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Die Erfindung betrifft einen Drilleiter für Wicklungen elektrischer Maschinen und Geräte, insbesondere Transformatoren, der aus einzelnen lackisolierten flachen Teilleitern zu einem rechteckigen Querschnitt zusammengesetzt ist, wobei die Teilleiter an den beiden Flachseiten des Querschnittes im entgegengesetzten Sinne schräg verlaufen und an den Schmalseiten des Querschnittes durch eine Kröpfung von einer Seite an die andere übertreten und die übereinander angeordneten Teilleiter im Querschnitt, gegebenenfalls im Abstand nebeneinander angeordnet sind.
Derartige Drilleiter, deren Teilleiter einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, sind bekannt. Bei der Verseilung der Teilleiter zum Drilleiter wechselt aus zwei nebeneinanderliegenden Stapeln von Einzelleitern jeweils der oberste und unterste Leiter in den anderen Stapel über, wobei die Einzelleiter vorzugsweise um jeweils eine halbe Schrittlänge versetzt werden. Dabei wird bei ungeradzahligen Drilleitern eine gleichbleibende Gesamthöhe erreicht. Vorwiegend wurde die Isolation der fertig hergestellten Drilleiter mittels Papierumwicklung vorgenommen.
Bekannt sind weiters konventionelle Sensoren zur punktförmigen Temperaturkontrolle an elektrische Leitern und Wicklungen, zur Vermeidung von möglichen Schäden durch Übertemperatur.
Bekannt sind neuerdings auch drahtförmige Verteilungsfühler aus Glasfaser, die an elektrischen Leitern, z. B. für Transformatoren, angebracht oder mitgewickelt sind und mittels einer speziellen Messtechnik die Messung eines kontinuierlichen Temperaturprofils über die gesamte Leiterlänge ermöglichen, wobei punktuelle Aufwärmungen aufgezeigt werden.
Im Gegensatz zur konventionellen punktmässigen Technik, wo die Messung der Temperatur mit Hilfe eines Spezialsensors erfolgt, der am äusseren Ende der Faser angebracht ist, basiert diese Verteiltemperatur Sensortechnologie (DTS) auf
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einem komplett andersartigen Prinzip. Hier erfolgt die Messung an der gesamten Länge der Faser (Durchmesser z. B. 0, 6 mm), wodurch es möglich ist, eine unendlich grössere Anzahl von Informationen zu erhalten, wobei immer eine ausreichende Genauigkeit eingehalten wird (+/- 2OC/lm).
Man schickt einen kurzen andauernden Lichtimpuls mit erhöhter Frequenz, der durch einen Laser erzeugt wird, in eine vielschichtige Glasfaser. Die physikalische Eigenschaften des reflektierten Lichtsignals werden durch die Temperatur verändert. Das Signal wird gefiltert um das Licht in "Raman" ablesen zu können, das aus zwei Komponenten besteht, wobei die eine Komponente nur von der Temperatur abhängig ist.
Indem man die Übertragungszeit vom Emmissionszeitpunkt bis zu jenem misst, wo diese Komponente verändert wird kann man den Ort bestimmen, der die Veränderung des Lichtsignals bewirkt hat. Eine Mittelwertrechnung zur Ausschaltung des Störpegels erhöht die Feinfühligkeit des Messsystems.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Drilleiter der eingangs zitierten Art zu schaffen, bei dem es mit Hilfe der vorher beschriebenen Messmethode möglich ist, aufgrund eines gemessenen kontinuierlichen Temperaturprofils über die gesamte Länge des Drilleiters punktuelle Aufwärmungen zu erfassen, sowie daraus resultierende mögliche Schäden am Gerät durch gegensteuernde Massnahmen zu vermeiden.
Der erfindungsgemässe Drilleiter ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teilleiter mit einem in einer Nut eingebetteten glasfaseroptischen Verteilungsfühler in diesem Drilleiter mitgewickelt ist, wobei vorzugsweise diese Nut an der Flachseite des mitgewickelten lackisolierten Teilleiters angebracht ist und eine, diesen glasfaseroptischen Verteilungsfühler mit der Kontur dieses Teilleiters bündig abschliessende, Tiefe aufweist.
Diese Nut zur Aufnahme des glasfaseroptischen Verteilungsfühlers wird durch ein spezielles Fertigungsverfahren z. B. mittels eines Ziehvorganges mit geigneten Ziehwerkzeugen vorgenommen.
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Die Form der Nut ist so gewählt, dass dieser Verteilungsfühler nach Lackisolierung des Teilleiters und des Verteilungfühlers mit der Kontur des Teilleiters bündig abschliesst.
Mit der Erfindung ist es erstmals möglich, mit einem Drilleiter ein kontinuierliches Temperaturprofil zu erstellen, das die bisherigen punktuellen Methoden zur Erfassung von Übertemperaturen in einem Drilleiter verfeinert.
Der Vorteil dabei ist das rasche Aufspüren von anormalen Erwärmungen über die gesamte Länge des Drilleiters, welches eine Grundbedingung ist, um eine vorzeitige starke Abnützung der Isolierung, die direkt mit der Betriebtemperatur im Zusammenhang steht, oder gar Schäden bzw. Ausfall des Transformators, zu verhindern.
Da z. B. bei einem Transformatoren mit herkömmlicher Punktmessung der Temperatur, aufgrund der Unkenntnis der genauen Position der heissen Stellen in einer Wicklung, der Transformator weit unter der maximalem Toleranztemperatur betrieben wird, besteht ein weiterer Vorteil der genauen Kenntnis der einzelnen heissen Punkte in einem Drilleiter darin, dass bei der Auslegung eines Transformators eine höhere Betriebstemperatur gewählt und/oder der Wirkungsgrad gesteigert werden kann. Das heisst, dass mit demselben Transformatortyp eine höhere Leistungsklasse erreicht oder für einen bestimmten Leistungsbedarf ein kleinerer Transformator eingesetzt werden kann.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der den glasfaseroptischen Verteilungsfühler tragende Teilleiter zusätzlich isoliert. Dieser ist zusammen mit dem in der Nut eingelegten faseroptischen Verteilungsfühler nochmals rundum mit einer Isolierung versehen bzw. umwickelt.
Der Vorteil dabei ist, dass ein Herausfallen des faseroptischen Verteilungsfühler aus dem Teilleiter oder ein Herausquetschen beim Verdrillvorgang des Drilleiters verhindert wird.
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Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung sind mehrere, je einen glasfaseroptischen Verteilungsfühler tragende, Teilleiter in diesem Drilleiter mitgewickelt.
Der Vorteil dabei ist, dass durch die Erstellung von mehreren kontinuierlichen Temperaturprofilen die punktuelle Wärmeverteilung innerhalb eines Drilleiters nochmals verfeinert wird Natürlich ist die Erfindung nicht auf Drilleiter mit Teilleitern, die einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, beschränkt. Im Sinne der Erfindung sind auch Runddraht-Drilleiter oder Drilleiter mit anderen Profilen erfasst.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Fig. 1 zeigt einen schaubildlich dargestellten Drilleiter und Fig. 2 ein Detail im Querschnitt.
Gemäss der Fig. 1 ist ein Drilleiter 1 bestehend aus mehreren flachen Teilleitern 2 dargestellt, in dem einer der Teilleiter 3 den glasfaseroptischen Verteilungsfühler 6 beinhaltet. Dabei ist es an sich bekannt, dass der aus flachen Teilleitern 2 bestehende Drilleiter 1 aus bis zu 80 Teilleitern bestehen kann.
Jeder der Teilleiter 2 ist mit einer Lackisolierung 4 versehen, welche zur Isolierung der einzelnen Teilleiter untereinander dient.
In Fig. 2 ist die Anordung des glasfaseroptischen Verteilungsfühlers in der Nut des Teilleiters 3, im Verband mit dem einzelnen Teilleitern 2, aufgezeigt.
Dieser Teilleiter 3 besitzt eine Nut 5 und ist ebenfalls mit einer Lackisolierung 4 umhüllt. In dieser Nut 5 ist der glasfaseroptische Verteilungsfühler 6 eingebettet. Der gesamte Teilleiter 3 ist nochmals rundherum mit einer entsprechenden Isolierung 7 versehen, welche ein Herausfallen bzw. Herausquetschen des glasfaseroptischen Verteilung-
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fühlers 6 aus der Nut 5 beim Verdrill- oder Kröpfvorgang verhindert Der gesamte Drilleiter 1 ist zum Schluss nochmals mit einer Isolierung 8 umwickelt.