WO2020229523A1 - Hochspannungstransformator, verfahren zum herstellen eines hochspannungstransformators sowie prüfsystem und prüfsignalvorrichtung mit einem hochspannungstransformator - Google Patents

Hochspannungstransformator, verfahren zum herstellen eines hochspannungstransformators sowie prüfsystem und prüfsignalvorrichtung mit einem hochspannungstransformator Download PDF

Info

Publication number
WO2020229523A1
WO2020229523A1 PCT/EP2020/063299 EP2020063299W WO2020229523A1 WO 2020229523 A1 WO2020229523 A1 WO 2020229523A1 EP 2020063299 W EP2020063299 W EP 2020063299W WO 2020229523 A1 WO2020229523 A1 WO 2020229523A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
voltage
winding
transformer
voltage transformer
voltage winding
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/063299
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Anglhuber
Reinhard Kaufmann
Lukas BITSCHNAU
Original Assignee
Omicron Electronics Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omicron Electronics Gmbh filed Critical Omicron Electronics Gmbh
Priority to CN202080035797.2A priority Critical patent/CN113841209A/zh
Priority to EP20727178.4A priority patent/EP3970168A1/de
Priority to BR112021022581A priority patent/BR112021022581A2/pt
Priority to US17/610,308 priority patent/US20220246352A1/en
Priority to CA3139358A priority patent/CA3139358A1/en
Priority to KR1020217040647A priority patent/KR20220006636A/ko
Priority to MX2021013787A priority patent/MX2021013787A/es
Priority to AU2020273556A priority patent/AU2020273556B2/en
Publication of WO2020229523A1 publication Critical patent/WO2020229523A1/de
Priority to ZA2021/09185A priority patent/ZA202109185B/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F30/00—Fixed transformers not covered by group H01F19/00
    • H01F30/06—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure
    • H01F30/16—Toroidal transformers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/28—Provision in measuring instruments for reference values, e.g. standard voltage, standard waveform
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G01R31/1254—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of gas-insulated power appliances or vacuum gaps
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/14—Circuits therefor, e.g. for generating test voltages, sensing circuits
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/62—Testing of transformers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/72—Testing of electric windings
    • 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
    • H01F27/2823—Wires
    • 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
    • H01F27/2895—Windings disposed upon ring cores
    • 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
    • H01F27/30—Fastening or clamping coils, windings, or parts thereof together; Fastening or mounting coils or windings on core, casing, or other support
    • H01F27/306—Fastening or mounting coils or windings on core, casing or other support
    • 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
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H01F41/06—Coil winding
    • H01F41/08—Winding conductors onto closed formers or cores, e.g. threading conductors through toroidal cores
    • 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
    • H01F27/2823—Wires
    • H01F2027/2842—Wire coils wound in conical zigzag to reduce voltage between winding turns

Definitions

  • High-voltage transformer method for manufacturing a high-voltage transformer, and test system and test signal device with a high-voltage transformer
  • the invention is in the field of high-voltage measurement technology and relates in particular to high-voltage transformers, methods for their production, high-voltage test signal devices and test systems for testing a high-voltage device using a test signal with a high electrical voltage.
  • high-voltage devices such as power transformers or switchgear - in particular gas-insulated switchgear - are usually used to convert and distribute electrical energy.
  • Other high-voltage devices such as high-voltage converters or high-current converters - for example for measuring voltages and currents occurring in a power network -, power switches and power generators are also usually used here.
  • Such high-voltage devices or other high-voltage devices such as electric (power) motors are also used in the industrial environment, in particular for production.
  • an insulation material from a high-voltage device - such as a high-voltage current converter, a high-voltage voltage converter or a circuit breaker - can be checked, for example, by measuring the DC voltage resistance.
  • a loss factor or a capacitance from a high-voltage device - such as a power transformer or a rotating machine, for example from a generator or an electric motor - can also be used here. can be measured, which can also provide information about a (still remaining) quality of insulating materials or insulating liquids.
  • a partial discharge measurement can also be carried out.
  • high voltages can also be used as a test signal during the measurement.
  • measurements in the field - i.e. outdoors or in an industrial environment - are often carried out for the check.
  • Test devices are known for use in the field which integrate a signal generator and a high-voltage transformer or which convert a mains voltage into a high voltage by means of a variable transformer in order to generate a test signal with a high electrical voltage - i.e. in particular with a high voltage amplitude or a high effective voltage. While measures of this kind may be necessary for the operational safety of such a test device, the high-voltage winding of the high-voltage transformer or variable transformer - i.e.
  • the test device should have a low weight, especially for field use, and be robust for transport to the respective location.
  • the invention is based on the object of providing a corresponding test system and a corresponding manufacturing method.
  • a high-voltage transformer with the features of claim 1 a test signal device with the features of claim 10, a test system with the features of claim 12 and a manufacturing method with the features of claim 13 are provided.
  • the dependent claims define preferred and / or advantageous embodiments of the invention.
  • a first aspect of the invention relates to a high-voltage transformer which is preferably designed for a test system for testing a high-voltage device.
  • the high-voltage transformer is designed as a toroidal core transformer and has a magnetizable core, a high-voltage winding and a low-voltage winding.
  • the high-voltage winding and the low-voltage winding are arranged around the magnetizable core in an electrically insulated manner from one another, the high-voltage winding being designed at least in sections as a mit step winding.
  • low-voltage winding and “high-voltage winding” are to be understood as windings which have one or more turns of an electrical conductor around a (local) circumference of a transformer core of the high-voltage transformer, the electrical conductor mostly being covered by an insulation layer to avoid it is surrounded by short circuits between the individual turns.
  • a coil wire or a stranded coil is usually used and wound around the transformer core along a circumferential direction, so that a current flowing through the electrical conductor induces a magnetic flux in the transformer core and the components of the magnetic flux per turn at least essentially add up.
  • Such a winding usually extends along a (local) forward direction of the transformer core. Several of the turns of such a winding can be lined up along or opposite to the forward direction.
  • the electrical voltage applied to the low-voltage winding is transformed into a high voltage that can be tapped off at the high-voltage winding, depending on the turns ratio.
  • a voltage in the range of 1 KV and higher is regarded as "high voltage”, so that the high-voltage transformer according to the invention is designed to generate and provide correspondingly high output voltages.
  • the high voltage provided by the high voltage transformer can in particular be such that it can serve as test voltage for testing a high voltage device.
  • a “high-voltage device” is to be understood as at least one device - for example as part of a high-voltage installation for energy supply or as part of an electrically operated production installation - which is operated with a high electrical voltage or a high electrical current, a such controls, converts or measures or can be exposed to a high electrical voltage for any other reason and should be set up for safe operation - for example through adequate electrical insulation.
  • such a high-voltage device can be a power transformer, a (high-voltage) switchgear, a (high-voltage) circuit breaker or power switch, a high-voltage or high-voltage rotating machine such as a power electric motor or a power generator, a tap changer for a transformer or a measuring transducer such as a Be a high voltage converter or a high current converter.
  • a “pilgrim winding” - also “pilgrim winding” or “oblique winding” - is to be understood as at least one winding for a transformer which has several layers of turns around the transformer core, the individual layers only being along a section extend against the forward direction of the core and each (electrically) subsequent layer extends in the opposite direction - that is, opposite or along the forward direction - and partially overlaps the previous layer.
  • those layers that extend in the forward direction extend (at least in total) further than that other layers opposite to the forward direction - or vice versa so that the mit step winding extends over a larger section (compared to the sections of the individual layers) along - or correspondingly opposite - the forward direction of the core.
  • the high-voltage winding can also be designed completely as one or precisely one vocational step winding. In some embodiments, the high-voltage winding can also be embodied as a plurality of vocational step windings, some or all of the vocational step windings being contiguous or adjacent to one another along the forward direction.
  • One advantage of the pilgrim winding can be that it enables higher frequencies to be transmitted, which in particular enables power quality measurement applications to be made with the high-voltage transformer - that is, when testing the high-voltage device, determine a load- and frequency-dependent transmission behavior of the high-voltage device over a larger frequency range leaves.
  • Another advantage of the pilgrim step winding can in particular be that a multi-layer winding and thus in particular a higher number of turns and / or a higher transmission ratio is made possible.
  • contiguous or adjacent turns or correspondingly superimposed layers of the turns have a smaller voltage difference - i.e. in particular a lower (double) layer voltage - than, for example, in a multi-layer helical or wild winding, which is at least essentially over the entire core for each layer would extend.
  • a “toroidal core transformer” has at least one ring-shaped core with a magnetizable material - that is to say in particular a so-called toroidal core - as the transformer core.
  • a toroidal core is essentially closed or almost closed in a ring shape.
  • the toroidal core can preferably have a toroidal shape, for example in the form of a toroid or a tube section or, more generally, a rounded three-dimensional body which has a central hole.
  • the toroidal core can be cut through from the central hole in one section towards the outside, that is to say have a so-called air gap.
  • the toroidal core can be closed around the central hole, in particular along its toroidal direction, whereby in particular the magnetic flux can propagate in the magnetizable material along the alen direction without interruption.
  • the magnetizable core that is to say the toroidal core
  • the magnetizable core can be wound with the high-voltage winding and / or the low-voltage winding over a large (longitudinal) section in the forward direction.
  • Another advantage of a high-voltage transformer with a toroidal core as a magnetizable core / transformer core can be that, during operation, the magnetic field lines largely run within the toroidal core, which can reduce magnetic interference fields.
  • One advantage of the toroidal core transformer can also be that it has a form factor that can be easily integrated into a housing.
  • the high-voltage transformer has a protective layer which is arranged between the high-voltage winding and the low-voltage winding.
  • the protective layer has an electrically conductive layer for shielding the high-voltage winding from the low-voltage winding.
  • the magnetizable core has an insulation layer made of an electrically insulating material for electrically insulating the magnetizable core from the low-voltage winding and from the high-voltage winding.
  • the high-voltage winding is arranged close to the core or directly on the magnetizable core.
  • insulation is provided between the core and the high-voltage winding.
  • the low-voltage winding is preferably arranged around the high-voltage winding.
  • An advantage of the arrangement of the high-voltage winding around the magnetizable core and the low-voltage winding around the high-voltage winding can in particular be that the number of turns of the high-voltage winding is reduced and a shorter wire length is required for the high-voltage winding, which in particular allows losses to be reduced and / or that Frequency behavior can be further improved, especially for higher frequencies.
  • Another advantage of the arrangement of the high-voltage winding around the magnetizable core and the low-voltage winding around the high-voltage winding can be that the high-voltage winding is arranged closer to the core, which means that any heat that could occur during operation due to losses in the high-voltage winding - such as ohmic losses , can be dissipated to the magnetizable core, the high-voltage winding can therefore (at least temporarily) be cooled by heat dissipation to the magnetizable core or a temperature of the high-voltage winding can be buffered by the magnetizable core.
  • the improved heat dissipation makes it possible to increase the performance of the high-voltage transformer and / or reduce its weight, in particular increasing a transformation ratio of the high-voltage transformer, increasing an achievable output voltage and / or a (temporarily) possible maximum electrical output power at the high-voltage winding.
  • the magnetizable core is "floating" and has no electrical contact or no electrical connection to earth or ground.
  • the magnetizable core is electrically isolated both from earth and from the high-voltage winding and low-voltage winding.
  • the geometry of the high-voltage transformer can be selected such that the maximum voltage that can occur between the high-voltage winding and the magnetizable core is only half the voltage that would occur if the magnetizable core were at ground potential.
  • test signal device for a test system for testing a high-voltage device, which comprises a high-voltage transformer according to the embodiments described above, and a correspondingly configured test system for testing a high-voltage device.
  • Fig. 2 a cross section through the high voltage transformer of Fig.
  • FIG. 5 a flow diagram of a method for producing a high-voltage transformer according to an embodiment.
  • Connections and couplings between functional units and elements shown in the figures can also be implemented as indirect connections or couplings.
  • data connections can be wired or wireless, that is to say in particular as a radio connection.
  • Certain connections, for example electrical connections, for example for energy supply, can also not be shown for the sake of clarity.
  • FIG. 1 schematically shows a high voltage transformer 300 according to an embodiment of the present invention.
  • the high-voltage transformer 300 has a magnetizable core 310, 31 1, a low-voltage winding 320, a high-voltage winding 330 and a protective layer 340.
  • the low voltage winding 320 and the high voltage winding 330 extend along a forward direction 316 of the magnetizable core.
  • the high-voltage winding is arranged at least around a part, in particular a longitudinal section, of the magnetizable core 310, 31 1 and is designed as a mit step winding.
  • the high-voltage winding 330 is located directly on the magnetizable core 310, 31 1.
  • the protective layer 340 is arranged around the high-voltage winding 330, which has an insulating material and thus electrically insulates the low-voltage winding 320, which is arranged further outward relative to the high-voltage winding and the protective layer 340, from the high-voltage winding 330.
  • the low voltage winding 320 has multiple turns 328.
  • the windings 328 can be wound helically in the direction of the forward direction 316 around the magnetizable core 310 and correspondingly in the case of parts with the high-voltage winding 330 or the protective layer 340 also wound around these.
  • an enamel-insulated coil wire in particular made of copper, can be helically wound around the magnetizable core 310.
  • the windings are shown for only a portion 310 of the magnetizable core for the sake of simplicity.
  • the high-voltage transformer 300 is designed as a toroidal core transformer, so that the high-voltage winding 330 and the low-voltage winding 320 actually extend in a ring shape along the entire length of the ring-shaped magnetizable core 310, 31 1.
  • the core 310, 31 1 is annularly closed or almost closed, wherein in the last-mentioned case the annular core 310, 31 1 is only interrupted by an air gap.
  • the ring shape can be toroidal, however, as shown in the figures, angular designs are also possible.
  • FIG. 2 shows a cross-section through the high-voltage transformer 300 to illustrate its structure from the inside - that is, from the magnetizable core - to the outside - that is, towards the low-voltage winding -, the cross-section being at least substantially perpendicular to the forward direction of the magnetizable core.
  • the high-voltage winding 330 is arranged concentrically around the magnetizable core 310.
  • the protective layer 340 is then arranged concentrically around the high-voltage winding 330.
  • the low voltage winding 320 is arranged concentrically around the protective layer 340.
  • the high-voltage winding 330 is thus arranged further inside and the low-voltage winding 320 further outside, relative to one another or relative to the protective layer 340, so that the high-voltage winding 330 is closer to the magnetizable core 310.
  • the high-voltage winding 330 touches the magnetizable core or is only separated from it by an insulation layer (not shown in FIG. 2), which enables improved thermal coupling between the high-voltage winding 330 and the magnetizable core 310, thereby increasing the performance can be.
  • the protective layer 340 has, as shown, a first electrically insulating layer 342, an electrically conductive layer 344 and a second electrically insulating layer 346.
  • the high-voltage winding and the low-voltage winding can advantageously be shielded from one another by means of the electrically conductive layer 344 and the electrically conductive layer 344 can be electrically insulated both from the high-voltage winding by means of the first electrically insulating layer 342 and from the low-voltage winding by means of the second electrically insulating layer 346.
  • the first electrically insulating layer 342 can be galvanized and the electrically conductive layer 344 can thus be applied thereon.
  • the electrically conductive layer 344 can also be vapor-deposited (in particular as metal vapor) or glued on (in particular as metal foil).
  • the second electrically insulating layer 346 can be omitted.
  • FIG 3 shows a longitudinal section through a high-voltage transformer according to a further embodiment of the present invention to illustrate the high-voltage winding designed as a mit winding, with any further components such as the protective layer, the low-voltage winding or a magnetic connecting element not being shown for the sake of clarity.
  • the high-voltage transformer shown in FIG. 3 can correspond to the high-voltage transformer 300 described with reference to FIG. 1 and / or FIG. 2, the longitudinal section being at least essentially along the forward direction of the magnetizable core, so that the forward direction 316 lies at least essentially in the cutting plane.
  • the forward direction 316 is illustrated in Fig. 3 by a dashed, turning arrow, wherein the forward direction is to be understood relative to the respective position in the magnetizable core 310 and to a possible magnetic flux and consequently represents a local direction, which in particular each locally in the direction of a shows any magnetic flux (or always against this direction). If the forward direction is followed locally in the case of a closed magnetizable core, a closed curve is obtained that encloses exactly one area.
  • the high-voltage winding 330 has several turns, which are grouped into several groups 335 of turns, which are wound electrically in series and helically in the forward direction around the magnetizable core 310 per group, and in several groups 336 of turns, which are electrically in series per group and are helically wound against the forward direction around the magnetizable core.
  • the groups 235 and 236 are alternately connected electrically in series with one another and each alternately wound around the magnetizable core 310, so that on a first number of turns in the forward direction for one of the groups 335 a second number of turns against the device for one of the groups 236 follows. In addition, the first number is greater than the second number, so that overall there is a winding in the forward direction.
  • a coil wire can alternately be wound around the core 310 in the forward direction for the first number of turns and wound around the core 310 in the reverse direction - that is, against the forward direction - for the second number of turns.
  • the coil wire can be an enamel-insulated copper wire.
  • the turn 338 of one of the groups 336 is spatially adjacent to the turns 337 and 339 of one of the groups 335 and also electrically only one or only two turns away from them, whereby a relative between the turns there is a small voltage difference in the operation of the high-voltage transformer.
  • the magnetizable core 310 can also have an insulation layer 314. This can, as shown in FIG. 3, be connected to the core and only cover a part, in particular a length section to be wound, that of the core 310 or else surround the entire core 310 and thus electrically isolate it. In some variants, this can be particularly advantageous in combination with a magnetizable core 310 made of core sheet, in particular made of several layers of core sheet, which in particular can be wound to form a toroidal core.
  • FIG. 4 shows a test system 10 according to an embodiment of the present invention together with a high-voltage device 30 to be tested as a schematic block diagram, with some components of the test system and associated electrical connections, connection points and / or node points as an electrical (principle) circuit diagram for a more detailed illustration are shown.
  • the test system 10 includes a portable main device 100 and a portable high-voltage test signal device 200.
  • the high-voltage test signal device 200 as a portable additional device of the test system 10, enables additional (test) functions - in particular those functions that are based on a high voltage - in addition to functions that the portable main device already provides.
  • the portable main device 100 has a housing and a power output 120 integrated into the housing.
  • the portable high-voltage test signal device 200 has a housing and a power input 220 integrated into the housing.
  • the power output 120 and the power input 220 are electrically connected by means of a cable 20 during operation, that is to say for testing the high-voltage device 30.
  • the portable high-voltage test signal device 200 also has a test signal device 230, the components of which are accommodated in the housing of the high-voltage test signal device 200.
  • a first test connection 232 and a second test connection 234 of the test signal device 230 can be integrated in the housing of the portable high-voltage test signal device 200 in a manner corresponding to the power input 220.
  • the first test connection 232 is electrically connected to a first connection point 32 of the high-voltage device 30 and, correspondingly, the second test connection 234 is electrically connected to a second connection point 34 of the high-voltage device 30.
  • the portable high-voltage test signal device 200 can have a grounding connection 204, which in particular enables separate grounding - for example for increased operational safety.
  • one of the test connections can also serve as a ground connection, which in particular enables simpler cabling.
  • the test signal device 230 has the high-voltage transformer 300 according to one of the previously described embodiments, the high-voltage transformer 300 being shown only schematically in FIG. 4 with the magnetizable core 310, the low-voltage winding 320 and the high-voltage winding 330 and the protective layer 340.
  • the magnetizable core 310 is designed as a toroidal core, which in particular enables low interference radiation, a compact design and a form factor that can be easily integrated into a housing and thus a particularly easy-to-transport high-voltage test signal device 200.
  • This compact design is synergistically supported by the high-voltage winding 330, which is preferably close to the core - and thus in particular thermally buffered by means of the magnetizable core 310.
  • both the low voltage winding 320 and the high-voltage winding 330 can be formed by a suitable number of partial windings.
  • the high-voltage winding 330 has a first connection point 332 and a second connection point 334, the second connection point 334 being electrically connected to the second test connection 234.
  • the first connection point 332 can be electrically connected to the first test connection 232, whereby these can be connected directly to one another or, as shown, by means of an electrical switch 238 of the test signal device 230.
  • the switch 238 enables the first connection point 332 and the first test connection 232 to be selectively to be electrically connected, so that the electrical connection for applying a high voltage to the high-voltage device 30 can be established and, for example, can be disconnected between individual test procedures for safety.
  • the low-voltage winding 320 has a first connection point 322 and a second connection point 326.
  • the first and the second connection point 322, 326 are electrically connected to the power input 220 in such a way that a power signal can be applied between the two connection points 322, 326 via the power input 220.
  • the portable main device 100 has a power signal source 130, in particular a controllable voltage source, which is electrically connected to the power output 120.
  • the portable main device 100 is set up to control the power signal source 130 such that an electrical voltage is applied between the first and second connection points 322, 326 of the low-voltage winding 320 via the power signal and the high-voltage transformer 300 converts this voltage into a test signal for testing the high-voltage device 30, which is applied between the first and second connection point 332, 334 of the high-voltage winding 330 - and thus also between the first and second test connection 232 and 234 when the switch 238 is closed.
  • the portable main device 100 is preferably designed in such a way that it controls the test sequence with the aid of an integrated controller (not shown in FIG. 4) with the aid of the test signal generated by the high-voltage transformer 300.
  • FIG. 5 shows a flow diagram of a method 800 for producing a high-voltage transformer according to an embodiment of the present invention.
  • the method 800 has the method steps 810, 820, 830 and 840.
  • the method 800 begins at the method start 802 and ends at the method end 804, the method steps being carried out in the following sequence and some variants of the method - for example for producing certain embodiments, developments, variants or exemplary embodiments according to the description and / or according to the figures - May have further process steps.
  • a magnetizable core is provided for the high-voltage transformer configured as a toroidal core transformer.
  • a coil wire is wound around the magnetizable core at least in sections as a mit step winding, so that a high-voltage winding of the high-voltage transformer is formed.
  • a protective layer is applied which envelops the high-voltage winding on a side facing away from the magnetizable core and electrically isolates the high-voltage winding in the direction of the side facing away.
  • a coil wire is wound around the high-voltage winding covered by the protective layer, so that a low-voltage winding of the high-voltage transformer has a smaller number of turns than a number of turns of the high-voltage winding is formed and the protective layer electrically isolates the high-voltage winding and the low-voltage winding from one another.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Transformers For Measuring Instruments (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hochspannungstransformator, welcher als Ringkerntransformator ausgestaltet ist. Der Hochspannungstransformator weist einen magnetisierbaren Kern (310) sowie um den magnetisierbaren Kern (310) eine Oberspannungswicklung (330) und eine Unterspannungswicklung (320) auf. Die Oberspannungswicklung (330) ist zumindest abschnittsweise als Pilgerschrittwicklung ausgeführt.

Description

Hochspannungstransformator, Verfahren zum Herstellen eines Hochspannungstransformators sowie Prüfsystem und Prüfsignalvorrichtung mit einem Hochspannungstransformator
GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Hochspannungsmesstechnik und betrifft insbesondere Hochspannungstransformatoren, Verfahren zu dessen Herstellung, Hochspannungsprüfsignalvorrichtungen und Prüfsysteme zur Prüfung einer Hochspannungseinrichtung anhand eines Prüfsignals mit einer hohen elektrischen Spannung.
HINTERGRUND
In elektrischen Energieversorgungsnetzen werden üblicherweise Hochspannungseinrichtungen wie Leistungstransformatoren oder Schaltanlagen - insbesondere gasisolierte Schaltanlagen - zum Wandeln und Verteilen von elektrischer Energie eingesetzt. Auch werden hierbei gewöhnlich weitere Hochspannungseinrichtungen wie Hochspannungswandler oder Hochstromwandler - etwa zum Messen von in einem Stromnetz auftretenden Spannungen und Strömen -, Leistungsschalter und Leistungsgeneratoren eingesetzt. Auch im industriellen Umfeld, insbesondere zur Produktion, finden solche Hochspannungseinrichtungen oder weitere Hochspannungseinrichtungen wie elektrische (Leistungs-) Motoren Anwendung.
Zur Inbetriebnahme oder zur Wartung von Anlagen mit solchen Hochspannungseinrichtungen kann es erforderlich sein, deren Funktionen und Eigenschaften zu überprüfen. Hierbei kann etwa ein Isolationsmaterial von einer Hochspannungseinrichtung - wie einem Hochspannungs-Stromwandler, einem Hochspannungs-Spannungswandler oder einem Leistungsschalter - etwa mittels einer Messung des Gleichspannungswiderstands überprüft werden. Auch kann hierbei etwa ein Verlustfaktor oder eine Kapazität von einer Hochspannungseinrichtung - wie einem Leistungstransformator oder einer rotierenden Maschine etwa von einem Generator oder einem Elektromotor - gemessen werden, was auch Informationen über eine (noch verbleibende) Qualität von Isoliermaterialien oder Isolierflüssigkeiten liefern kann. Auch kann eine Teilentladungsmessung durchgeführt werden. Um insbesondere eine Messung zu ermöglichen, welche die Bedingungen im realen Betrieb widerspiegelt, können auch bei der Messung als ein Prüfsignal hohe Spannungen verwendet werden. Häufig werden für die Überprüfung neben oder alternativ zu Messungen im Labor auch Messungen im Feldeinsatz - also etwa im Außenbereich oder in einer industriellen Umgebung - durchgeführt.
Für den Feldeinsatz sind Prüfgeräte bekannt, die einen Signalgenerator und einen Hochspannungstransformator integrieren oder die mittels eines Stelltransformators eine Netzspannung in eine Hochspannung wandeln, um ein Prüfsignal mit einer hohen elektrischen Spannung - das heißt insbesondere mit einer hohen Spannungsamplitude oder einer hohen Effektivspannung - zu erzeugen. Während für die Betriebssicherheit von einem solchen Prüfgerät Maßnahmen erforderlich sein können, um die Oberspannungswicklung des Hochspannungstransformators bzw. Stelltransformators - also jene Wicklung, die elektrisch auf der Seite des Prüfsignals ist - von den übrigen, nicht hochspannungsseitigen Teilen des Prüfgeräts - insbesondere von der Unterspannungswicklung - zu isolieren, soll das Prüfgerät besonders für den Feldeinsatz ein geringes Gewicht haben und für den Transport zum jeweiligen Einsatzort robust sein.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es besteht daher der Bedarf an einem leistungsstarken Hochspannungstransformator, welcher über ein vergleichsweises geringes Gewicht und einen vergleichsweise einfachen Aufbau verfügt, so dass der Hochspannungstransformator einerseits kostengünstig herstellbar und andererseits zur Verwendung in einem portablen Prüfgerät geeignet ist. Darüber hinaus liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein entsprechendes Prüfsystem sowie ein entsprechendes Herstellungsverfahren bereitzustellen. Erfindungsgemäß wird ein Hochspannungstransformator mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , eine Prüfsignalvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10, ein Prüfsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 12 und ein Herstellungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 bereitgestellt. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und/oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Hochspannungstransformator, welcher vorzugsweise für ein Prüfsystem zur Prüfung einer Hochspannungseinrichtung ausgestaltet ist. Der Hochspannungstransformator ist als Ringkerntransformator ausgestaltet und weist einen magnetisierbaren Kern, eine Oberspannungswicklung und eine Unterspannungswicklung auf. Die Oberspannungswicklung und die Unterspannungswicklung sind voneinander elektrisch isoliert um den magnetisierbaren Kern angeordnet, wobei die Oberspannungswicklung zumindest abschnittsweise als Pilgerschrittwicklung ausgeführt ist.
Im Sinne der Erfindung sind unter einer„Unterspannungswicklung“ und einer „Oberspannungswicklung“ Wicklungen zu verstehen, welche eine oder mehrere Windungen von einem elektrischen Leiter um einen (lokalen) Umfang eines Transformatorkerns des Hochspannungstransformators aufweisen, wobei der elektrische Leiter meist von einer Isolationsschicht zur Vermeidung von Kurzschlüssen zwischen den einzelnen Windungen umhüllt ist. Für eine solche Wicklung wird meist ein Spulendraht oder eine Spulenlitze verwendet und entlang einer Umfangsrichtung um den Transformatorkern gewickelt, sodass ein durch den elektrischen Leiter fließender Strom einen magnetischen Fluss im Transformatorkern induziert und sich die Anteile des magnetischen Flusses je Windung zumindest im Wesentlichen aufaddieren. Üblicherweise erstreckt sich eine solche Wicklung entlang einer (lokalen) Vorwärtsrichtung des Transformatorkerns. Dabei können mehrere der Windungen einer solchen Wicklung entlang oder entgegengesetzt zur Vorwärtsrichtung aufgereiht sein.
Die an der Unterspannungswicklung anliegende elektrische Spannung wird abhängig von dem Windungsverhältnis in eine an der Oberspannungswicklung abgreifbare hohe Spannung transformiert. Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird dabei als "Hochspannung" eine Spannung im Bereich von 1 KV und höher angesehen, so dass der erfindungsgemäße Hochspannungstransformator zur Erzeugung und Bereitstellung entsprechend hoher Ausgangsspannungen ausgestaltet ist.
Die von dem Hochspannungstransformator bereitgestellte Hochspannung kann gemäß einer Ausführungsform insbesondere derart sein, dass sie als Prüfspannung zur Prüfung einer Hochspannungseinrichtung dienen kann.
Im Sinne der Erfindung ist unter einer„Hochspannungseinrichtung“ zumindest eine Einrichtung - etwa als Teil einer Hochspannungsanlage zur Energieversorgung oder als Teil einer elektrisch betriebenen Produktionsanlage - zu verstehen, welche mit einer hohen elektrischen Spannung oder einem hohen elektrischen Strom betrieben wird, eine(n) solchen steuert, wandelt oder misst oder aus einem sonstigen Grund einer hohen elektrischen Spannung ausgesetzt sein kann und dabei für einen sicheren Betrieb - etwa durch ausreichende elektrische Isolierung - eingerichtet sein soll. Insbesondere kann eine solche Hochspannungseinrichtung ein Leistungstransformator, eine (Hochspannungs-) Schaltanlage, ein (Hochspannungs-) Schutzschalter oder Leistungsschalter, eine mit Hochspannung betriebene oder eine hochspannungserzeugende rotierende Maschine wie ein Leistungselektromotor oder ein Leistungsgenerator, ein Stufenschalter für einen Transformator oder ein Messwandler wie ein Hochspannungswandler oder ein Hochstromwandler sein.
Im Sinne der Erfindung ist unter einer „Pilgerschrittwicklung“ - auch „Pilgerwicklung“ oder„Schräglagenwicklung“ - zumindest eine Wicklung für einen Transformator zu verstehen, welche mehrere Lagen an Windungen um den Transformatorkern aufweist, wobei sich die einzelnen Lagen nur entlang eines Abschnitts entlang oder entgegen der Vorwärtsrichtung des Kerns erstrecken und sich eine jeweils (elektrisch) darauffolgende Lage in die jeweils entgegengesetzte Richtung - also entgegen bzw. entlang der Vorwärtsrichtung - erstreckt und jeweils die vorhergehende Lage teilweise überlappt. Zudem erstrecken sich jene Lagen, die sich in die Vorwärtsrichtung erstrecken, (zumindest in Summe) weiter als die übrigen Lagen entgegen der Vorwärtsrichtung - oder entsprechend umgekehrt sodass sich die Pilgerschrittwicklung über einen größeren Abschnitt (im Vergleich zu den Abschnitten der einzelnen Lagen) entlang - oder entsprechend entgegen - der Vorwärtsrichtung des Kerns erstreckt.
In einigen Ausführungsformen kann die Oberspannungswicklung auch vollständig als eine oder genau eine Pilgerschrittwicklung ausgeführt sein. In einigen Ausführungsformen kann die Oberspannungswicklung auch als mehrere Pilgerschrittwicklungen ausgeführt sein, wobei einige oder alle der Pilgerschrittwicklungen entlang der Vorwärtsrichtung aneinander angrenzen oder benachbart sind.
Ein Vorteil der Pilgerschrittwicklung kann insbesondere darin liegen, dass eine Übertragung höherer Frequenzen ermöglicht wird, wodurch sich mit dem Hochspannungstransformator insbesondere Power-Quality-Messanwendungen ermöglichen lassen - also insbesondere beim Prüfen der Hochspannungseinrichtung ein last- und frequenzabhängiges Übertragungsverhalten der Hochspannungseinrichtung über einen größeren Frequenzbereich bestimmen lässt.
Ein weiterer Vorteil der Pilgerschrittwicklung kann insbesondere darin liegen, dass eine mehrlagige Wicklung und damit insbesondere eine höhere Anzahl an Windungen und/oder ein höheres Übersetzungsverhältnis ermöglicht wird. Zudem weisen aneinander anliegende bzw. benachbarte Windungen oder entsprechend übereinanderliegende Lagen der Windungen einen geringeren Spannungsunterschied - also insbesondere eine geringere (Doppel-) Lagenspannung - auf als etwa bei einer mehrlagigen schraubenförmigen oder wilden Wicklung, welche sich zumindest im Wesentlichen je Lage über den gesamten Kern erstrecken würde. Hierdurch lassen sich die Betriebssicherheit und/oder die Robustheit steigern und/oder die zur elektrischen Isolation der einzelnen Lagen oder von benachbarten Windungen voneinander erforderlichen Mittel - etwa ein Isolationslack um einen Draht für die Windungen oder Isolationsschichten zwischen den einzelnen Lagen - reduzieren, was etwa das Gewicht reduzieren kann oder die Wärmeabfuhr von der Oberspannungswicklung zum magnetisierbaren Kern aber auch nach außen, also insbesondere in Richtung der Unterspannungswicklung und einer Umgebung des Hochspannungstransformators, weiter verbessern kann.
Im Sinne der Erfindung weist ein„Ringkerntransformator“ als Transformatorkern wenigstens einen ringförmigen Kern mit einem magnetisierbaren Material - das heißt insbesondere einen sogenannten Ringkern - auf. Ein solcher Ringkern ist im Wesentlichen ringförmig geschlossen oder nahezu geschlossen. Vorzugsweise kann der Ringkern eine toroidale Form aufweisen, etwa in Form eines Toroids oder eines Rohrabschnitt oder allgemeiner eines abgerundeten dreidimensionalen Körpers, welcher ein zentrales Loch aufweist. Dabei kann der Ringkern in einigen Varianten vom zentralen Loch aus bei einem Abschnitt nach außen hin durchtrennt sein, also einen sogenannten Luftspalt aufweisen. In anderen Varianten kann der Ringkern um das zentrale Loch herum, insbesondere entlang seiner toroidalen Richtung, geschlossen sein, wodurch insbesondere sich der magnetische Fluss entlang der alen Richtung unterbrechungsfrei im magnetisierbaren Material ausbreiten kann.
Auf diese vorteilhafte Weise lässt sich der magnetisierbare Kern, also der Ringkern, über einen großen (Längs-) Abschnitt in Vorwärtsrichtung mit der Oberspannungswicklung und/oder der Unterspannungswicklung bewickeln. Auch kann ein Vorteil eines Hochspannungstransformators mit Ringkern als magnetisierbarer Kern/Transformatorkern insbesondere darin liegen, dass im Betrieb die magnetischen Feldlinien weitgehend innerhalb des Ringkerns verlaufen, wodurch sich magnetische Störfelder reduzieren lassen.
Auch kann ein Vorteil des Ringkerntransformators insbesondere darin liegen, dass dieser einen Formfaktor aufweist, der sich gut in ein Gehäuse integrieren lässt.
Gemäß einigen Ausführungsformen weist der Hochspannungstransformator eine Schutzschicht auf, welche zwischen der Oberspannungswicklung und der Unterspannungswicklung angeordnet ist. Dabei weist die Schutzschicht eine elektrisch leitfähige Schicht zur Abschirmung der Oberspannungswicklung von der unter Unterspannungswicklung auf. Auf diese vorteilhafte Weise lässt sich ein Übersprechen zwischen der Oberspannungswicklung und der Unterspannungswicklung reduzieren, wodurch sich insbesondere bei Anschluss der leitfähigen Schicht an ein geeignetes Potenzial - etwa einen Erdungsanschluss - Störungen, die sich von der Oberspannungsseite zur Unterspannungsseite oder in umgekehrter Richtung ausbreiten könnten, abschirmen lassen.
Gemäß einigen Ausführungsformen weist der magnetisierbare Kern eine Isolationsschicht aus einem elektrisch isolierenden Material auf zur elektrischen Isolation des magnetisierbaren Kerns von der Unterspannungswicklung und von der Oberspannungswicklung.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Oberspannungswicklung kernnah oder unmittelbar auf dem magnetisierbaren Kern angeordnet. Zwischen dem Kern und der Oberspannungswicklung ist bei dieser Ausführungsform allenfalls eine Isolierung vorgesehen. Die Unterspannungswicklung ist vorzugsweise um die Oberspannungswicklung angeordnet.
Ein Vorteil der Anordnung der Oberspannungswicklung um den magnetisierbaren Kern und der Unterspannungswicklung um die Oberspannungswicklung kann insbesondere darin liegen, dass ein Umfang der Windungen der Oberspannungswicklung reduziert wird und für die Oberspannungswicklung eine kürzere Drahtlänge erforderlich ist, wodurch sich insbesondere Verluste reduzieren lassen und/oder das Frequenzverhalten insbesondere für höhere Frequenzen weiter verbessern lässt.
Ein weiterer Vorteil der Anordnung der Oberspannungswicklung um den magnetisierbaren Kern und der Unterspannungswicklung um die Oberspannungswicklung kann insbesondere darin liegen, dass die Oberspannungswicklung kernnaher angeordnet ist, wodurch eine etwaige Wärme, welche beim Betrieb aufgrund von Verlusten in der Oberspannungswicklung - etwa ohmsche Verluste - auftreten könnte, zum magnetisierbaren Kern hin abgeführt werden kann, die Oberspannungswicklung also (zumindest zeitweise) durch eine Wärmeabfuhr zum magnetisierbaren Kern hin gekühlt bzw. eine Temperatur der Oberspannungswicklung durch den magnetisierbaren Kern gepuffert werden kann. Durch die verbesserte Wärmeabfuhr lässt sich die Leistungsfähigkeit des Hochspannungstransformators steigern und/oder dessen Gewicht reduzieren, wobei sich insbesondere ein Übersetzungsverhältnis des Hochspannungstransformators erhöhen, eine erzielbare Ausgangsspannung und/oder eine (zeitweise) mögliche maximale elektrische Ausgangsleistung an der Oberspannungswicklung steigern lässt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der magnetisierbare Kern "floating" und weist keinen elektrischen Kontakt bzw. keine elektrische Verbindung zu Erde oder Masse auf. Der magnetisierbare Kern ist sowohl gegenüber Erde als auch gegenüber der Oberspannungswicklung und Unterspannungswicklung elektrisch isoliert. Die Geometrie des Hochspannungstransformators kann dabei derart gewählt werden, dass die maximale Spannung, welche zwischen der Oberspannungswicklung und dem magnetisierbaren Kern auftreten kann, nur die Hälfte derjenigen Spannung ist, welche auftreten würde, wenn sich der magnetisierbare Kern auf Erdpotential befinden würde.
Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Hochspannungstransformators, eine Prüfsignalvorrichtung für ein Prüfsystem zur Prüfung einer Hochspannungseinrichtung, welche einen Hochspannungstransformator gemäß den zuvor beschriebenen Ausführungsformen umfasst, sowie ein entsprechend ausgestaltetes Prüfsystem zur Prüfung einer Hochspannungseinrichtung.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen und/oder aus den Figuren.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren anhand vorteilhafter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Gleiche Elemente oder Bauteile der Ausführungsbeispiele sind im Wesentlichen durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, falls dies nicht anders beschrieben wird oder sich nicht anders aus dem Kontext ergibt.
Hierzu zeigen, teilweise schematisiert:
Fig. 1 : einen Hochspannungstransformator nach einer Ausführungsform;
Fig. 2: einen Querschnitt durch den Hochspannungstransformator von Fig.
1 ;
Fig. 3: einen Längsschnitt durch einen Hochspannungstransformator nach einer weiteren Ausführungsform;
Fig. 4: ein Prüfsystem nach einer Ausführungsform; und
Fig. 5: ein Flussdiagram eines Verfahrens zum Herstellen eines Hochspannungstransformators nach einer Ausführungsform.
Die Figuren sind schematische Darstellungen verschiedener Ausführungsformen und/oder Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung. In den Figuren dargestellte Elemente und/oder Bauteile sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt. Vielmehr sind die verschiedenen in den Figuren dargestellten Elemente und/oder Bauteile derart wiedergegeben, dass ihre Funktion und/oder ihr Zweck dem Fachmann verständlich werden.
In den Figuren dargestellte Verbindungen und Kopplungen zwischen funktionellen Einheiten und Elementen können auch als indirekte Verbindungen oder Kopplungen implementiert werden. Insbesondere können Datenverbindungen drahtgebunden oder drahtlos, also insbesondere als Funkverbindung, ausgebildet sein. Auch können bestimmte Verbindungen, etwa elektrische Verbindungen, etwa zur Energieversorgung, der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sein. DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFUHRUNGSBEISPIELEN
Fig. 1 zeigt schematisch einen Hochspannungstransformator 300 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Der Hochspannungstransformator 300 weist einen magnetisierbaren Kern 310, 31 1 , eine Unterspannungswicklung 320, eine Oberspannungswicklung 330 und eine Schutzschicht 340 auf. Die Unterspannungswicklung 320 und die Oberspannungswicklung 330 erstrecken sich entlang einer Vorwärtsrichtung 316 des magnetisierbaren Kerns. Dabei ist die Oberspannungswicklung zumindest um einen Teil, insbesondere einen Längsabschnitt, des magnetisierbaren Kerns 310, 31 1 angeordnet und als Pilgerschrittwicklung ausgestaltet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich die Oberspannungswicklung 330 unmittelbar auf dem magnetisierbaren Kern 310, 31 1 . Um die Oberspannungswicklung 330 ist die Schutzschicht 340 angeordnet, welche ein isolierendes Material aufweist und so die relativ zur Oberspannungswicklung und zur Schutzschicht 340 weiter außen angeordnete Unterspannungswicklung 320 von der Oberspannungswicklung 330 elektrisch isoliert.
Die Unterspannungswicklung 320 weist mehrere Windungen 328 auf. Die Windungen 328 können in einigen vorteilhaften Varianten schraubenförmig in Richtung der Vorwärtsrichtung 316 um den magnetisierbaren Kern 310 gewickelt und entsprechend bei Teilen mit der Oberspannungswicklung 330 oder der Schutzschicht 340 auch um diese gewickelt sein. Dazu kann in einigen Varianten ein lackisolierter Spulendraht, insbesondere aus Kupfer, um den magnetisierbaren Kern 310 schraubenförmigen gewickelt sein.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Wicklungen der Einfachheit halber nur für einen Abschnitt 310 des magnetisierbaren Kerns dargestellt. Der Hochspannungstransformator 300 ist als Ringkerntransformator ausgestaltet, so dass sich tatsächlich die Oberspannungswicklung 330 und die Unterspannungswicklung 320 ringförmig entlang der gesamten Länge des ringförmigen magnetisierbaren Kern 310, 31 1 erstrecken. Alternativ ist es auch möglich, dass mehrere elektrisch miteinander verbundene Oberspannungswicklungen 330 und/oder oder mehrere elektrisch miteinander verbundene Unterspannungswicklungen 320 bzw. mehrere Abschnitte der Oberspannungswicklung 330 und/oder mehrere Abschnitte der Unterspannungswicklung 320 voneinander beabstandet oder auch überlagert entlang verschiedener Längsabschnitte 310, 31 1 des magnetisierbaren Kerns angeordnet sind, so dass insgesamt ein Ringkerntransformator gebildet wird.
Der Kern 310, 31 1 ist ringförmig geschlossen oder nahezu geschlossen, wobei im letztgenannten Fall der ringförmige Kern 310, 31 1 lediglich durch einen Luftspalt unterbrochen ist. Die Ringform kann toroidförmig sein, wobei jedoch wie in den Figuren gezeigt ebenso eckige Ausgestaltungen möglich sind.
In Fig. 2 ist ein Querschnitt durch den Hochspannungstransformator 300 zur Veranschaulichung seines Aufbaus von innen - also vom magnetisierbaren Kern aus - nach außen - also zur Unterspannungswicklung hin -, dargestellt, wobei der Querschnitt zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Vorwärtsrichtung des magnetisierbaren Kerns ist.
Die Oberspannungswicklung 330 ist konzentrisch um den magnetisierbaren Kern 310 angeordnet. Daraufhin ist die Schutzschicht 340 konzentrisch um die Oberspannungswicklung 330 angeordnet. Schließlich ist die Unterspannungswicklung 320 konzentrisch um die Schutzschicht 340 angeordnet. Relativ zueinander oder relativ zur Schutzschicht 340 ist damit die Oberspannungswicklung 330 weiter innen und die Unterspannungswicklung 320 weiter außen angeordnet, sodass die Oberspannungswicklung 330 näher am magnetisierbaren Kern 310 ist. Dabei berührt in einigen vorteilhaften Varianten die Oberspannungswicklung 330 den magnetisierbaren Kern oder ist nur durch eine Isolationsschicht (in Fig. 2 nicht dargestellt) von diesem getrennt, was eine verbesserte thermische Kopplung zwischen der Oberspannungswicklung 330 und dem magnetisierbaren Kern 310 ermöglicht, womit die Leistungsfähigkeit gesteigert werden kann.
Die Schutzschicht 340 weist in einigen vorteilhaften Varianten, wie dargestellt, eine erste elektrisch isolierende Schicht 342, eine elektrisch leitfähige Schicht 344 und eine zweite elektrisch isolierende Schicht 346 auf. Auf diese vorteilhafterweise lassen sich die Oberspannungswicklung und die Unterspannungswicklung voneinander mittels der elektrisch leitfähigen Schicht 344 abschirmen sowie die elektrisch leitfähige Schicht 344 sowohl von der Oberspannungswicklung mittels der ersten elektrisch isolierenden Schicht 342 als auch von der Unterspannungswicklung mittels der zweiten elektrisch isolierenden Schicht 346 elektrisch isolieren. In einigen Varianten kann die erste elektrisch isolierende Schicht 342 galvanisiert sein und so die elektrisch leitfähige Schicht 344 darauf angebracht sein. In anderen Varianten kann die elektrisch leitfähige Schicht 344 auch (insbesondere als Metalldampf) aufgedampft oder (insbesondere als Metallfolie) aufgeklebt sein. Weiterhin kann in einigen Varianten die zweite elektrisch isolierende Schicht 346 entfallen.
In Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch einen Hochspannungstransformator nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Veranschaulichung der als Pilgerschrittwicklung ausgeführten Oberspannungswicklung dargestellt, wobei etwaige weitere Komponenten wie etwa die Schutzschicht, die Unterspannungswicklung oder ein magnetisches Verbindungselement der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind.
Der in Fig. 3 gezeigte Hochspannungstransformator kann dem bezüglich Fig.1 und/oder Fig. 2 beschriebenen Hochspannungstransformator 300 entsprechen, wobei der Längsschnitt zumindest im Wesentlichen entlang der Vorwärtsrichtung des magnetisierbaren Kerns ist, sodass die Vorwärtsrichtung 316 zumindest im Wesentlichen in der Schnittebene liegt.
Die Vorwärtsrichtung 316 ist in Fig. 3 durch einen gestrichelten, abbiegenden Pfeil illustriert, wobei die Vorwärtsrichtung relativ zur jeweiligen Position beim magnetisierbaren Kern 310 und zu einem etwaigen magnetischen Fluss zu verstehen ist und folglich eine lokale Richtung darstellt, welche insbesondere jeweils lokal in Richtung eines etwaigen magnetischen Flusses (oder immer entgegen dieser Richtung) zeigt. Folgt man also lokal jeweils der Vorwärtsrichtung bei einem geschlossenen magnetisierbaren Kern, so ergibt sich eine geschlossene Kurve, die genau eine Fläche umschließt. Die Oberspannungswicklung 330 weist mehrere Windungen auf, welche gruppiert sind in mehrere Gruppen 335 an Windungen, die je Gruppe elektrisch seriell und schraubenförmig in Richtung der Vorwärtsrichtung um den magnetisierbaren Kern 310 gewickelt sind, und in mehrere Gruppen 336 an Windungen, die je Gruppe elektrisch seriell und schraubenförmig entgegen der Vorwärtsrichtung um den magnetisierbaren Kern gewickelt sind. Dabei sind die Gruppen 235 und 236 jeweils abwechselnd miteinander elektrisch seriell geschaltet und jeweils abwechselnd um den magnetisierbaren Kern 310 gewickelt, sodass auf eine erste Anzahl an Windungen in Vorwärtsrichtung für eine der Gruppen 335 eine zweite Anzahl an Windungen entgegen der Vorrichtung für eine der Gruppen 236 folgt. Zudem ist die erste Anzahl größer als die zweite Anzahl, sodass sich insgesamt eine Wicklung in Vorwärtsrichtung ergibt.
Zur Herstellung der Oberspannungswicklung 330 kann ein Spulendraht abwechselnd in Vorwärtsrichtung für die erste Anzahl an Windungen um den Kern 310 gewickelt und in Rückwärtsrichtung- das heißt entgegen der Vorwärtsrichtung - für die zweite Anzahl an Windungen um den Kern 310 gewickelt werden. In einigen vorteilhaften Varianten kann der Spulendraht ein lackisolierter Kupferdraht sein.
Durch das Wickeln in Vorwärtsrichtung und entgegen der Vorwärtsrichtung lassen sich gegenüber einer schraubenförmigen Wicklung nur in Vorwärtsrichtung oder nur in Rückwärtsrichtung mehr Windungen bei einem Längenabschnitt des magnetisierbaren Kerns 310 um diesen Wickeln. Hierdurch lässt sich insgesamt eine hohe Anzahl an Windungen erzielen, ohne dass eine weitere Lage oder Schicht an Windungen, welche sich über alle zum Bewickeln vorgesehenen Längenabschnitte des magnetisierbaren Kerns erstrecken würden, erforderlich ist. Dadurch dass bei der Pilgerschrittwicklung in Vorwärts und in Rückwärtsrichtung für einzelne Längenabschnitte des magnetisierbaren Kerns gewickelt wird, weisen die Längenabschnitte (sozusagen) lokal mehrere Lagen auf, wobei der Spannungsunterschied zwischen diesen„lokalen Lagen“ geringer ist als bei einer mehrlagigen oder mehrschichtigen Wicklung, bei welcher Windungen jeweils über eine insgesamt zu bewickelnde Länge des magnetisierbaren Kerns gewickelt sind. So ist etwa, wie in Fig. 3 dargestellt, die Windung 338 einer der Gruppen 336 räumlich benachbart zu den Windungen 337 und 339 einer der Gruppen 335 und zudem elektrisch nur eine bzw. nur zwei Windungen von diesen entfernt, wodurch zwischen den Windungen ein relativ kleiner Spannungsunterschied im Betrieb des Hochspannungstransformators besteht.
Auch kann der magnetisierbare Kern 310 in einigen Varianten eine Isolationsschicht 314 aufweisen. Diese kann, wie in Fig. 3 dargestellt, mit dem Kern verbunden sein und nur einen Teil, insbesondere einen zu bewickelnden Längenabschnitt, dass Kerns 310 umhüllen oder aber den gesamten Kern 310 umgeben und somit elektrisch isolieren. Dies kann in einigen Varianten besonders vorteilhaft in Kombination mit einem magnetisierbaren Kern 310 aus Kernblech, insbesondere aus mehreren Lagen Kernblech, die insbesondere zu einem Ringkern gewickelt sein können, sein.
Fig. 4 zeigt ein Prüfsystem 10 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusammen mit einer zu prüfenden Hochspannungseinrichtung 30 als schematisches Blockschaltbild, wobei zur detaillierteren Veranschaulichung einige Komponenten des Prüfsystems sowie zugehörige elektrische Verbindungen, Anschlusspunkte und/oder Knotenpunkte als elektrisches (Prinzip-) Schaltbild schematisch dargestellt sind.
In einem Ausführungsbeispiel weist das Prüfsystem 10 ein portables Hauptgerät 100 und eine portable Hochspannungsprüfsignalvorrichtung 200 auf. Dabei ermöglicht die Hochspannungsprüfsignalvorrichtung 200 als ein portables Zusatzgerät des Prüfsystems 10 zusätzliche (Prüf-) Funktionen - insbesondere solche Funktionen, die auf einer Hochspannung basieren - zusätzlich zu Funktionen, die bereits das portable Hauptgerät bereitstellt.
Das portable Hauptgerät 100 weist ein Gehäuse und einen in das Gehäuse integrierten Leistungsausgang 120 auf. Die portable Hochspannungsprüfsignalvorrichtung 200 weist ein Gehäuse und einen in das Gehäuse integrierten Leistungseingang 220 auf. Der Leistungsausgang 120 und der Leistungseingang 220 sind im Betrieb, also zur Prüfung der Hochspannungseinrichtung 30, elektrisch mittels eines Kabels 20 verbunden.
Die portable Hochspannungsprüfsignalvorrichtung 200 weist weiterhin eine Prüfsignalvorrichtung 230 auf, deren Komponenten im Gehäuse der Hochspannungsprüfsignalvorrichtung 200 aufgenommen sind. Dabei können ein erster Prüfanschluss 232 und ein zweiter Prüfanschluss 234 der Prüfsignalvorrichtung 230 entsprechend wie der Leistungseingang 220 im Gehäuse der portablen Hochspannungsprüfsignalvorrichtung 200 integriert sein.
Im Betrieb, das heißt beim Prüfen der Hochspannungseinrichtung 30, wird der erste Prüfanschluss 232 mit einem ersten Anschlusspunkt 32 der Hochspannungseinrichtung 30 und entsprechend der zweite Prüfanschluss 234 mit einem zweiten Anschlusspunkt 34 der Hochspannungseinrichtung 30 elektrisch verbunden.
Zur Erdung kann die portable Hochspannungsprüfsignalvorrichtung 200 einen Erdungsanschluss 204 aufweisen, wodurch insbesondere eine separate Erdung - etwa für eine erhöhte Betriebssicherheit - ermöglicht wird. Alternativ kann auch einer der Prüfanschlüsse zugleich als Erdungsanschluss dienen, wodurch insbesondere eine einfachere Verkabelung ermöglicht wird.
Die Prüfsignalvorrichtung 230 weist den Hochspannungstransformator 300 gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen auf, wobei in Fig. 4 der Hochspannungstransformator 300 lediglich schematisch mit dem magnetisierbaren Kern 310, der Unterspannungswicklung 320 und der Oberspannungswicklung 330 sowie der Schutzschicht 340 dargestellt ist. Der magnetisierbare Kern 310 ist als Ringkern ausgebildet, wodurch insbesondere eine geringe Störeinstrahlung, eine kompakte Bauweise sowie ein gut in ein Gehäuse integrierbarer Formfaktor und damit eine besonders leicht transportierbare Hochspannungsprüfsignalvorrichtung 200 ermöglicht wird. Diese kompakte Bauweise wird durch die vorzugsweise kernnahe - und damit insbesondere thermisch mittels des magnetisierbaren Kerns 310 gepufferte - Oberspannungswicklung 330 synergistisch unterstützt. Wie bereits zuvor erwähnt, können sowohl die Unterspannungswicklung 320 als auch die Oberspannungswicklung 330 durch eine jeweils geeignete Anzahl von Teilwicklungen gebildet sein.
Wie in Fig. 4 gezeigt, weist die Oberspannungswicklung 330 einen ersten Anschlusspunkt 332 und einen zweiten Anschlusspunkt 334 auf, wobei der zweite Anschlusspunkt 334 mit dem zweiten Prüfanschluss 234 elektrisch verbunden ist. Der erste Anschlusspunkt 332 ist mit dem ersten Prüfanschluss 232 elektrisch verbindbar, wobei diese direkt miteinander verbunden sein können oder, wie dargestellt, mittels eines elektrischen Schalters 238 der Prüfsignalvorrichtung 230. Der Schalter 238 ermöglicht es, den ersten Anschlusspunkt 332 und den ersten Prüfanschluss 232 selektiv elektrisch zu verbinden, sodass die elektrische Verbindung zum Anlegen einer Hochspannung an die Hochspannungseinrichtung 30 hergestellt und, etwa zwischen einzelnen Prüfungsvorgängen zur Sicherheit, getrennt werden kann.
Die Unterspannungswicklung 320 weist einen ersten Anschlusspunkt 322 und einen zweiten Anschlusspunkt 326 auf. Der erste und der zweite Anschlusspunkt 322, 326 sind derart mit dem Leistungseingang 220 elektrisch verbunden, dass über den Leistungseingang 220 ein Leistungssignal zwischen den beiden Anschlusspunkten 322, 326 angelegt werden kann.
Zum Erzeugen des Leistungssignals weist das portable Hauptgerät 100 eine Leistungssignalquelle 130, insbesondere eine steuerbare Spannungsquelle auf, die mit dem Leistungsausgang 120 elektrisch verbunden ist. Dabei ist das portable Hauptgerät 100 eingerichtet, die Leistungssignalquelle 130 derart zu steuern, dass über das Leistungssignal eine elektrische Spannung zwischen dem ersten und zweiten Anschlusspunkt 322, 326 der Unterspannungswicklung 320 angelegt wird und der Hochspannungstransformator 300 diese Spannung in ein Prüfsignal für die Prüfung der Hochspannungseinrichtung 30 transformiert, die zwischen dem ersten und zweiten Anschlusspunkt 332, 334 der Oberspannungswicklung 330 - und damit bei geschlossenem Schalter 238 auch zwischen dem ersten und zweiten Prüfanschluss 232 und 234 - anliegt. Das portable Hauptgerät 100 ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass es mit Hilfe einer integrierten (in Fig. 4 nicht gezeigten) Steuerung den Ablauf der Prüfung mit Hilfe des durch den Hochspannungstransformator 300 erzeugten Prüfsignals steuert.
Fig.5 zeigt ein Flussdiagram eines Verfahrens 800 zum Herstellen eines Hochspannungstransformators nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren 800 die Verfahrensschritte 810, 820, 830 und 840 auf. Das Verfahren 800 beginnt bei dem Verfahrensstart 802 und endet bei dem Verfahrensende 804, wobei die Verfahrensschritte in der folgenden Reihenfolge ausgeführt werden und einige Varianten des Verfahrens - etwa zur Herstellung bestimmter Ausführungsformen, Weiterbildungen, Varianten oder Ausführungsbeispiele gemäß der Beschreibung und/oder gemäß den Figuren - weitere Verfahrensschritte aufweisen können.
Im Verfahrensschritt 810 wird ein magnetisierbarer Kern für den als Ringkerntransformator ausgestalteten Hochspannungstransformator bereitgestellt.
Im Verfahrensschritt 830 wird ein Spulendraht um den magnetisierbaren Kern zumindest abschnittsweise als Pilgerschrittwicklung gewickelt, sodass eine Oberspannungswicklung des Hochspannungstransformators ausgebildet wird.
Im Verfahrensschritt 840 wird eine Schutzschicht angebracht, welche die Oberspannungswicklung auf einer dem magnetisierbaren Kern abgewandten Seite umhüllt und die Oberspannungswicklung in Richtung der abgewandten Seite elektrisch isoliert.
Im Verfahrensschritt 820 wird ein Spulendraht um die von der Schutzschicht umhüllte Oberspannungswicklung gewickelt, sodass eine Unterspannungswicklung des Hochspannungstransformators mit einer geringeren Anzahl an Windungen als eine Anzahl an Windungen der Oberspannungswicklung ausgebildet wird und die Schutzschicht die Oberspannungswicklung und die Unterspannungswicklung voneinander elektrisch isoliert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 . Hochspannungstransformator (300),
wobei der Hochspannungstransformator (300) als Ringkerntransformator ausgebildet ist und aufweist:
einen magnetisierbaren Kern (310);
eine Unterspannungswicklung (320), welche um den magnetisierbaren Kern (310) angeordnet ist; und
eine Oberspannungswicklung (330), welche um den magnetisierbaren Kern (310) angeordnet und gegenüber der Unterspannungswicklung (320) elektrisch isoliert ist,
wobei die Oberspannungswicklung (330) zumindest abschnittsweise als Pilgerschrittwicklung ausgeführt ist.
2. Hochspannungstransformator (300) gemäß Anspruch 1 , wobei die Oberspannungswicklung (330) unmittelbar um den magnetisierbaren Kern (310) angeordnet ist.
3. Hochspannungstransformator (300) gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Unterspannungswicklung (320) um die Oberspannungswicklung (330) angeordnet ist.
4. Hochspannungstransformator (300) gemäß einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei sich die Oberspannungswicklung (330) mit höchstens einer Umrundung entlang einer Vorwärtsrichtung (316) um den magnetisierbaren Kern (310) erstreckt und wobei die Vorwärtsrichtung lokal jeweils entlang einer Richtung des magnetisierbaren Kerns (310) ist.
5. Hochspannungstransformator (300) gemäß einem der vorhergehenden
Ansprüche, weiterhin aufweisend eine Schutzschicht (340), welche zwischen der Oberspannungswicklung (330) und der Unterspannungswicklung (320) angeordnet ist, wobei die Schutzschicht (340) derart ausgestaltet ist, dass sie die Oberspannungswicklung (330) und die Unterspannungswicklung (320) voneinander elektrisch isoliert.
6. Hochspannungstransformator (300) gemäß Anspruch 5, wobei die Schutzschicht (340) eine elektrisch leitfähige Schicht (344) zur Abschirmung der Oberspannungswicklung (330) von der Unterspannungswicklung (320) aufweist
7. Hochspannungstransformator (300) gemäß einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei der magnetisierbare Kern (310) eine Isolationsschicht (314) zu dessen elektrischer Isolation von der Unterspannungswicklung (320) und Oberspannungswicklung (330) aufweist.
8. Hochspannungstransformator (300) gemäß einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei der magnetisierbare Kern (310) keinen elektrischen Masse- oder Erdungsanschluss aufweist.
9. Hochspannungstransformator (300) gemäß einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei der Hochspannungstransformator zur Erzeugung eines Hochspannungsprüfsignals für ein Prüfsystem (10) zur Prüfung einer Hochspannungseinrichtung (30) ausgestaltet ist.
10. Prüfsignalvorrichtung (230) für ein Prüfsystem (10) zur Prüfung einer Hochspannungseinrichtung (30), aufweisend:
einen Hochspannungstransformator (300) gemäß einem der Ansprüche 1 -9; wobei die Prüfsignalvorrichtung (230) eingerichtet ist, um mittels des Hochspannungstransformators (300) ein Prüfsignal zu erzeugen, welches zwischen einem ersten Anschlusspunkt (332) und einem zweiten Anschlusspunkt (334) der Oberspannungswicklung (330) des Hochspannungstransformators (300) anliegt, und um das Prüfsignal zur Prüfung der Hochspannungseinrichtung (30) zur Verfügung zu stellen.
1 1 . Prüfsystem (10) zur Prüfung einer Hochspannungseinrichtung (30), aufweisend ein portables Hauptgerät (100) mit einem Gehäuse und ein damit elektrisch verbindbares portables Zusatzgerät (200) mit einem separaten Gehäuse; wobei das portable Zusatzgeräte (200) als portable Hochspannungsprüfsignalvorrichtung (200) ausgebildet ist und eine Prüfsignalvorrichtung (230) gemäß Anspruch 10 aufweist; und
wobei das portable Hauptgerät (100) eingerichtet ist, um die Erzeugung des Prüfsignals durch den Hochspannungstransformator (300) des portablen Zusatzgeräts (200) für die Prüfung der Hochspannungseinrichtung (30) zu steuern.
12. Verfahren zum Herstellen eines Hochspannungstransformators (300), wobei der Hochspannungstransformator (300) als Ringkerntransformator hergestellt wird, und
wobei das Verfahren aufweist:
- Bereitstellen eines ringförmigen magnetisierbaren Kerns (310);
- Wickeln einer Oberspannungswicklung (330) zumindest abschnittsweise als Pilgerschrittwicklung um den magnetisierbaren Kern (310); und
- Wickeln einer Unterspannungswicklung mit einer geringeren Anzahl an
Windungen als eine Anzahl an Windungen der Oberspannungswicklung (330) um den magnetisierbaren Kern (310).
13. Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei das Verfahren zur Herstellung des Hochspannungstransformators (300) gemäß einem der Ansprüche 1 -9 durchgeführt wird.
PCT/EP2020/063299 2019-05-13 2020-05-13 Hochspannungstransformator, verfahren zum herstellen eines hochspannungstransformators sowie prüfsystem und prüfsignalvorrichtung mit einem hochspannungstransformator WO2020229523A1 (de)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202080035797.2A CN113841209A (zh) 2019-05-13 2020-05-13 高压变压器、制造高压变压器的方法以及包括高压变压器的测试系统和测试信号装置
EP20727178.4A EP3970168A1 (de) 2019-05-13 2020-05-13 Hochspannungstransformator, verfahren zum herstellen eines hochspannungstransformators sowie prüfsystem und prüfsignalvorrichtung mit einem hochspannungstransformator
BR112021022581A BR112021022581A2 (pt) 2019-05-13 2020-05-13 Transformador de alta tensão, método para a produção de um transformador de alta tensão assim como sistema de teste e dispositivo de sinal de teste com um transformador de alta tensão
US17/610,308 US20220246352A1 (en) 2019-05-13 2020-05-13 High voltage transformer, method for producing a high voltage transformer and test system and test signal device comprising a high voltage transformer
CA3139358A CA3139358A1 (en) 2019-05-13 2020-05-13 High voltage transformer, method for producing a high voltage transformer and test system and test signal device comprising a high voltage transformer
KR1020217040647A KR20220006636A (ko) 2019-05-13 2020-05-13 고전압 변압기, 고전압 변압기의 제조 방법 및 고전압 변압기를 포함하는 테스트 시스템 및 테스트 신호 디바이스
MX2021013787A MX2021013787A (es) 2019-05-13 2020-05-13 Transformador de alto voltaje, método para producir un transformador de alto voltaje y sistema de prueba y dispositivo de señal de prueba que comprende un transformador de alto voltaje.
AU2020273556A AU2020273556B2 (en) 2019-05-13 2020-05-13 High voltage transformer, method for producing a high voltage transformer and test system and test signal device comprising a high voltage transformer
ZA2021/09185A ZA202109185B (en) 2019-05-13 2021-11-17 High voltage transformer, method for producing a high voltage transformer and test system and test signal device comprising a high voltage transformer

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50429/2019A AT522601A1 (de) 2019-05-13 2019-05-13 Hochspannungstransformator, Verfahren zum Herstellen eines Hochspannungstransformators sowie Prüfsystem und Prüfsignalvorrichtung mit einem Hochspannungstransformator
ATA50429/2019 2019-05-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020229523A1 true WO2020229523A1 (de) 2020-11-19

Family

ID=70779693

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2020/063299 WO2020229523A1 (de) 2019-05-13 2020-05-13 Hochspannungstransformator, verfahren zum herstellen eines hochspannungstransformators sowie prüfsystem und prüfsignalvorrichtung mit einem hochspannungstransformator

Country Status (11)

Country Link
US (1) US20220246352A1 (de)
EP (1) EP3970168A1 (de)
KR (1) KR20220006636A (de)
CN (1) CN113841209A (de)
AT (1) AT522601A1 (de)
AU (1) AU2020273556B2 (de)
BR (1) BR112021022581A2 (de)
CA (1) CA3139358A1 (de)
MX (1) MX2021013787A (de)
WO (1) WO2020229523A1 (de)
ZA (1) ZA202109185B (de)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH353454A (de) * 1957-03-05 1961-04-15 Micafil Ag Wickelmaschine zum Bewickeln von zylindrischen oder vieleckigen Spulenkörpern mit Draht mit der Pilgerschrittwicklung
AT231555B (de) * 1961-02-08 1964-02-10 Siemens Ag In einen Gießharzkörper eingebettete Hochspannungswicklung für Transformatoren, Wandler od. dgl.
US7271691B2 (en) * 2001-03-31 2007-09-18 Lg.Philips Lcd Co., Ltd. Method of winding coil and transformer and inverter liquid crystal display having coil wound using the same
US20080308662A1 (en) * 2007-06-13 2008-12-18 Delta Electronics, Inc. Transformer and coil winding method thereof
WO2014116127A1 (en) * 2013-01-28 2014-07-31 Toroidy.Pl Transformatory Lech Lachowski High voltage serial toroidal transformer
EP3447507A1 (de) * 2017-08-22 2019-02-27 Alpha Elektrotechnik AG Mobile teilentladung-prüfeinrichtung

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5838220A (en) * 1997-07-16 1998-11-17 Toroids International Hong Kong Ltd Toroidal transformer with space saving insulation and method for insulating a winding of a toroidal transformer
KR20140051277A (ko) * 2011-06-29 2014-04-30 이씨알테크 홀딩스 피티와이 리미티드 전력 공급부 회로에서 전력 소모를 감소시키는 시스템 및 방법
EP2645384B1 (de) * 2012-03-27 2018-11-14 Siemens Aktiengesellschaft Transformator und Verfahren zur Herstellung eines Transformators
JP6069873B2 (ja) * 2012-04-03 2017-02-01 Tdk株式会社 昇圧トランス
RU2547808C2 (ru) * 2013-07-24 2015-04-10 Открытое акционерное общество "ОКБ-Планета" ОАО "ОКБ-Планета" Катушка индуктивности
DE102014202531A1 (de) * 2014-02-12 2015-08-13 Siemens Aktiengesellschaft Hochspannungstransformatorvorrichtung mit einstellbarer Streuung, Wechselrichterschaltung mit einer Hochspannungstransformatorvorrichtung und Verwendung einer Hochspannungstransformatorvorrichtung
US10629357B2 (en) * 2014-06-23 2020-04-21 Ferric Inc. Apparatus and methods for magnetic core inductors with biased permeability
US9711276B2 (en) * 2014-10-03 2017-07-18 Instrument Manufacturing Company Resonant transformer
US10320279B2 (en) * 2015-12-02 2019-06-11 Astec International Limited Power supplies and methods for reducing common mode noise
CN205595200U (zh) * 2016-04-28 2016-09-21 王大彦 一种磁屏蔽环形变压器
US10998124B2 (en) * 2016-05-06 2021-05-04 Vishay Dale Electronics, Llc Nested flat wound coils forming windings for transformers and inductors
FR3058255B1 (fr) * 2016-11-02 2018-12-14 Supergrid Institute Transformateur electrique haute tension a boitier isolant
CN206460860U (zh) * 2017-01-25 2017-09-01 台达电子企业管理（上海）有限公司 高压变压器及电子电力装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH353454A (de) * 1957-03-05 1961-04-15 Micafil Ag Wickelmaschine zum Bewickeln von zylindrischen oder vieleckigen Spulenkörpern mit Draht mit der Pilgerschrittwicklung
AT231555B (de) * 1961-02-08 1964-02-10 Siemens Ag In einen Gießharzkörper eingebettete Hochspannungswicklung für Transformatoren, Wandler od. dgl.
US7271691B2 (en) * 2001-03-31 2007-09-18 Lg.Philips Lcd Co., Ltd. Method of winding coil and transformer and inverter liquid crystal display having coil wound using the same
US20080308662A1 (en) * 2007-06-13 2008-12-18 Delta Electronics, Inc. Transformer and coil winding method thereof
WO2014116127A1 (en) * 2013-01-28 2014-07-31 Toroidy.Pl Transformatory Lech Lachowski High voltage serial toroidal transformer
EP3447507A1 (de) * 2017-08-22 2019-02-27 Alpha Elektrotechnik AG Mobile teilentladung-prüfeinrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
AU2020273556B2 (en) 2023-02-02
AT522601A1 (de) 2020-12-15
CA3139358A1 (en) 2020-11-19
EP3970168A1 (de) 2022-03-23
US20220246352A1 (en) 2022-08-04
BR112021022581A2 (pt) 2022-01-04
ZA202109185B (en) 2022-09-28
MX2021013787A (es) 2022-03-11
KR20220006636A (ko) 2022-01-17
CN113841209A (zh) 2021-12-24
AU2020273556A1 (en) 2022-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2133888B1 (de) Prüfanordnung zur Wechselspannungsprüfung von elektrischen Hochspannungskomponenten
DE69919723T2 (de) Induktiver magnetischer Sensor mit mehreren enggekoppelten Wicklungen
EP2428967B1 (de) Transformatorwicklung
DE102013100246A1 (de) Stromsensor- und Entstörfilteranordnung, insbesondere für transformatorlose Photovoltaik-Wechselrichter
DE102013106099A1 (de) Stromsensoranordnung
EP3008474B1 (de) Stromsensoranordnung mit messspulen
DE2512369C2 (de) Elektrischer Generator
EP1529296B1 (de) Wicklungsanordnung
DE2457797A1 (de) Als strom- und/oder spannungswandler geeigneter wandler
WO2020229523A1 (de) Hochspannungstransformator, verfahren zum herstellen eines hochspannungstransformators sowie prüfsystem und prüfsignalvorrichtung mit einem hochspannungstransformator
EP2863403B1 (de) Transformator
DE102011075456B4 (de) Summenstromwandler und Fehlerstromschutzschalter
DE2018981C3 (de) Mehrphasiger Generator
DE2530892C3 (de) Teilchen-Beschleuniger für geladene Teilchen
DD145975A1 (de) Hochspannungs-transformations-und leichrichtereinrichtung
DE571127C (de) Schaltungsanordnung zur Beseitigung von Rundfunkstoerungen
WO2016000991A1 (de) Vorrichtung zum induktiven laden eines elektrischen speichers
EP3420570B1 (de) Elektrisches hochspannungsgerät mit einer regelwicklungsgruppe
EP3402062B1 (de) Kopplung von mindestens zwei modularen multilevel umrichtern
WO2009138099A1 (de) Koppelung von transformatorwicklungsmodulen
DE19510659C1 (de) Anordnung zur Ankopplung eines Rundsteuersenders
EP0163907A1 (de) Hochspannungswicklung mit gesteuerter Spannungsverteilung für Transformatoren
WO2019180159A1 (de) Netzgerät zum betrieb an einem elektrischen wechselstromnetz
WO2017097351A1 (de) Hochenergie-stossstrombegrenzer
AT61581B (de) Sicherheitsschaltung für elektrische Kabelleitungen.

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20727178

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 3139358

Country of ref document: CA

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112021022581

Country of ref document: BR

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20217040647

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020727178

Country of ref document: EP

Effective date: 20211213

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112021022581

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20211110

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020273556

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20200513

Kind code of ref document: A