WO2021058229A1 - Ausgleichsblock für luftdrosselspulen und transformatoren - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ausgleichsblock für Luftdrosselspulen und Transformatoren, wobei der Ausgleichsblock eine Sandwichstruktur mit einem oberen Isolierstoffblock, einem unteren Isolierstoffblock und einen dazwischen liegenden Elastomerblock umfaßt. Mit den erfindungsgemäßen Ausgleichsblock kann eine Spaltbildungen durch Setzungen reduziert werden.

Description

Beschreibung / Description

Ausgleichsblock für Luftdrosselspulen und Transformatoren

Trockenisolierte Luftdrosselspulen werden beispielsweise in elektrischen Systemen zur Energieübertragung und in Stromver sorgungssystemen von Industrieanlagen eingesetzt, um diese Systeme zu schützen oder um deren Leistungsfähigkeit zu erhö hen.

Da keine Isolieröle zum Einsatz kommen, sind sie umwelt freundlich und es gibt kein erhöhtes Risiko durch Brandge fahr. Darüber hinaus sind trockenisolierte Luftdrosselspulen weitgehend wartungsfrei.

Als Strombegrenzungsdrossel dienen sie zur Begrenzung von Kurzschlussströmen in Bereichen von Stromnetzen, welche durch ihre niedrige Netzimpedanz im Fehlerfall sehr hohe Kurz schlussströme aufweisen wie beispielsweise in Umspannwerken im Bereich von mehrfach gespeisten Sammelschienen.

Die Aufgabe der in Reihe geschalteten Strombegrenzungsdros seln besteht dabei darin, durch die zusätzlich eingebrachte Impedanz in Stromnetzen die Kurzschlussleistung so zu begren zen, dass Leistungsschalter den Kurzschlussstrom im Fehler fall sicher unterbrechen können.

Weiterhin werden sie beispielsweise bei Hochspannungsgleich stromübertragungsanlagen als Glättungsdrosseln eingesetzt.

Eine typische Luftdrosselspule, wie sie in der WO 2009/126977 beschrieben ist, weist konzentrische Wicklungslagen auf, wel che an ihren oberen und unteren axialen Enden jeweils von ei nem Haltestern gehalten werden, der sich aus mehreren stern förmig radial angeordneten Armen, sog. Sternblättern, zusam mensetzt. Anstelle eines einteiligen Haltesterns kann jeweils auch eine Vielzahl einzelner Sternblätter verwendet werden, die nur im Bereich unter und über den Wicklungslagen liegen, um Stern blattmaterial einzusparen. Die einander gegenüberliegenden Haltesterne bzw. Sternblätter werden dabei mithilfe von zwi schen den Wicklungslagen verlaufenden Abstandshalteleisten oder Zugbandagen gegeneinander gespannt, um die Wicklungsla gen zu halten.

Beim Wickeln der Spule werden die Sternblätter und Abstands halteleisten gleichzeitig als Wickelhilfen verwendet, indem zunächst die unteren Sternblätter auf einer Drehvorrichtung aufgespannt und dann darauf die Wicklungslagen aufgebaut wer den, wobei dazwischen jeweils ein Satz Abstandshalteleisten montiert wird

Aus der EP 2973621 Bl ist es bekannt, zum Ausgleich unter schiedlicher Bauhöhen der einzelnen Wicklungslagen aufgrund unterschiedlicher Leiterquerschnitte einen Wicklungslagen- Steigungsausgleich vorzusehen, bei dem zwischen den einander axial gegenüberliegenden Sternblättern und der zwischenlie genden Wicklungslage Ausgleichsblätter eingelegt werden, wel che die Wicklungslagen gegenüber den Sternblättern abstützen und in Axialrichtung zentrieren.

Nach dem Herstellungsvorgang und im Betrieb der Luftdrossel spulen kommt es aufgrund thermischer und mechanischer Be triebslasten zu einer Setzung der Wicklungskörper und damit zu Spaltbildungen, vor allem an den Wicklungsenden.

Diese Spalten müssen aufwändig mit geeignetem Füllmaterial ausgeglichen werden, was im laufenden Betrieb zu vorüberge henden Abschaltungen der Anlage führt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Aufbau von Luftdrosselspulen so zu verbessern, dass Spaltbildungen durch Setzungen reduziert werden können. Erfindungsgemäß geschieht dies mit einem Ausgleichsblock ge mäß Anspruch 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteran sprüchen.

Die Erfindung wird anhand von Figuren näher erläutert.

Es zeigen beispielhaft:

Fig.l eine Strombegrenzungsdrossel mit konzentrisch angeord neten Wicklungen, die mittels glasfaserverstärktem Epoxidharz verstärkt worden sind.

Fig.2 eine Detailansicht eines oberen Wicklungsendes mit ei nem erfindungsgemäßen Ausgleichsblock.

Fig.3 einen Arm eines Sternhalters mit einem erfindungsgemä ßen Ausgleichsblock und

Fig.4 einen Arm eines Sternhalters mit einem erfindungsgemä ßen Ausgleichsblock während des Montagevorgangs.

Die Strombegrenzungsdrossel gemäß Fig.l weist konzentrisch angeordnete, mittels glasfaserverstärktem Epoxidharz ver stärkte Wicklungen auf, von denen lediglich die äußere Wick lungslage sichtbar ist.

An den oberen und unteren Enden werden die Wicklungen durch Sternhalter fixiert, deren Arme sich in radialer Richtung von der Spulenachse über den Radius der äußeren Wicklung hinaus erstrecken .

Erfindungsgemäß wird nun zwischen ein Wicklungsende und einem oberen Sternarm der Luftdrosselspule ein Ausgleichsblock ein gefügt. Wie aus den Figuren 2, 3 und 4 ersichtlich, weist dieser Aus gleichsblock eine Sandwichstruktur mit einem oberen Isolier stoffblock, einem unteren Isolierstoffblock und einen dazwi schen liegenden Elastomerblock auf.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die oberen Sternarme der Luft drosselspule und die Ausgleichsblöcke mittels Kammverbindung formschlüssig verbunden sind.

Dazu weisen die Sternarme ein rechteckige Ausnehmung auf, de ren Breite der Breite der Ausgleichsblöcke entspricht und de ren Höhe einem Teil der Höhe des oberen Isolierstoffblocks der Ausgleichsblöcke entspricht.

Die Ausgleichsblöcke weisen als Gegenstück eine Nut zur Auf nahme des Abschnitts der Sternarme oberhalb der rechteckigen Ausnehmung auf.

Durch diese formschlüssige Verbindung werden die Ausgleichs blöcke in ihrer Lage fixiert und ein Verrutschen verhindert.

Die Montage der Ausgleichsblöcke geschieht wie folgt:

- der Ausgleichsblock wird mittels Spannvorrichtung kom primiert;

- er wird in die vorgesehene Position zwischen einem Wick lungsende und einem oberen Sternarm der Luftdros selspule eingefügt, die Spannvorrichtung wird gelöst.

Die Spannvorrichtung kann beispielsweise aus Gewindestiften bestehen, welche durch die Sandwichstruktur des Ausgleichs blocks hindurchragen und mittels Schrauben die Ausgleichsblö cke zusammenpressen.

Alternativ sind auch Spannvorrichtungen auf Basis von Klam mern, Nietverbindungen oder mit Schnappverschlüssen denkbar. Der bevorzugte Einsatz der erfindungsgemäßen Ausgleichsblöcke betrifft Luftdrosselspulen, er ist aber auch für Wicklungen von Transformatoren möglich.

Bezugszeichenliste

1 äußere Wicklungslage 2 Arm des oberen Sternhalters

3 Ausgleichsblock

4 Oberer Isolierstoffblock

5 Elastomerblock

6 unterer Isolierstoffblock 7 Spannvorrichtung

Claims

Patentansprüche / Patent Claims

1. Ausgleichsblock für Luftdrosselspulen und Transformato ren, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsblock eine Sandwichstruktur mit einem oberen Isolierstoff block, einem unteren Isolierstoffblock und einen dazwi schen liegenden Elastomerblock umfaßt.

2. Luftdrosselspule mit einem Ausgleichsblock nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichs block zwischen ein Wicklungsende und einem oberen Sternarm der Luftdrosselspule angeordnet ist.

3. Luftdrosselspule mit einem Ausgleichsblock nach An spruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die oberen Sternarme der Luftdrosselspule und die Ausgleichsblöcke mittels Kammverbindung formschlüssig verbunden sind.

4. Verfahren zur Montage eines Ausgleichsblocks in einer Luftdrosselspule nach einem der Ansprüche 2 oder 3, mit folgenden Verfahrensschritten.

— der Ausgleichsblock wird mittels Spannvorrichtung komprimiert wird,

— er wird in die vorgesehene Position zwischen einem Wicklungsende und einem oberen Sternarm der Luftdros selspule eingefügt,

— die Spannvorrichtung wird gelöst.