WO1994027305A1 - Ausleitungsisolation für leistungstransformatoren - Google Patents

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WO1994027305A1
WO1994027305A1 PCT/CH1994/000082 CH9400082W WO9427305A1 WO 1994027305 A1 WO1994027305 A1 WO 1994027305A1 CH 9400082 W CH9400082 W CH 9400082W WO 9427305 A1 WO9427305 A1 WO 9427305A1
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WO
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insulation
barrier
cuff
lead
longitudinal opening
Prior art date
Application number
PCT/CH1994/000082
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hermann Hummel
Guido Schenk
Original Assignee
H. Weidmann Ag
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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
    • H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
    • H01F27/324—Insulation between coil and core, between different winding sections, around the coil; Other insulation structures

Definitions

  • the present invention relates to lead-out insulation for power transformers according to the preamble of claim 1.
  • the so-called rejection is an insulated electrical connection arranged between the high-voltage winding and the bushing.
  • insulation elements with two barriers made of transformer board are available. These barriers are in one piece, mostly bent or cranked, shaped by hand.
  • a layer of transformer board corresponding to the field strength is applied wet to an electrically conductive base body and then dried free of voids.
  • the main body can be made Copper, brass or other metal with little induction.
  • the base body which is often a tube or a metal part, is designed in one piece and welded to the lead-through electrode.
  • 3 is a curved, longitudinally opened, cuff-shaped barrier according to the present invention.
  • connection part 1 is constructed in one piece throughout and consists of a connection part 1, a line part 2 and a cranked part 3.
  • the line part 2, which connects the connection part 1 to the cranked part 3, is cylindrical and has three coaxial cylinder bodies 4, 5 and 6.
  • the cylinder body or the molding 6 is formed directly on the metallic line part 2.
  • the cylinder bodies or insulation barriers 4 and 5 are arranged at certain distances from one another and for the molding 6 in accordance with the electric field strength.
  • the connecting part 1 is formed by an extension of each of these three cylinder bodies 4, 5 and 6, which is enlarged in the form of a shell in the diametrical direction, the diameters of these three shells 4 ', 5', 6 'each reaching a flat maximum in the central region of the connecting part 1 .
  • the end regions of these three shells 4 ', 5' and 6 'each form a cavity 8, 9 or 10, each with a round opening, the diameter of which is approximately the same, and the opening of the shell 5 "in the cavity 8 and the opening the shell 6 'is located in the cavity 9.
  • the cranked part 3 of this lead-out insulation consists, as shown in FIG. 2, of three coaxial partially cranked tubes 4 ", 5", 6 ".
  • the distance a between two parallel jacket lines is preferably only slightly smaller than the diameter d (FIG. 7) of an inner barrier in order to be able to effect a snap effect with it.
  • the tubes 11, 12 and 13, which correspond to parts 6, 5 and 4 of FIG. 1, are not extended into the connecting part 1 '.
  • the tubes 11, 12, 13 are also arranged coaxially with respect to one another.
  • a copper tube 14 is preferably used, the end of which is connected at the end face to an annular flange 15, which has a central bore 16, by means of screws 17, 18 and nuts 19, 20.
  • the connecting part 1 ' comprises four funnels 21, 22, 21', 22 '.
  • the funnels 21 'and 22' of the connection part 1 ' which can be regarded as end funnels, preferably each consist of a cylindrical region 29 or 29' and a conical region 31 or 32, with regions 27 and 29 between them on the one hand and the Areas 28 and 29 'on the other hand also an overlapping
  • connection funnel 34 with a cylindrical region 35 and a conical region 36, the plate 15 as the bottom of the cylindrical region 35 is used.
  • the open ends of areas 35 and 36 are crimped.
  • FIG. 6 shows how the ends 30 ′ and 30 ′′ of the bent, longitudinally opened, cuff-shaped barrier 30 according to FIG. 3 overlap from the outside with the end of the tube 12 on the one hand and with the inner end of a further tube 37.
  • the insulated conductor 39 shown in FIGS. 6 and 7 is only partially enclosed by the barrier 30 in the cranked or bent part. There is therefore no barrier in the field-protected zone of the pipe bend.
  • the barrier 30 is assembled like a "knee pad" in a snap process, which results in a significant reduction in assembly time in the factory. The snap effect is achieved in that the barrier yields somewhat and that the distance a when the barrier 30 is opened is only slightly smaller than the diameter d of the isolated one Current conductor 39 is.
  • the second or outer barrier 40 can consist of two parts 40 'and 40 "with sharpening, as shown in FIG. 7. Supported blocks 41, 41' are provided at least in the area of the sharpenings.
  • the outer barrier 40 can also be formed by two interlocking reciprocal knee protector barriers, the diameters of which differ only slightly.
  • the cylinder barriers can be spaced using long blocks, which do not have to be rounded.
  • the edges of the long blocks can be broken and inserted with a glue pad.
  • the distance a is relatively large since it corresponds to an angle between 180 ° and 270 °.
  • Such an open knee pad barrier can, however, also be produced with an angle greater than 360 ° in order to enable a snap closure in one work step, wherein a fabric insert can also be provided.
  • Such a knee pad barrier with a snap lock is particularly suitable as an outer barrier 40 (FIG. 7), wherein the snap lock part, that is to say for example the angular range from 340 ° to 410 °, can be deformed outwards by the thickness of the barrier.
  • support elements 42 are shown only in a radial plane. In practice, several such elements can preferably be used to fix the knee pad barrier (FIG. 6). be provided in a front plane A, in a rear plane D and in two middle planes B and C.
  • the knee protector barrier 30 according to FIG. 6 bent by 90 ° can be produced as a stock item and, if necessary, can be cut into two pipe bends of only 45 ° or otherwise shortened, but taking into account that an overlapping area is then lost in each case.
  • the attachment of the knee protector barrier 30 can be improved with the aid of a band.
  • the barrier 30 does not necessarily have to be curved.
  • a cuff-shaped barrier can either be a straight barrier or such a "knee protector", so that the lead-out insulation can be constructed from prefabricated elements using the modular system.
  • the spacing between the barriers can be carried out by toothed strips or wave board strips which are arranged on the outside peripherally on an inner barrier, for example glued.
  • the invention has gained the knowledge that a barrier can be eliminated in the inner or concave area of the pipe bend because the electric field there is sufficiently smaller than in the outer or convex area, as determined by field calculations with the aid of the computer has been.

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Abstract

Die Ausleitungsisolation für Leistungstransformatoren mit Transformerboard-Barrieren weist mindestens zwei sich in einem Abstand befindenden und einen Winkel bildenden Rohrleitungsisolationen (12, 37) auf, zwischen denen eine längsgeöffnete manchettenförmige Barriere (30) angeordnet ist.

Description

Ausleitungsisolation für Leistungstransformatoren
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ausleitungsisolation für Leistungstransformatoren gemäss dem Oberbegriff des Patent¬ anspruchs 1.
Bei Leistungstransformatoren ist die sogenannte Ausleitung eine zwischen der Hochspannungswicklung und der Durchführung ange¬ ordnete isolierte elektrische Verbindung. Bei bekannten Auslei¬ tungen von Leistungstransformatoren, beispielsweise im Bereich von 400 kV, stehen Isolationselemente mit zwei Barrieren aus Transformerboard zur Vefügung. Diese Barrieren sind einstückig, meistens gebogen oder gekröpft, in Handarbeit geformt. Dabei wird eine der Feldstärke entsprechende Lage Transformerboard auf einem elektrisch leitenden Grundkörper nass aufgebracht und danach hohlraumfrei getrocknet. Der Grundkörper kann aus Kupfer, Messing oder auch sonst induktionsarm metallisiert sein.
Da die bekannten Barrieren in Handarbeit geformt werden, ist die Herstellung von hochkomplizierten Teilen, die auch in HGü- Anordnungen (Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung) Anwendung finden, möglich. Die Isolation für die verschiedenen Varianten ist anhand von den durch Feldbilder ermittelten Feldstärken ausgelegt. Bei diesen Ausleitungen ist der Grundkörper, der oft ein Rohr oder ein Metallteil ist, einteilig ausgestaltet und mit der Durchführungs-Elektrode verschweisst.
Die bekannten Ausleitungen erweisen sich als nachteilig im Hin¬ blick auf die Notwendigkeit, sie in Handarbeit zu formen, was sehr zeitraubend und aufwendig ist.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine derartige Ausleitung zu schaffen, die weniger aufwendig ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Ausleitungsisolation mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkma¬ len gelöst.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Im folgenden wird die Erfindung beispielsweise anhand einer Zeichung näher erläutert. Es zeigt in schematischer Darstel¬ lung: Fig. 1 einen Querschnitt des Anschlussteils und des Leitungs¬ teils einer Ausleitungsisolation nach dem Stand der Technik,
Fig. 2 den gekröpften Teil dieser bekannten Ausleitungsisola¬ tion,
Fig. 3 eine gebogene längsgeöffnete manchettenförmige Barriere nach der vorliegenden Erfindung,
Fig. 4 eine Anschlussisolation und teilweise eine Rohrlei¬ tungsisolation nach der Erfindung,
Fig. 5 eine für den Bereich* zwischen einer Anschlussvorrich¬ tung und einer gebogenen Rohrleitung vorgesehene gerade Rohrleitungsisolation,
Fig. 6 eine solche gebogene Rohrleitungsisolation und einen mit ihr verbundenen Rohrleitungsisolationsabschnitt, und
Fig. 7 einen Querschnitt dieser gebogenen Rohrleitungsisola¬ tion.
Die Ausleitungsisolation nach Fig. 1 ist durchgehend einstückig aufgebaut und besteht aus einem Anschlussteil 1, einem Lei¬ tungsteil 2 und einem gekröpften Teil 3. Der Leitungsteil 2, der den Anschlussteil 1 mit dem gekröpften Teil 3 verbindet, ist zylinderförmig ausgebildet und weist drei koaxiale Zylin¬ derkörper 4, 5 und 6 auf. Dabei wird der Zylinderkörper oder die Aufformung 6 direkt auf den metallischen Leitungsteil 2 ge¬ formt. Die Zylinderkörper oder Isolationsbarrieren 4 und 5 sind entsprechend der elektrischen Feldstärke in bestimmten Abstän¬ den zueinander und zur Aufformung 6 angeordnet.
Der Anschlussteil 1 ist durch je eine in diametraler Richtung schalenförmig erweiterte Verlängerung dieser drei Zylinderkör¬ per 4, 5 und 6 ausgebildet, wobei die Durchmesser dieser drei Schalen 4 ' , 5 ' , 6 ' im mittleren Bereich des Anschlussteils 1 jeweils ein flaches Maximum erreichen. Die Endbereiche dieser drei Schalen 4', 5' und 6' bilden je einen Hohlraum 8, 9 bzw. 10 mit je einer runden Oeffnung, deren Durchmesser etwa gleich sind, und wobei sich die Oeffnung der Schale 5" im Hohlraum 8 und die Oeffnung der Schale 6' im Hohlraum 9 befindet.
Der gekröpfte Teil 3 dieser Ausleitungsisolation besteht, wie in Fig. 2 dargestellt, aus drei koaxialen teilweise gekröpften Rohren 4" , 5" , 6" .
Die Teile 4, 4' und 4" sowie die Teile 5, 5', 5" und 6, 6' 6" sind je einstückig ausgebildet, und zwar jeweils in Form eines im Umfang geschlossenen und in einem Bereich der Teile 4", 5" und 6" gekröpften Rohres.
Im Gegensatz dazu sollen gemäss der vorliegenden Erfindung längsgeöffnete manchettenförmige gebogene Barrieren für den ge¬ bogenen Teil einer Ausleitungsisolation verwendet werden. Eine solche Barriere 30 ist in Fig. 3 dargestellt. Bei einer solchen
Barriere ist der Abstand a zwischen zwei parallelen Mantel¬ linien vorzugsweise nur wenig kleiner als der Durchmesser d (Fig. 7) einer inneren Barriere, um einen Schnappeffekt mit ihr bewirken zu können.
In der Ausführung nach Fig. 4 sind die Rohre 11, 12 und 13, die den Teilen 6, 5 bzw. 4 von Fig. 1 entsprechen, nicht bis in den Anschlussteil 1' verlängert. Die Rohre 11, 12, 13 sind gegenei¬ nander auch koaxial angeordnet. Vorzugsweise wird ein Kupfer¬ rohr 14 verwendet, dessen Ende stirnseitig mit einem Ring¬ flansch 15, der eine zentrale Bohrung 16 aufweist, mit Hilfe von Schrauben 17, 18 und Muttern 19, 20 verbunden ist.
Der Anschlussteil 1' umfasεt vier Trichter 21, 22, 21', 22'. Die Trichter 21 und 23, die als Verbindungstrichter betrachtet werden können, weisen je einen zylindrischen Bereich 23 bzw. 24, einen kegelförmigen Bereich 25 bzw. 26 und einen zylindri¬ schen Bereich 27 bzw. 28 auf, wobei der Zylinderdurchmesser der Bereiche 27 und 28 grösser als der entsprechende Zylinder¬ durchmesser der Bereiche 23 bzw. 24 ist, der jeweils nur wenig grösser als der Aussendurchmesser des jeweils ihm zugeordneten Rohres 12 bzw. 13 ist, um im Endbereich dieser Rohre eine über¬ lappte Verbindung zwischen den Rohren 12 und 13 und den zylin¬ drischen Bereichen 23 und 24 zu gestatten. Die Trichter 21' und 22 ' des Anschlussteils 1 ' , die als Endtrichter betrachtet wer¬ den können, bestehen vorzugsweise je aus einem zylindrischen Bereich 29 bzw. 29' und einen kegelförmigen Bereich 31 bzw. 32, wobei sich zwischen den Bereichen 27 und 29 einerseits und den Bereichen 28 und 29' andererseits ebenfalls eine überlappende
Verbindung ergibt. Die Oeffnung 33 des inneren Endtrichters 21' befindet sich im Innenraum des äusseren Endtrichters 22 ', und im Innenraum des inneren Endtrichters 21' befindet sich ein Anschlusstrichter 34 mit einem zylindrischen Bereich 35 und ei¬ nem kegelförmigen Bereich 36, wobei die Platte 15 als Boden des zylindrischen Bereichs 35 dient. Die offenen Enden der Bereiche 35 und 36 sind umgebördelt.
In Fig. 5 ist das eine Ende der koaxialen Rohre 12 und 13 mit den überlappenden Bereiche 23 und 24 der Verbindungstrichter 21, 22 dargestellt. Das andere Ende dieser koaxialen Rohre 12 und 13 ist ebenfalls jeweils überlappend mit einem gebogenen Teil 3' verbunden.
Fig. 6 zeigt wie die Enden 30' und 30" der gebogenen längsge¬ öffneten manchettenförmigen Barriere 30 nach Fig. 3 von aussen her überlappend mit dem Ende des Rohres 12 einerseits und mit dem inneren Ende eines weiteren Rohres 37 verbunden ist.
Der in den Figuren 6 und 7 dargestellte isolierte Stromleiter 39 ist im gekröpften oder gebogenen Teil nur teilweise durch die Barriere 30 umschlossen. In der feldgeschützten Zone des Rohrbogens entfällt daher eine Barriere. Die Barriere 30 wird wie ein "Knieschoner" im Schnappverfahren montiert, was eine wesentliche Zeitverkürzung bei der Montage im Werk ergibt. Der Schnappeffekt wird dadurch erreicht, dass die Barriere etwas nachgibt und dass der Abstand a bei der Oeffnung der Barriere 30 nur etwas kleiner als der Durchmesser d des isolierten Stromleiters 39 ist. Die zweite oder äussere Barriere 40 kann aus zwei Teilen 40' und 40" mit Schärfung bestehen, wie in Fi¬ gur 7 dargestellt. Mindestens im Bereich der Schärfungen sind abgestützte Klötze 41, 41' vorgesehen.
Die äussere Barriere 40 kann auch durch zwei ineinander einge¬ schnappte reziproke Knieschoner-Barrieren gebildet sein, deren Durchmesser sich nur geringfügig unterscheiden.
Die Distanzierung der Zylinderbarrieren kann mit Langklötzen erfolgen, die nicht gerundet sein müssen. Die Kanten der Lang¬ klötzen können gebrochen sein und mit Leimtupf eingeschoben werden.
In Figur 3 ist der Abstand a relativ gross, da er einem Winkel zwischen 180° und 270° entspricht. Eine solche offene Kniescho¬ ner-Barriere kann jedoch auch mit einem Winkel grösser als 360° hergestellt werden, um einen Schnappverschluss in einem Ar¬ beitsgang zu ermöglichen, wobei zusätzlich noch eine Stoffein- einlage vorgesehen sein kann. Eine solche Knieschoner-Barriere mit Schnappverschluss ist besonders als äussere Barriere 40 (Figur 7) geeignet, wobei der Schnappverschlussteil, das heisst beispielsweise der Winkelbereich von 340° bis 410° um die Dicke der Barriere nach aussen verformt sein kann.
In Figur 2 sind Abstützelemente 42 nur in einer Radialebene dargestellt. In der Praxis können mehrere solcher Elemente für die Fixierung der Knieschoner-Barriere vorzugsweise (Figur 6) in einer vorderen Ebene A, in einer hinteren Ebene D und in zwei mittleren Ebenen B und C vorgesehen sein.
Die um 90° gebogene Knieschoner-Barriere 30 nach Figur 6 kann als Lagerartikel hergestellt und bei Bedarf in zwei Rohrbogen von nur 45° zerschnitten oder sonst gekürzt werden, jedoch un¬ ter Berücksichtigung, dass dann jeweils ein überlappender Be¬ reich verloren geht.
Die Befestigung der Knieschoner-Barriere 30 kann mit Hilfe ei¬ nes Bandes verbessert werden. Die Barriere 30 muss nicht unbe¬ dingt gebogen sein. Im allgemeinen kann daher eine manchetten¬ förmige Barriere entweder eine gerade Barriere oder ein solcher "Knieschoner" sein, so dass die Ausleitungsisolation aus vorge¬ fertigten Elementen nach dem Baukastensystem aufgebaut werden kann.
Die Distanzierung zwischen den Barrieren kann durch Zahnbänder oder Wellenboardstreifen erfolgen, die aussenseitig periphe- risch an einer inneren Barriere angeordnet, beispielsweise ge¬ leimt werden.
Durch die Erfindung wurde die Erkenntnis gewonnen, dass im in¬ neren oder konkaven Bereich des Rohrbogens eine Barriere ent¬ fallen kann, weil das elektrische Feld dort dafür genügend kleiner als im äusseren oder konvexen Bereich ist, wie es durch Feldberechnungen mit Hilfe des Computers ermittelt wurde.

Claims

Patentansprüche
Ausleitungsisolation für Leistungstransformatoren mit Transformerboard-Barrieren, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus Rohrleitungsisolationen (12,37) und/oder minde¬ stens einer manchettenförmigen Barriere (30) als vorge¬ fertigten Elementen nach dem Baukastensystem aufgebaut ist.
Ausleitungsisolation nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass zwischen zwei sich in einem Abstand befin¬ denden Rohrleitungsisolationen (12,37) eine längsgeöff¬ nete manchettenförmige Barriere (30) angeordnet ist.
Ausleitungsisolation nach Anspruch 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die manchettenförmige Barriere (30) die Form eines Teils einer torischen Fläche aufweist und sich zwischen zwei einen Winkel bildenden Rohrleitungsisola¬ tionen (12,37) befindet.
4. Ausleitungsisolation nach Anspruch 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die manchettenförmige Barriere (30) eine Längsöffnung aufweist, die sich im inneren Bereich der torischen Fläche befindet, und dass die Breite (a) der Längsöffnung kleiner als der Durchmesser (d) einer weite¬ ren inneren Isolation ist, um einen Schnappeffekt mit derselben bewirken zu können.
5. Ausleitungsisolation nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die manchettenförmige Barriere eine Längsöffnung aufweist, bei der sich die Längsränder überlappen.
6. Ausleitungsisolation nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausleitungsisolation eine Erweiterung aufweist, die aus verschachtelten trich¬ terförmig ausgebildeten Barrieren (21,21 ' ,22,22 ' ) gebil¬ det ist.
7. Manchettenförmige Barriere mit einer Längsöffnung für eine Ausleitungsisolation nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Lagerartikel aus Transformerboard hergestellt ist.
8. Barriere nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie gebogen ist, und dass mindestens ein Ende des geboge¬ nen Teils durch einen geraden Teil verlängert ist.
9. Barriere nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Längsöffnung im Innenbereich des Bogens befin¬ det.
10. Barriere nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass der gebogene Teil einen Winkel von 90° definiert.
PCT/CH1994/000082 1993-05-07 1994-05-03 Ausleitungsisolation für leistungstransformatoren WO1994027305A1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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GB101861A (en) * 1915-10-20 1917-04-19 Haefely & Cie Ag Emil Improvements in and relating to Insulating Sleeves for Electrical Transformers.
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