymer films (16, 17), the metal foil constituting conductors and the polymer films insulating in the winding, characterized in hence, that the polymer films contain embedded, homogeneously distributed grains of an inorganic filler therein and that both surfaces of the films are provided with irregular ridges (18), so. that spaces (19) exist between facing surfaces of metal foil and polymer film and facing surfaces of polymer films, which spaces communicate with the space (21) outside the frames (22, 25, 24, 25) of the sanitary napkin.

2. A transformer or reactor according to claim 1, characterized in that the polymer film is a film of polyethylene glycol terephthalate.

3. A transformer or reactor according to claim 1 or 2, characterized in that; that the filler åtxninstone mainly consists of silicon, aioxia.

4. A transformer or reactor according to any one of patents 1 to 5, characterized in that the content of filler constitutes 0.5 -2.5 per cent of the total volume of polymer and filler. 7- »__.-, --- ~ <» -> --- --_-----: 2 - ': - 3