WO2014135205A1 - Elektrischer transformator oder drossel sowie wicklungsanordnung mit abstandshalter - Google Patents

Elektrischer transformator oder drossel sowie wicklungsanordnung mit abstandshalter Download PDF

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WO2014135205A1
WO2014135205A1 PCT/EP2013/054466 EP2013054466W WO2014135205A1 WO 2014135205 A1 WO2014135205 A1 WO 2014135205A1 EP 2013054466 W EP2013054466 W EP 2013054466W WO 2014135205 A1 WO2014135205 A1 WO 2014135205A1
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WO
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winding
transformer
choke
winding arrangement
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Markus Georg ORTNER
Friedrich Baumann
Robert Schwarz
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Siemens AG Oesterreich
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Siemens AG Oesterreich
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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
    • H01F27/28—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
    • H—ELECTRICITY
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    • 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
    • H01F27/323—Insulation between winding turns, between winding layers

Definitions

  • the invention relates to an electrical transformer or a reactor, with a winding, with an insulating cooling medium (eg transformer oil), which surrounds the winding, with at least one spacer, which is made of an electrical insulation material having side surfaces and opposing contact surfaces, to set a distance in an arrangement between adjacent conductors, or a conductor and a machine part.
  • an insulating cooling medium eg transformer oil
  • the invention further relates to a winding arrangement for an electrical machine, in particular a
  • a power transformer or a choke having a winding, with a Isoaltions cooling medium, which surrounds the winding, with at least one spacer made of an insulator having side surfaces and opposing abutment surfaces, to be arranged between adjacent
  • Ladders or a ladder and a machine part, to specify a distance.
  • the present invention further relates to a
  • Body part having side surfaces and two opposing abutment surfaces, with which it rests in an arrangement between adjacent conductors or a conductor and a machine parts to thereby specify a defined distance.
  • Power distribution networks are used in a voltage range above 1000 V, may comprise windings, which are formed from a spirally wound electrical conductor.
  • the axial distance between conductors can be specified by so-called spacers.
  • a spacer may be a prismatic spacer made of an electrical insulator.
  • a mechanical tensioning device compresses the winding arrangement in the axial direction, so that the spacers between the layers of the conductors are fixed by pressing.
  • Circumferential spacers may also be present, which are arranged in a gap, so that for the purpose of cooling the cooling medium, e.g. Transformer oil, the
  • the size of the distance depends, inter alia, on the insulation requirement, which also depends on whether the electrical conductors of the winding itself are insulated, e.g. with a strip of paper wrapped helically around the ladder.
  • the insulation requirement which also depends on whether the electrical conductors of the winding itself are insulated, e.g. with a strip of paper wrapped helically around the ladder.
  • Spacers come in the form of a bar used.
  • transformer oil is usually used in a transformer or a choke.
  • gaseous isolation cooling medium e.g. Own or
  • the material used for a spacer of an electrical winding usually has a permittivity that is different from the permittivity of the used isoaltion cooling medium.
  • the consequence of this is that in the transition zone, that is, in the transition between side surfaces and contact surfaces of the spacer, due to the different dielectric constant of spacer material and insulating cooling medium (transformer oil), the electric field is not homogeneously distributed. In the page area can Peak values of the electric field strength occur, which can lead to a local overuse of the insulating cooling medium. This can lead to an electrical flashover.
  • Another object of the invention is to provide a
  • Insulating cooling medium touched side surfaces are formed in the manner of a groove, so that in a transition region to a conductor or to a machine part a tapered, wedge-shaped foot part is formed.
  • the invention is Compared to the prior art, in which spacers are always used which, viewed in cross-section, have a convex shape in the contact area, the invention is
  • the winding is therefore provided with spacers which each have a transition region lying to a contact surface, which is formed as a groove with a tapered edge.
  • Invention is the angle formed between the contact surface and side surface of the spacer not an acute angle, but an obtuse angle. In the following, this angle will be at the contact line between spacer and conductor
  • contact angle or machine part referred to as contact angle or as immersion angle.
  • Materials are basically all materials in question, which are used in transformer construction, e.g.
  • Cellulosic material such as pressboard or a plastic or other suitable material for electrical insulation.
  • the contact angle is greater than 90 °.
  • the contact angle is not an acute angle, but an obtuse angle. By appropriate magnitude of this angle, the cause of partial electrical discharges, which may also feel electrical breakdown, is eliminated.
  • the shape of the recess is predetermined by a contour function, which is continuous in its derivative.
  • Transformer oil is electrically overstressed, largely reduced.
  • a substantially kink-free side surface can also be achieved in that at least in the transition region in each case opposite side surfaces by a
  • Contour function is given, which is formed by a polygon.
  • a side surface can also be a composition of flat surface sections, provided that the number is big enough and not the field course
  • the recess can be produced particularly easily if the contour function at least in one section
  • Circular arc has. This can be used with common
  • Tools are formed in a simple way, a kink-free side surface, which opens together with the investment / contact surface in a pointed foot part. In the area of the contact line the tangent goes in the
  • Another advantage is the fact that to overcome a greater distance prefabricated spacers (even different thickness) in one
  • Modular system can be used. A special preparation of a spacer is therefore not
  • the spacer is in the form of a strip.
  • a strip becomes radially in a winding during the winding production
  • the strip is installed in the axial direction in the manufacture of the electrical winding.
  • the insulation material used is
  • Spacer may e.g. be made of Transformerboard.
  • Transformerboard can be resin impregnated. If particularly high insulation properties are required, can as a insulating material, a plastic, especially a
  • the isolation cooling medium may also be gaseous.
  • the spacer has a lying to a contact surface transition region whose shape is formed as a groove, so seen in a cross section contact surface and side surface form a wedge with a sharp edge.
  • a particularly preferred embodiment of the spacer is characterized in that the shape of the groove is formed by a recess on the side surfaces of a prismatic body, which by a curved
  • Contour function is given, the contour function is a continuous function. This ensures that the electric field strength does not change abruptly in the lateral area of a prismatic spacer.
  • a bar can be equal to a coil
  • the strip cellulose As a preferred material for the strip cellulose, paper, Transformerboard or a plastic is used. With a particularly high dielectric strength, it may be advantageous if the spacer is made of a polyamide. In special applications, in particular a
  • the spacer may preferably also in a
  • High voltage coil can be used, which is not surrounded by a liquid, but by a gaseous insulating cooling medium (air coil) are used.
  • Figure 1 shows a detail of an electrical winding in a three-dimensional view, wherein according to the invention, a spacer is used which has a concave cross-sectional profile;
  • Figure 2 is a cross-section through a spacer pressed between an upper and a lower conductor and having a concave cross-sectional profile
  • FIG. 3 shows a detail X of Figure 2 for a particular
  • FIG. 4 shows a detail X of FIG. 2 for a contact angle of 165 °
  • FIG. 5 shows a detail X of FIG. 2 for a contact angle of 150 °
  • FIG. 6 shows a representation of the detail X, which is shown in FIG.
  • Transition region shows the wedge-shaped foot of the spacer greatly enlarged
  • FIG. 7 shows another embodiment of the invention, in which a
  • FIG. 8 shows a prismatic spacer in one
  • Figure 9 is a schematic representation which both the
  • Figure 10 shows a known spacer, in which all four
  • Edges are rounded
  • Figure 11 detail Y of Figure 10 with a contact angle of
  • FIG. 12 shows detail Y of FIG. 10 with a contact angle of
  • FIG. 13 shows detail Y of FIG. 10 with a contact angle of
  • FIG. 1 shows a section of an electrical winding 1 in a three-dimensional view.
  • the individual conductors 4, 5 concentrically surround a shaft 17 around an axis 17
  • the soft magnetic leg 16 of a transformer or a choke may be of different design.
  • the electrical conductors 4,5 can at a
  • Spacers 3 of these spacers 3 are in Figure 1 representatively three extending in the radial direction strip-shaped
  • Each of these strips 3 is between an upper winding layer 14 and a lower winding layer 15 in the axial direction by means of a
  • transformer oil has a relevant frequency range (50 Hz or 60 Hz)
  • Transformer oil and spacers is distorted. It occurs in the gusset locally an increase in the electric field strength. Particularly stressed is the insulation medium, which is located in the region of this gusset. This is where the invention intervenes. She hits you
  • FIG. 2 shows an embodiment of the invention
  • Spacer 3 in a cross section.
  • the spacer 3 is pressed with its contact surfaces 13 between an upper conductor 4 and a lower conductor 5.
  • the cross-sectional profile is concave, with opposite side surfaces 6, which are in contact with the transformer oil 2, with a
  • Recess in the form of a groove 7 are provided. These two recesses 7 are symmetrical on both sides. The
  • each of the recesses 7 is designed such that in the area between the spacer 3 and the conductor there is a concave fillet, a groove, is formed, so that in each transition region 11 of spacer 3 and transformer oil left and right, a wedge-shaped foot part is formed, which tapers towards the edge 8 point. But it can also be provided with a groove in addition, the two end faces.
  • FIG. 2 a detail is marked in FIG. 2 with the reference symbol "X”, which is shown enlarged in the following FIGS. 3, 4, 5 and will be explained in more detail below.
  • Figure 3 shows a particularly preferred embodiment of the
  • Embodiment is applied to the edge 8, opened to the transformer oil 2 contact angle 9 180 °. Further possible embodiments of the invention are shown in FIG. 4 with a contact angle 9 of 165 ° and in FIG. 5 with a contact angle of 150 °. FIG. 6 shows, in an even greater enlargement, the wedge-shaped foot part 11. The edge 8 is here expiring in a fibrous manner. This fibrous formation of the edge 8 is formed automatically in a machining production of
  • the contour function 10 is a curved function that is continuously differentiable, so it has no discontinuities.
  • the side surface 6 merges seamlessly into the plane of the contact surface 13.
  • the contact angle 9 is increased well beyond 90 °.
  • this has the consequence that the electrical stress of the transformer oil 3 in This transition zone is comparatively low.
  • Another advantage is the fact that the foot part 11 resiliently yields during a mechanical pressure between two conductors. On the one hand, this means that an electrical conductor surrounded by insulation is less likely to be damaged by the pressing force.
  • Figure 7 shows an embodiment of the invention in which a comparatively larger distance 23 between two conductors 4 and 5 is predetermined by a plurality of spacers 3 stacked on one another.
  • the respective side surfaces 6 of the stack are each provided with groove-shaped recesses in the form of a groove.
  • contact surfaces lying on top of one another in the region of the stack are so stacked on one another that a dangerous gusset with overloaded insulation medium can not form between them.
  • Even with a stack of superimposed spacers can be achieved by the concave profile that a lateral inhomogeneity of the electric field can be effectively counteracted.
  • FIG. 8 shows the spacer 3 according to the invention in a perspective view.
  • the spacer 3 has a prismatic body part having a height 20, a width 21, and a length 22.
  • the length 22 can be very different: the length 22 is very short if it is to correspond to the width of a flat conductor; the length 22 corresponds to a radial arrangement between adjacent conductors about the radial thickness of a winding.
  • Figure 9 shows a schematic representation of the use of the spacer according to the invention in an electrical winding 1.
  • the spacer 3 is to be seen once between a conductor 4 and a machine part 19, another time as an axial or radial spacer between two conductors 4 and 5.
  • the spacer 3 with the concave cross-sectional profile can therefore not only in
  • the Barrier system can be used.
  • the barrier system is used to insulate windings between each other or between windings and parts with ground potential. This differs from the isolation system
  • Barrier system in that at least one of the two contact surfaces of the spacer 3 is not in contact with a bare conductor 4,5 or an insulated conductor, but with a so-called barrier. It may be that the spacer and the barrier are made of the same material.
  • FIG. 11 shows a known spacer with a contact angle 9 of 0 °
  • Figure 12 is a contact angle 9 of 15 °
  • Figure 13 is a contact angle 9 of 30 °. All these known
  • Ladders 3 and 4 is pressed, also has the pressing force
  • Isolation system is possible. The probability of breakdowns due to voltage overstress is lowered.
  • Insulation of the conductor is not damaged even at a higher pressing force. Due to the elasticity of the material, the projecting edge remains biased. It can also form no unfavorable cavity between the spacer and the conductor insulation. By the soft yielding Property of the foot does not come to depressions in the insulation. Favorable also affects the conditional by the production of fibrous formation of the edge.
  • a radial distance can be used.
  • the strips are not arranged radially in the production of the winding, but in the direction of the leg axis 17.
  • the contour function does not necessarily have to be continuously curved, it is only important that the transition region is rounded concavely in the form of a groove and at the connection point kink-free in another
  • insulation cooling medium thus also includes gaseous media.
  • An advantageous use of the spacer can therefore also be in so-called high-voltage air coils.
  • an embodiment in aramid fiber as they are known for example under the brands Kevlar® or Nomex®, may be preferred. Compilation of the reference numbers used

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Abstract

Elektrischer Transformator oder Drossel umfassend: eine Wicklung (1), ein Isolations-Kühlmedium (2, welches die Wicklung umgibt, zumindest einen Abstandshalter (3), der jeweils mit einer Anlagefläche (13) an einem Leiter (4, 5) oder einem Maschinenteile (19) anliegt, um einen Abstand vorzugeben, wobei, der Abstandshalter (3) einen zu einer Anlagefläche (13) liegenden Übergangsbereich (11) aufweist, der als Hohlkehle (7) mit einer spitz zulaufenden Kante (8) ausgebildet ist.

Description

Beschreibung
Elektrischer Transformator oder Drossel
Wicklungsanordnung mit Abstandshalter
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Transformator oder eine Drossel, mit einer Wicklung, mit einem Isolations- Kühlmedium (z.B. Trafoöl) , welches die Wicklung umgibt, mit zumindest einem Abstandshalter, der aus einem elektrischen Isolationswerkstoff hergestellt ist, der Seitenflächen und einander gegenüberliegende Anlageflächen aufweist, um in einer Anordnung zwischen benachbarten Leitern, oder einem Leiter und einem Maschinenteil, einen Abstand vorzugeben.
Die Erfindung betrifft ferner eine Wicklungsanordnung für eine elektrische Maschine, insbesondere einen
Leistungstransformator oder eine Drossel, mit einer Wicklung, mit einem Isoaltions-Kühlmedium, welches die Wicklung umgibt, mit zumindest einem Abstandshalter aus einem Isolator, der Seitenflächen und einander gegenüberliegende Anlageflächen aufweist, um in einer Anordnung zwischen benachbarten
Leitern, oder einem Leiter und einem Maschinenteil, einen Abstand vorzugeben .
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin einen
Abstandshalter für eine Wicklung einer elektrischen Maschine, mit einem aus einem Isolator gebildeten prismatischen
Körperteil, der Seitenflächen und zwei gegenüberliegende Anlageflächen aufweist, mit denen er in einer Anordnung zwischen benachbarten Leitern oder einem Leiter und einem Maschinenteile anliegt, um dabei einen definierten Abstand vorzugeben . Stand der Technik
Elektrische Transformatoren oder Drosseln, wie sie in
Energie- erteilungsnetzen in einem Spannungsbereich über 1000 V eingesetzt werden, können Wicklungen aufweisen, die aus einem spiralförmig gewickelten elektrischen Leiter gebildet sind. Der axiale Abstand zwischen Leitern kann dabei durch so genannte Abstandshalter vorgegeben werden. Ein Abstandshalter kann ein prismatisches Distanzstück sein, das aus einem elektrischen Isolator hergestellt ist. Eine mechanische Spanneinrichtung, presst die Wicklungsanordnung in axialer Richtung zusammen, so dass die Abstandshalter zwischen den Lagen der Leiter durch Pressung fixiert sind. In
Umfangsrichtung können ebenfalls Abstandshalter vorhanden sein, die auf Lücke angeordnet sind, so dass zum Zwecke der Kühlung das Kühlmedium, z.B. Transformatoröl , die
elektrischen Leiter umströmen kann. Die Größe des Abstandes richtet sich unter anderem nach dem Isolationsbedarf, der auch davon abhängt, ob die elektrischen Leiter der Wicklung selbst isoliert sind, z.B. mit einem Papierstreifen, der schraubenförmig um den Leiter gewickelt ist. Um einen radialen Abstand zwischen Leitern vorzugeben, können
Abstandshalter in Form einer Leiste zum Einsatz kommen.
Als Isolations-Kühlmedium wird bei einem Transformator oder einer Drossel üblicherweise Transformatoröl verwendet. Es gibt aber auch elektrische Maschinen die ein gasförmiges Isolations-Kühlmedium verwenden, z.B. Eigen- oder
Fremdluftgekühlte Spulenprodukte im Hochspannungsbereich.
Der für ein Distanzstück einer elektrischen Wickelung verwendete Werkstoff hat üblicherweise eine Permittivität, die von der Permittivität des verwendeten Isoaltions- Kühlmediums verschieden ist. Folge davon ist, dass in der Übergangszone, das heißt im Übergang zwischen Seitenflächen und Anlageflächen des Abstandshalters, bedingt durch die unterschiedliche Dielektrizitätszahl von Distanzmaterial und Isolations-Kühlmedium (Transformatoröl) , das elektrische Feld nicht homogen verteilt ist. Im Seitenbereich können Spitzenwerte der elektrischen Feldstärke auftreten, welche zu einer lokalen Überbeanspruchung des Isolations-Kühlmediums führen können. Dies kann zu einem elektrischen Überschlag führen .
Um der Inhomogenität der elektrischen Feldstärke im
Seitenbereich eines bei einer Transformatorwicklung
verwendeten Distanzstückes entgegen zu wirken, wird in der deutschen Offenlegungsschrift DE 24 01 237 gegenüberliegende Seitenflächen des Distanzstückes, die von Transformatoröl benetzt sind, mit Ausnehmungen versehen sind, wobei die zum Leiter liegenden Kanten des Distanzstückes abgerundet sind (Figur 2 a) bis Figur 2d) ) . Durch diese Rundungen wird aber das Ziel, - eine Vergleichmäßigung des elektrischen Feldes herbeizuführen -, verfehlt. Insbesondere bildet sich nämlich durch diese Rundungen jeweils im Übergangsbereich zwischen Seitenfläche und Anlagefläche ein spitzwinkeliger Hohlraum aus, ein so genannter „Zwickel". In diesem „Zwickel" ist der Kontakt- oder Eintauchwinkel mit dem das Transformatoröl Distanzstück und Leiter benetzt stets kleiner als 90°. Ein spitzer Winkel begünstigt aber erhöhte Feldstärkewerte. Durch die im Bereich der Anlagefläche konvexe Form (Rundung) des Distanzstückes entsteht also wieder ein Volumenbereich mit erhöhter elektrischer Beanspruchung des Isolationsmediums.
Darstellung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Transformator oder eine Drossel anzugeben, bei der eine verbesserte Spannungsfestigkeit gegeben ist.
Es ist ferner eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Wicklungsanordnung mit einer Wicklung anzugeben, die
ebenfalls eine verbesserte Spannungsfestigkeit aufweist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen
Abstandshalter für eine elektrische Wicklung bereitzustellen, so dass bei dessen Verwendung in einer Wicklung mit einem flüssigen oder gasförmigen Isolationsmedium die Spannungsfestigkeit verbessert werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe bezüglich eines Transformators oder einer Drossel mit den Merkmalen des Anspruchs 1, bezüglich einer Wicklungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 11, und bezüglich eines Abstandshalters mit den Merkmalen des Anspruchs 21. Gemäß einem Grundgedanken der Erfindung wird für einen
Transformator oder eine Drossel beziehungsweise für eine Wicklungsanordnung einer elektrischen Maschine ein
Abstandshalter vorgeschlagen, bei dem die von einem
Isolations-Kühlmedium berührten Seitenflächen nach Art einer Hohlkehle ausgebildet sind, so dass in einem Übergangsbereich zu einem Leiter oder zu einem Maschinenteil ein spitz zulaufender, keilförmiger Fußteil gebildet ist. Im Vergleich zum Stand der Technik, bei dem stets Abstandshalter verwendet werden, die im Querschnitt gesehen im Anlagebereich eine konvexe Form aufweisen, ist der erfindungsgemäße
Abstandshalter dort im Querschnitt konkav. Dadurch wird erreicht, dass sich im Bereich des Übergangs zwischen
Seitenfläche und Anlageflächen des Abstandshalters kein unerwünschter Zwickel ausbildet. In Folge davon ist die Spannungsfestigkeit besser.
Bei einem elektrischen Transformator oder einer Drossel ist die Wicklung also mit Abstandshalter versehen, die jeweils einen zu einer Anlagefläche liegenden Übergangsbereich aufweisen, der als Hohlkehle mit einer spitz zulaufenden Kante ausgebildet ist. Anders ausgedrückt, gemäß der
Erfindung ist der Winkel, gebildet zwischen Anlagefläche und Seitenfläche des Abstandshalters kein spitzer Winkel, sondern ein stumpfer Winkel. Im Folgenden wird dieser Winkel an der Kontaktlinie zwischen Abstandshalter und Leiter
beziehungsweise Maschinenteil als Kontaktwinkel oder auch als Eintauchwinkel bezeichnet. Indem dieser Winkel stumpf ausgebildet, wirkt im Seitenbereich eine geringere
elektrische Feldstärke. Ist der Kontaktwinkel genügend groß, d.h. größer als 90° bis maximal 180°, so können gefährliche Spitzenwerte der elektrischen Feldstärke weitgehend vermeiden werden. Die Isolationseigenschaft einer Wicklung kann insgesamt dadurch verbessert werden. Die Herstellung des erfindungsgemäßen Abstandshalters ist einfach und erfordert keinen besonderen fertigungstechnischen Aufwand. Als
Werkstoff kommen grundsätzlich alle Werkstoffe infrage, die im Transformatorenbau eingesetzt werden, z.B.
Zellulosematerial wie Pressspan oder ein Kunststoff oder ein anderes geeignetes Material zur elektrischen Isolation.
Zur Vermeidung von lokalen Feldkonzentrationen ist eine Ausführung günstig, bei der der Kontaktwinkel größer als 90° ist. Wie bereits oben gesagt, ist es vorteilhaft, wenn der Kontaktwinkel nicht ein spitzer Winkel, sondern ein stumpfer Winkel ist. Durch geeignete Größe dieses Winkels wird die Ursache für elektrische Teilentladungen, die auch zu einem elektrischen Durchschlag fühlen kann, beseitigt. Von besonderem Vorteil ist ein möglichst großer
Kontaktwinkel, insbesondere ein Kontaktwinkel von etwa 180 °. Dadurch lässt sich eine sehr gleichmäßige Verteilung der elektrischen Feldstärke über die Seitenflächen eines
Abstandshalters erreichen.
In einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass die Form der Ausnehmung durch eine Konturfunktion vorgegeben ist, die in ihrer Ableitung stetig ist. Durch diese knickfreie
Ausbildung der Seitenflächen wird die Gefahr, dass das
Transformatoröl elektrisch überbeansprucht wird, weitgehend verringert .
Eine im Wesentlichen knickfreie Seitenfläche kann aber auch dadurch erreicht werden, dass zumindest im Übergangsbereich jeweils gegenüberliegende Seitenflächen durch eine
Konturfunktion vorgegeben ist, die durch ein Polygon gebildet ist. Mit anderen Worten, eine Seitenfläche kann auch eine Zusammensetzung aus ebenen Flächenabschnitten sein, sofern deren Anzahl groß genug ist und kein den Feldverlauf
störender Knick entsteht.
Die Ausnehmung lässt sich besonders einfach herstellen, wenn die Konturfunktion zumindest in einem Abschnitt einen
Kreisbogen aufweist. Dadurch kann mit gebräuchlichen
Werkzeugen auf einfache Weise eine knickfreie Seitenfläche ausgebildet werden, die zusammen mit der Anlage- /Kontaktfläche in einen spitz ausgebildeten Fußteil mündet. Im Bereich der Kontaktlinie geht die Tangente in der
Anlagefläche ohne Knick über.
Um einen größeren Abstand zu überbrücken, kann es günstig sein, wenn mehrere Abstandshalter jeweils mit einem konkaven Querschnittsprofil aufeinander gestapelt werden. Im
Kontaktbereich zwischen aufeinander gestapelten
Abstandshalter, bildet sich kein unerwünschter Zwickel aus (keine seitliche Eintiefungen) . Im Seitenbereich des Stapels gibt es keine Eintiefungen (Zwickel) . Die elektrische
Feldstärke ist weit gehend homogen verteilt. Eine
Überbeanspruchung des I solations-Kühlmediums kann also vermieden werden. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass zur Überwindung eines größeren Abstandes vorgefertigte Abstandshalter (auch unterschiedliche Dicke) in einem
Baukastensystem verwendet werden können. Eine spezielle Anfertigung eines Abstandshalters ist somit nicht
erforderlich .
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Abstandshalter in der Form einer Leiste ausgebildet. Eine solche Leiste wird bei der Wicklungsherstellung radial in eine Wicklung
eingebaut, so dass ein definierter axialer Abstand zwischen übereinanderliegenden Leitern eingestellt werden kann. Eine Ausbildung des Abstandshalters als Leiste ist aber auch dann vorteilhaft, wenn der radiale Abstand zwischen Windungen einer Wicklung oder zwischen benachbarten Wicklungen
eingestellt werden soll. In letztgenannten Fall wird bei der Herstellung der elektrischen Wicklung die Leiste in axialer Richtung eingebaut. Hinsichtlich des verwendeten Isolationswerkstoffs ist
Zellulose besonders geeignet. Der erfindungsgemäße
Abstandshalter kann z.B. aus Transformerboard hergestellt sein. Transformerboard kann harzimprägniert sein. Wenn besonders hohe Isolationseigenschaften gefordert sind, kann als Isolationswerkstoff ein Kunststoff, besonders ein
Polyamid vorteilhaft sein. Die obigen Ausführungen zu einem Trafo oder Drossel gelten sinngemäß auch für eine Wicklungsanordnung einer elektrische Maschine allgemein, wobei diese eine Wicklung aufweist, sofern die Permittivität der verwendeten Abstandshalter höher ist, als die Permittivität des die Wicklung umgebenden
Isolations-Kühlmediums . Das Isolations-Kühlmedium kann auch gasförmig sein.
Hinsichtlich eines Abstandshalters wird die eingangs
gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass der Abstandshalter einen zu einer Anlagefläche liegenden Übergangsbereich aufweist, dessen Form als Hohlkehle ausgebildet ist, so dass in einem Querschnitt gesehen Anlagefläche und Seitenfläche einen Keil mit einer spitzen Kante bilden. Eine besonders bevorzugte Ausführung des Abstandshalters ist dadurch gekennzeichnet, dass die Form der Hohlkehle durch eine Ausnehmung an den Seitenflächen eines prismatischen Grundkörpers gebildet wird, die durch eine gekrümmte
Konturfunktion vorgegebenen wird, wobei die Konturfunktion eine stetige Funktion ist. Dadurch wird erreicht, dass sich im seitlichen Bereich eines prismatischen Abstandshalters die elektrische Feldstärke nicht sprunghaft ändert.
Bevorzugt ist eine Ausführung des Abstandshalters in Form einer Leiste, wobei das Querschnittsprofil konkav ist. Eine Leiste lässt sich bei einer Spule gleichermaßen zur
Einstellung eines radialen als auch eines axialen Abstandes verwenden . Als bevorzugter Werkstoff für die Leiste wird Zellulose, Papier, Transformerboard oder ein Kunststoff verwendet. Bei einer besonders hohen Spannungsfestigkeit kann es vorteilhaft sein, wenn der Abstandshalter aus einem, Polyamid hergestellt ist. In speziellen Anwendungen wird insbesondere eine
Ausführung in Aramidfaser, wie sie beispielsweise unter den Marken Kevlar® oder Nomex® bekannt sind, bevorzugt.
Der Abstandshalter kann bevorzugt auch in einer
Hochspannungsspule verwendet werden, die nicht von einem flüssigen, sondern von einem gasförmigen Isolations- Kühlmedium (Luftspule) umgeben ist, eingesetzt werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im nachfolgenden Teil der Beschreibung auf Zeichnungen Bezug genommen, aus denen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung anhand nicht einschränkender Ausführungsbeispiele zu entnehmen sind.
Es zeigen:
Figur 1 einen Ausschnitt aus einer elektrischen Wicklung in einer räumlichen Ansicht, wobei gemäß der Erfindung ein Abstandshalter verwendet wird, der ein konkaves Querschnittsprofil aufweist;
Figur 2 einen Querschnitt durch einen Abstandshalter, der zwischen einem oberen und einem unteren Leiter gepresst ist und ein konkaves Querschnittsprofil aufweist;
Figur 3 einen Detail X der Figur 2 für einen besonders
bevorzugten Kontaktwinkel von 180°;
Figur 4 einen Detail X der Figur 2 für einen Kontaktwinkel von 165°; Figur 5 einen Detail X der Figur 2 für einen Kontaktwinkel von 150°;
Figur 6 eine Darstellung des Details X, welches im
Übergangsbereich den keilförmigen Fußteil des Abstandshalters stark vergrößert zeigt;
Figur 7 eine andere Ausführung der Erfindung, bei der ein
Abstand mit mehreren aufeinander gestapelten
Abstandshaltern eingestellt ist, die jeweils ein konkaves Querschnittsprofil aufweisen, so dass auch zwischen aneinander liegenden Anlageflächen kein Zwickel ausgebildet wird; Figur 8 einen prismatischen Abstandshalter in einer
räumlichen Darstellung, wobei an gegenüberliegenden Seitenflächen des Abstandshalters Ausnehmungen in Form einer Hohlkehle ausgebildet sind, wodurch das Querschnittsprofil konkav ist;
Figur 9 eine schematische Darstellung, welche sowohl die
Einsatzmöglichkeiten eines erfindungsgemäßen
Abstandshalters zum Einstellen eines Abstandes zwischen benachbarten Leitern, als auch zum Einstellen eines Abstandes zwischen einem Leiter und einem Maschinenteil zeigt;
Figur 10 einen bekannten Abstandshalter, bei dem alle vier
Kanten gerundeten sind;
Figur 11 Detail Y der Figur 10 mit einem Kontaktwinkel von
0°;
Figur 12 Detail Y der Figur 10 mit einem Kontaktwinkel von
15°;
Figur 13 Detail Y der Figur 10 mit einem Kontaktwinkel von
30° . Ausführung der Erfindung
Figur 1 zeigt in einer räumlichen Ansicht einen Ausschnitt aus einer elektrischen Wicklung 1. Die einzelnen Leiter 4,5 umschließen konzentrisch um eine Achse 17 einen
weichmagnetischen Schenkel 16 eines Transformators oder einer Drossel. Die Wicklung 1 kann von unterschiedlicher Bauform sein. Die elektrischen Leiter 4,5 können bei einem
Leistungstransformator blanke Drähte oder isoliert ausgeführt sein. Um den Abstand zwischen zwei Lagen 14, 15 der
ringförmigen Leiter einzustellen, sind in Figur 1
Distanzstücke zu sehen, so genannter Abstandshalter 3. Von diesen Abstandshaltern 3 sind in Figur 1 stellvertretend drei sich in radialer Richtung erstreckende leistenförmige
Abstandshalter 3 gezeichnet. Jeder dieser Leisten 3 wird zwischen einer oberen Wicklungslage 14 und einer unteren Wicklungslage 15 in axialer Richtung mittels einer
Spannvorrichtung (angedeutet in Figur 1 mit den beiden gegenläufigen Pfeilen 18) gepresst. In Figur 1 deutet der
Pfeil 2 das durchströmende Transformatoröl 2 an, welches zum Zwecke der Isolation und der Kühlung die gesamte Wicklung 1 umspült. Wie aus Figur 1 gut zu erkennen ist, ist das
Querschnittsprofil des Abstandshalters 3 konkav.
Wie einleitend bereits erwähnt, sind Abstandshalter in verschiedenen Ausführungen bekannt. Dabei ist es im Stand der Technik so, dass im Bereich der Anlagefläche und der
Seitenfläche eines Abstandshalters ein so genannter Zwickel entsteht, in welchem das Isolations-Kühlmedium elektrisch stark beansprucht wird. Abstandshalter und Isolations- Kühlmedium weisen in der Regel unterschiedliche elektrische Eigenschaften auf. Üblicherweise hat Transformatoröl im hier relevanten Frequenzbereich (50 Hz bzw. 60 Hz) eine
Dielektrizitätszahl oder auch Permittivität CR, die niedriger ist, als die Permittivität des Werkstoffs, aus dem ein
Abstandshalter hergestellt ist. Bekannt ist auch, dass im Bereich der Anlagefläche bei einer sprunghaften Änderung der Permittivität (Dielektrizitätszahl) , die Normalkomponente der elektrischen Feldstärke einen Sprung erfährt, während ihre Tangentialkomponente stetig ist. Dies bedeutet, dass das Feldbild im Bereich der Übergangszone zwischen
Transformatoröl und Abstandshalter verzerrt ist. Es tritt im Zwickel lokal eine Erhöhung der elektrischen Feldstärke auf. Besonders beansprucht ist dabei das Isolationsmedium, das sich im Bereich dieses Zwickels befindet. Hier greift die Erfindung ein. Sie schlägt einen
Abstandshalter vor, der entgegen dem Stand der Technik nicht ein konvexes, sondern ein konkaves Querschnittsprofil aufweist (sieh Figur 1 und Figur 2) . Erfindungsgemäß weisen Seitenflächen eines Abstandshalters Ausnehmungen nach Art einer Hohlkehle auf. Dadurch entsteht ein keilförmiger
Fußteil, welcher einer lokalen Felderhöhung entgegengewirkt. Es gibt keinen gefährlichen Zwickel mehr. Dadurch wird das Transformatoröl elektrisch weniger stark beansprucht. Die Gefahr elektrischer Teilentladungen, die Ursprung für einen elektrischen Durchschlag sein können, lässt sich dadurch ein konkaves Querschnittsprofil stark verringern.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Abstandshalters 3 wird im Folgenden näher im Detail erläutert.
Figur 2 zeigt eine Ausführung des erfindungsgemäßen
Abstandshalter 3 in einem Querschnitt. Der Abstandshalter 3 ist mit seinen Anlageflächen 13 zwischen einem oberen Leiter 4 und einem unteren Leiter 5 gepresst. Das Querschnittsprofil ist konkav, wobei gegenüberliegende Seitenflächen 6, die mit dem Transformatoröl 2 in Berührung stehen, mit einer
Ausnehmung in Form einer Hohlkehle 7 versehen sind. Diese beiden Ausnehmungen 7 sind beidseits symmetrisch. Die
Konturfunktion 10 einer Seitenflächen 6 setzt sich im
Querschnitt gesehen zusammen aus einem mittleren linearen Abschnitt an den sich oben und unten knickfrei jeweils ein Kreisbogen 12 anschließt. Wie der Figur 2 leicht zu entnehmen ist, ist jede der Ausnehmung 7 so gestaltet, dass im Bereich zwischen Distanzstück 3 und Leiter eine konkave Ausrundung, eine Hohlkehle, gebildet wird, so dass in jedem Übergangsbereich 11 von Abstandshalter 3 und Transformatoröl links und rechts ein keilförmiger Fußteil entsteht, welcher zur Kante 8 hin spitz zuläuft. Es können aber auch zusätzlich die beiden Stirnflächen mit einer Hohlkehle versehen sein. Durch den Doppel-Keil 11 entlang der Längserstreckung wird erreicht, dass sich im seitlichen Bereich der Anlage kein „Zwickel" ausbilden kann. D.h., dass der gefährdete
Volumenbereich (Zwickel) mit überhöhter elektrischer
Feldstärke so gut wie nicht existent ist. Um dies genauer darzustellen, ist in Figur 2 ein Detail mit dem Bezugszeichen "X" gekennzeichnet, das in den folgenden Figuren 3, 4, 5 vergrößert gezeichnet ist und im Folgenden näher erläutert wird .
Figur 3 zeigt eine besonders bevorzugte Ausbildung des
Fußteils 11, bei dem die konkave Ausrundung nahtlos in die Ebene der Anlagefläche 13 übergeht. Bei dieser
Ausführungsform beträgt der an der Kante 8 angelegte, zum Transformatoröl 2 geöffnete Kontaktwinkel 9 180 °. Weitere mögliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in Figur 4 mit einem Kontaktwinkel 9 von 165° und in Figur 5 mit einem Kontaktwinkel von 150° gezeigt. Figur 6 zeigt in einer noch stärkeren Vergrößerung den keilförmigen Fußteil 11. Die Kante 8 ist hier faserig auslaufend. Diese faserige Ausbildung der Kante 8 entsteht automatisch bei einer spanabhebenden Fertigung des
Abstandshalters 3 und hat einen weiteren vorteilhaften
Effekt, der unten stehend noch näher ausgeführt ist. Jede
Seitenfläche 6 wird durch eine Konturfunktion 10 vorgegeben. Die Konturfunktion 10 ist eine gekrümmte Funktion die stetig differenzierbar ist, sie weist also keine Sprungstellen auf. Die Seitenfläche 6 geht nahtlos in die Ebene der Anlage- beziehungsweise Kontaktfläche 13 über. Durch diese
geometrische Ausgestaltung der Seitenfläche 6 eines
Abstandshalters 3 wird der Kontaktwinkel 9 weit über 90° hinaus vergrößert. Wie bereits gesagt, hat dies zur Folge, dass die elektrische Beanspruchung des Transformatoröls 3 in dieser Übergangszone vergleichsweise gering ist. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass der Fußteil 11 bei einer mechanischen Pressung zwischen zwei Leitern federnd nachgibt. Zum einen bedeutet dies, dass ein elektrischer Leiter, der mit einer Isolation umgeben ist, weniger Gefahr läuft durch die Presskraft beschädigt zu werden. Die elastische
Nachgiebigkeit des Fußteils 11 sorgt dafür, dass der
Abstandshalter 3 nicht in die Isolation des Leiters gedrückt wird. Zum anderen bedeutet dies, dass die von der
Seitenkontur vorspringende Kante 8 vorgespannt bleibt, so dass sich kein Hohlraum zwischen Kante 8 und Leiter 4, 5 ausbilden kann.
Figur 7 zeigt eine Ausführung der Erfindung, bei der ein vergleichsweise größerer Abstand 23 zwischen zwei Leiter 4 und 5 durch mehrere aufeinander gestapelte Abstandshalter 3 vorgegeben wird. Auch hier sind die jeweiligen Seitenflächen 6 des Stapels jeweils mit nutförmigen Ausnehmungen in Form einer Hohlkehle versehen. Dadurch liegen im Bereich des Stapels aufeinander liegende Anlageflächen so aufeinander, dass sich zwischen ihnen nicht ein gefährlicher Zwickel mit überbeanspruchtem Isolationsmedium ausbilden kann. Auch bei einem Stapel übereinander liegender Abstandshalter lässt sich durch das konkave Profil erreichen, dass einer seitlichen Inhomogenität des elektrischen Feldes wirkungsvoll entgegen gewirkt werden kann.
Figur 8 zeigt den erfindungsgemäßen Abstandshalter 3 in einer perspektivischen Ansicht. Der Abstandshalter 3 weist einen prismatischen Körperteil auf, der eine Höhe 20, eine Breite 21, und eine Länge 22 besitzt. Die obere und untere
Kontaktfläche 13 ist eben ausgebildet. Je nach Einsatz des Abstandshalters 3 kann die Länge 22 sehr unterschiedlich sein: die Länge 22 ist sehr kurz, wenn sie der Breite eines Flachleiters entsprechen soll; die Länge 22 entspricht bei einer radialen Anordnung zwischen benachbarten Leitern etwa der radialen Dicke einer Wicklung. Wenn der Abstandshalter 3 zur Einstellung des Abstandes zwischen zwei in einem radialen Abstand liegenden Windungen eingesetzt werden soll,
entspricht die Länge 22 der Spulenlänge.
Figur 9 zeigt in einer schematischen Darstellung den Einsatz des erfindungsgemäßen Abstandshalters in einer elektrischen Wicklung 1. Dabei ist der Abstandshalter 3 einmal zwischen einem Leiter 4 und einem Maschinenteil 19, ein anderes Mal als axialer beziehungsweise radialer Abstandshalter zwischen zwei Leiter 4 und 5 zu sehen. Der Abstandshalter 3 mit dem konkaven Querschnittsprofil kann also nicht nur im
Isolationssystem einer Wicklung, sondern auch im
Barrieresystem eingesetzt werden. Das Barrieresystem wird zur Isolation von Wicklungen untereinander beziehungsweise zwischen Wicklungen und Teilen mit Massepotenzial verwendet. Gegenüber dem Isolationssystem unterscheidet sich das
Barrieresystem dadurch, dass mindestens eine der beiden Anlageflächen des Abstandshalters 3 nicht mit einem blanken Leiter 4,5 beziehungsweise einem isolierten Leiter, sondern mit einer sogenannten Barriere in Berührung steht. Dabei kann es sein, dass der Abstandshalter und die Barriere aus dem gleichen Material hergestellt sind.
Abstandshalter wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, sind in den Figuren 10 bis 13 gezeichnet. Alle vier Kanten des in Figur 10 dargestellten Abstandshalters 3 sind gerundet, d.h. das Querschnittsprofil des Distanzstückes 3 ist konvex. Je nach Fertigungsart und Genauigkeit kommt es zur Ausbildung dieser Rundungen. Zur Veranschaulichung sind drei Kontakt- oder Eintauchwinkel 9 gezeichnet: Figur 11 zeigt einen bekannten Abstandshalter mit einem Kontaktwinkel 9 von 0°; Figur 12 einen Kontaktwinkel 9 von 15°, Figur 13 eine Kontaktwinkel 9 von 30°. All diesen bekannten
Abstandshaltern gemeinsam ist also die Ausbildung eines „Zwickels" 24. Wenn der Abstandshalter 3 zwischen zwei
Leitern 3 und 4 gepresst wird, hat ferner die Presskraft
Einfluss auf die Ausbildung des „Zwickels", da es im Bereich der Pressfläche zumindest zu einer geringfügigen Verformung von Leiterisolation und Distanzstück kommt. Wie bereits einleitend dargestellt, ist das in diesem „Zwickel" 24 befindliche Isoaltions-Kühlmedium 2 elektrisch besonders stark beansprucht. Durch die Erfindung wird diese
Überbeanspruchung des I soaltions-Kühlmediums vermieden. Der wesentliche Vorteil des konkaven Querschnittsprofils ist also darin zu sehen, dass die Feldstärkeüberhöhung im
Isolationssystem, bei Systemspannungen von größer als 1000 V, stark verringert werden kann. Insbesondere lässt sich die unerwünscht hohe elektrische Feldstärke im Bereich des sogenannten „Zwickels" 24, der im Stand der Technik durch abgerundete Kanten entsteht, vermeiden. Lokale Spitzenwerte der elektrischen Feldstärke, die Ursache für elektrische Teilentladungen oder Ursprung für einen elektrischen
Durchschlag sind, treten dank der Erfindung weniger häufig auf. Die konkave Ausnehmung in Form einer Hohlkehle
verhindert dies. Folge davon ist, dass gegenüber dem Stand der Technik eine höhere Spannungsfestigkeit des
Isolationssystems möglich ist. Die Wahrscheinlichkeit von Durchschlägen infolge von Spannungs-Überbeanspruchung wird abgesenkt.
Wie oben dargestellt, ist ein weiterer Vorteil darin zu sehen, dass durch die Bildung eines Stapels auch ein
vergleichsweise großer Abstand, der bei einer hohen
Spannungsbelastung erforderlich ist, überbrückt werden kann, ohne dass dafür eine spezielle Anfertigung eines
Distanzstücks erforderlich wäre. Oder anders gesagt, der bei einem einzelnen Distanzstück beschriebene günstige Effekt der Vergleichmäßigung des elektrischen Feldes geht nicht durch die Aneinanderreihung übereinander geschichteter
Distanzstücke verloren.
Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass durch die elastische Eigenschaft des keilförmigen Fußteils eine
Isolation des Leiters auch bei einer höheren Presskraft nicht beschädigt wird. Durch die Elastizität des Materials bleibt die vorspringende Kante vorgespannt. Es kann sich dadurch auch kein ungünstiger Hohlraum zwischen dem Distanzstück und der Leiterisolation bilden. Durch die weiche nachgebende Eigenschaft des Fußteils kommt es auch nicht zu Eintiefungen in der Isolation. Günstig wirkt sich auch die durch die Herstellung bedingte faserige Ausbildung der Kante aus. Obwohl die Erfindung in Detail durch das bevorzugte
Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der
Erfindung zu verlassen.
So versteht es sich von selbst, dass die in Figur 1
dargestellte in radialer Richtung ausgerichteten und zum Einstellen des axialen Abstandes zwischen den Wicklungslagen 14, 15 vorgesehenen Abstandshalter 3 natürlich auch zum
Einstellen eines radialen Abstandes eingesetzt werden kann. In diesem Fall werden die Leisten bei der Herstellung der Wicklung nicht radial, sondern in Richtung der Schenkelachse 17 angeordnet.
Die Konturfunktion muss nicht notwendigerweise durchgehend gekrümmt verlaufen, von Bedeutung ist lediglich, dass der Übergangsbereich konkav in Form einer Hohlkehle gerundet ist und im Anschlusspunkt knickfrei in einen anders
gekrümmten/gradlinigen Abschnitt übergehen
Was oben stehend für ein flüssiges Isoaltions-Kühlmedium gesagt ist, gilt grundsätzlich auch für ein Gas. Der Begriff Isolations-Kühlmedium umfasst also auch gasförmige Medien. Eine Vorteilhafte Verwendung des Abstandshalters kann daher auch bei sogenannten Hochspannungs-Luftspulen liegen. Auch hierbei kann eine Ausführung in Aramidfaser, wie sie beispielsweise unter den Marken Kevlar® oder Nomex® bekannt sind, bevorzugt sein. Zusammenstellung der verwendeten Bezugszeichen
1 elektrische Wicklung
2 Isolations-Kühlmedium
3 Abstandshalter
4 Leiter einer oberen Lage 14
5 Leiter einer unteren Lage 15
6 Seitenfläche
7 Hohlkehle, Ausnehmung
8 Kante, Kontaktlinie
9 Kontaktwinkel
10 Konturfunktion
11 Übergangsbereich, Fußteil
12 Kreisbogen
13 Anlagefläche, Kontaktfläche
14 obere Lage
15 untere Lage
16 magnetischer Kern
17 Schenkelachse
18 Pfeil (Spannvorrichtung)
19 Maschinenteil
20 Höhe des Abstandshalters, Abstand
21 Breite des Abstandshalters
22 Länge des Abstandshalters
23 Abstand
24 Zwickel

Claims

Patentansprüche
1. Elektrischer Transformator oder Drossel umfassend:
- eine Wicklung (1),
- ein Isoaltions-Kühlmedium (2) , welches die
Wicklung (1) umgibt,
- zumindest einen Abstandshalter (3) aus einem
Isolator, mit Seitenflächen (6) und einander gegenüberliegenden Anlageflächen (13), um in einer Anordnung zwischen benachbarten Leitern (4,
5) oder einem Leiter ((4, 5) und einem Maschinenteil (19), einen Abstand (23) vorzugeben, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (3) einen zu einer Anlagefläche (13) liegenden Übergangsbereich (11) aufweist, der als Hohlkehle (7) mit einer spitz zulaufenden Kante (8) ausgebildet ist.
2. Transformator oder Drosselspule nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass ein an der Kante (8) gebildeter Kontaktwinkel (9) größer als 90° ist.
3. Transformator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktwinkel (9) etwa 180° beträgt
4. Transformator oder Drossel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im
Übergangsbereich (11) jede gegenüberliegende
Seitenfläche (6) durch eine gekrümmte Konturfunktion (10) vorgegeben ist, die in ihrer Ableitung stetig ist .
5. Transformator oder Drossel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im
Übergangsbereich (11) jede gegenüberliegende
Seitenfläche (6) zumindest abschnittsweise durch eine Konturfunktion (10) vorgegeben ist, die durch ein Polygon gebildet ist. Transformator oder Drossel nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturfunktion (10) ein Kreisbogen aufweist, so dass die Seitenfläche (6) knickfrei in die Ebene einer Anlagefläche (13)
einmündet .
Transformator oder Drossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (23) durch mehrere aufeinander gestapelte Abstandshalter (3) eingestellt ist .
Transformator oder Drossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Abstandshalter (3) aus einem dielektrischen Werkstoff hergestellt ist, dessen Permittivität größer ist, als die
Permittivität des Isolations-Kühlmediums (2) .
Transformator oder Drossel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet dass der zumindest eine Abstandshalter (3) die Form einer Leiste aufweist.
Transformator oder Drossel nach Anspruch 1 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (3) beziehungsweise die Leiste aus Zellulose oder einem Kunststoff, bevorzugt aus einem Polyamid hergestellt ist .
11. Wicklungsanordnung für eine elektrische Maschine, insbesondere einem Leistungstransformator oder
Drossel, umfassend: eine Wicklung (1), ein
Isoaltions-Kühlmedium (2) , welches die Wicklung (1) umgibt, zumindest einen Abstandshalter (3) aus einem Isolator, mit Seitenflächen (6) und einander
gegenüberliegenden Anlageflächen (13), um in einer
Anordnung zwischen benachbarten Leitern (4, 5) oder einem Leiter (4, 5) und einem Maschinenteil (19) einen Abstand (23) vorzugeben, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Abstandshalter (3) einander gegenüberliegende Seitenflächen (6) aufweist, die vom Isoaltions-Kühlmedium (1) umgeben sind, und an jeder dieser Seitenflächen (6) eine Ausnehmung (7) derart ausgebildet ist, dass eine Hohlkehle ausgebildet ist, so dass jede Seitenfläche (6) mit der ihr zugeordneten Anlagefläche (13) zu einer Kante (8) spitz zulaufend ausgebildet ist.
12. Wicklungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, dass ein in das Isoaltions-Kühlmedium (2) sich öffnender Kontaktwinkel (9) größer als 90° ist .
13. Wicklungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, dass der Kontaktwinkel (9) etwa 180° beträgt .
14. Wicklungsanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Übergangsbereich (11) jede gegenüberliegende Seitenfläche (6) durch eine gekrümmte Konturfunktion (10) vorgegeben ist, die in ihrer Ableitung stetig ist.
15. Wicklungsanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Übergangsbereich (11) jede gegenüberliegende Seitenfläche (6) durch eine Konturfunktion (10) vorgegeben ist, die zumindest abschnittsweise aus einem Polygon gebildet ist.
16. Wicklungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, dass die Konturfunktion (10) zumindest in einem Abschnitt ein Kreisbogen ist.
17. Wicklungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, dass der Abstand (23) durch
aufeinander gestapelte Abstandshalter (3) vorgegeben ist .
18. Wicklungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Abstandshalter (3) aus einem dielektrischen Werkstoff hergestellt ist, dessen Permittivität größer ist, als die
Permittivität des Isolations-Kühlmediums .
19. Wicklungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet dass der zumindest eine Abstandshalter (3) die Form einer Leiste aufweist.
20. Wicklungsanordnung nach Anspruch 19, dadurch
gekennzeichnet, dass der Werkstoff der Leiste (3)
Zellulose oder ein Kunststoff, besonders ein Polyamid ist .
21. Abstandshalter für eine Wicklung einer
elektrischen Maschine, umfassend: einen aus einem Isolierstoff gebildeten prismatischen Körperteil, der Seitenflächen (6) und zwei gegenüberliegende ebene Anlageflächen (13) aufweist, mit denen er in einer Anordnung zwischen benachbarten Leitern (4, 5) oder einem Leiter (4, 5) und einem Maschinenteil (19) einen definierten Abstand (23) vorgibt, dadurch
gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (3) einen zu einer Anlagefläche (13) liegenden Übergangsbereich (11) aufweist, dessen Form als Hohlkehle (7)
ausgebildet ist, so dass in einem Querschnitt gesehen Anlagefläche (13) und Seitenfläche (6) einen Keil mit einer spitzen Kante (8) bilden.
22. Abstandshalter nach Anspruch 21, dadurch
gekennzeichnet, dass die Form der Hohlkehle (7) durch eine Ausnehmung gebildet wird, die durch eine
gekrümmte Konturfunktion (10) vorgegebenen wird, die eine stetige Funktion ist.
23. Abstandshalter nach Anspruch 21, dadurch
gekennzeichnet, dass an der Kante (8) die in einer Querschnittsebene liegende Tangente der Konturfunktion (10) mit der Anlagefläche (13) einen Kontaktwinkel (9) größer als 90° einschließt.
24. Abstandshalter nach Anspruch 21, dadurch
gekennzeichnet, dass der Kontaktwinkel (9) etwa 180° ist .
25. Abstandshalter nach einem der Anspruch 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des
Körperteils (3) Zellulose oder ein Kunststoff, besonders ein Polyamid ist.
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