Transformator in Anlagen, in welchen dem einen Pol der Oberspannungswicklung ein hohes Potential aufgedrückt wird. Die Erfindung bezieht sich auf einen Transformator in Anlagen, in welchen dem einen Pol der einen Transformatorwicklung, in der Regel der Oberspannungswicklung, ein hohes Potential aufgedrückt wird. Derartige Verhältnisse sind beispielsweise beider Rei- benschaltung der Oberspannungswicklungen mehrerer Transformatoren gegeben.
Ebenso wird in Gleichrichterschaltungen nach Lie- benow-Greinacher dem einen Pol der Ober spannungswicklung des dabei verwendeten Transformators ein hohes Potential auf gedrückt. Beträgt zum Beispiel die Klem menspannung der Oberspannungswicklung des Transformators 110 kV, dann wird dem einen Pol ein Potential von ebenfalls 110 kV aufgedrückt, so dass der andere Pol ein Grenzpotential von 220 kV gegen Erde führt.
Wollte man für derartige Zwecke Transfor matoren verwenden, die in der üblichen Weise ein aus Metall bestehendes Transfor- matorgefäss besitzen, dann könnte man diese Gefäss. durch eine Potentialverbindung an den einen: Pol der Sekundärwicklung, dem das hohe Ausgangspotential aufgedrückt wird, anschliessen und den andern Pol mittelst einer Durchführung für 110 kV aus dem Transformatorgefäss herausführen.
In diesem Fall müsste jedoch das Transformatorgefäss, da es ein Potential von 110 kV gegen Erde besitzt, mittelst Stützisolatoren von<B>110</B> kV gegen Erde isoliert werden, und ausserdem müsste der Primärstrom des Transformators, der ja aus einer Niederspannungsstromquelle entnommen wird, ebenfalls durch für 110 kV bemessene Durchführungen in das Transfor- matorgefäss eingeführt werden. Man brauchte also für eine solche Anordnung mindestens zwei Durchführungen und mehrere Stütziso latoren zum Aufsetzen des Transformator gefässes.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Transformator zu schaffen, der bei einfachem Aufbau für die oben an- gegebenen Zwecke verwendbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch ge löst, dass mindestens die Seitenwandungen des Transformatorgefässes mindestens in einer zur Isolation .gegen das Ausgangspotential ausreichenden Höhe aus Isolierstoff gebildet sind, und dass der Kern des Transformators im Innern des Behälters gegen den zweck mässig aus Metall bestehenden Boden isoliert angeordnet ist.
Bei dieser Ausführung kann man mit einer einzigen Durchführung aus kommen, wenn man den Deckel des Behälters aus Metall herstellt und diesen Deckel ge meinsam mit dem Transförmatorkern auf das aufgedrückte Anfangspotential bringt. Da bei kann man dann zweckmässig den Trans formatorkern unmittelbar an dem Deckel befestigen. In diesem Fall braucht lediglich noch die Oberspannungswicklung durch den Deckel mit Hilfe einer für die Oberspannung bemessenen Durchführung herausgeführt zu werden, während die Zuleitungen zur Unter spannungswicklung gegen den zweckmässig auf Erdpotential befindlichen Boden nur für Niederspannung isoliert zu werden brauchen.
Die Zuführung des der Oberspannungs- wicklung des Wandlers aufzudrückenden hohen Vorpotentials kann unmittelbar an den metallenen Deckel des Transformatorgehäu- ses erfolgen.
Mars kann auch diese letzte Durchführung noch entbehrlich machen, wenn man auch den Deckel. des Behälters aus Isoliermaterial herstellt und die Höhe des isolierenden Man tels.. so bemisst, dass sie zur Isolation der Summe der Oberspannung des Wandlers und der aufgedrückten Vorspannung hinreicht. in diesem Fall kann man die Endausführung der .Oberspannungswicklung unmittelbar durch den isolierten Deckel hindurchführen, so dass sämtliche teuren und platzraubenden Hochspannungsausführungen vermieden sind.
.'Zur Erläuterung der Erfindung ist zu nächst in der Fig. 1 der Zeichnung schema tisch eine Schaltung dargestellt, bei welcher beispielsweise der Transformator gemäss der Erfindung zweckmässig angewendet werden kann. Es handelt sich um eine gebräuchliche Spannungsverdoppelungsschaltung. Von der Oberspannungswicklung O des Transforma tors werden über zwei Ventilröhren V zwei Kondensatoren C gespeist. Der eine Zwi schenpunkt zwischen Kondensator und Ven til ist geerdet.
Infolgedessen nimmt im Be triebe der Knotenpunkt Ki ein der Oberspan nung e des Transformators gleiches Potential an, so dass das Potential des Punktes K2 zwi schen den Spannungsgrenzen 2e und Null pendelt. Die Unterspannungswicklung des Transformators hat in der üblichen Weise ein der Erde naheliegendes Potential. Ver bindet man nun in der gestrichelt dargestell ten Weise den Eisenkern mit dem Punkt Ki. dann entspricht der grösste Spannungsunter schied zwischen dem Transformatorkern und einem Teil einer ,jeden Wicklung nur der in der Oberspannungswicklung induzierten Spannung e.
Die sonst in der Transforma: torentechnik übliche Verbindung des Eisen kernes mit der Mitte der Oberspannungswick- lung würde zwischen der Unterspannungs- wicklung und dem Eisenkern eine Isolation gegen 1,5e erfordern. , Ein konstruktives Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Fig. 2 veranschau licht. Die Seitenwandung 1 des Transforma- torengefässes besteht aus Isolierstoff, bei spielsweise Porzellan, während der Boden 2 und der Deckel 3 zweckmässig aus Metall gebildet sind.
Der Transformatorenkern 4 ist an dem Deckel 3 aufgehängt und durch Iso- lationsstützen 5 und 6 gegen den Boden =? abgestützt. Die Stützen 5 und 6 dienen dazu, die aus Isolationsstoff bestehende Seitenwand 1 des Gefässes zum Teil von dem Gewicht des Kernes 4 zu entlasten. 7 ist die Primär wicklung, deren Klemmen u, v durch den Boden 2 aus dem Transformatorengefäss her ausgeführt sind. Die Hochspannungswick lung 8 ist mit ihrem einen Pol V an den Kern 4 angeschlossen, der seinerseits mit dem Deckel 3 leitend verbunden ist.
Der Kern 4 und der Deckel 3 besitzen somit stets dm gleiche Potential wie der Pol V der Sekun därwicklung B. Der andere Pol U der Wick- lang 8 ist mittelst- einer Durchführung 9 durch den Deckel 3 aus dem Transformato- rengefäss herausgeführt. Der Boden 2 ist bei dem in der Zeichnung angegebenen Ausfüh rungsbeispiel geerdet.
Es sei angenommen, -der dargestellte Transformator sei für eine Anlage bestimmt, bei deren Betrieb dem Pol V der Sekundär wicklung 8 ein Potential von 110 kV auf gedrückt wird. Der Transformator sei ausser dem so bemessen, dass zwischen den Klem men I? und V der Sekundärwicklung ein Spannungsunterschied von 110 kV herrsche. In diesem Falle wird die Seitenwandung 1 des Transformatorengefässes so bemessen, dass sie zur Isolation von 110 kV gegen Erde hin reicht, und weiterhin wird die Durchführung 9 ebenfalls für eine Isolation von 110 kV bemessen.
Wie sich leicht aus der obigen Darstellung und der Zeichnung ergibt, ist so in einfacher Weise der Pol V der Hochspan nungswicklung 8 durch den Gefässteil 1 gegen Erde isoliert, während die beiden Pole U und V der Hochspannungswicklung 8 ge geneinander mittelst -der Durchführung 9 iso liert sind. Gleichzeitig ist auch der Pol U der Hochspannungswicklung 8; an dem bei Betrieb der Anlage ein Potential von 220 kV auftritt, in zwei Stufen gegen Erde isoliert, wobei die eine Stufe von der Durchführung 9 und die andere Stufe von dem Teil 1 des Transformatorengefässes gebildet ist.
Da die dem Boden 2 zugekehrte Kern seite gegen den Boden das gleiche Potential wie der Deckel 3 besitzt, ist es zweckmässig, wie in der Zeichnung angedeutet, die untere Kernseite durch eine Metallhaube 10 und Isolierzylinder 11 und 12 gegen den Boden 2 abzuschirmen.
In der Zeichnung sind zur Vereinfachung der Darstellung die Primärwicklung 7 und die Sekundärwicklung 8 nur schematisch an gedeutet. Bei der praktischen Ausführung des Transformators werden zweckmässig die einzelnen Spulen der Hochspannungswick- lunn 8 zur besseren Isolation mit Zellulose papier bewickelt. Um den Abstand der Spu- len von dem Kern 4 und gegeneinander un veränderlich zu machen und einen guten Öl umlauf herbeizuführen, werden vorteilhaft die Spulen an drei gleichmässig über den Spulenumfang verteilten Stellen mit einem schmalen Papierwickel versehen.
Bei dem Ausführungsbeispiel war an genommen, dass die Primärwicklung 7 an eine Stromquelle niedrigen Potentials an geschlossen ist und demgemäss die Zuführung zur Primärwicklung 7 ohne Verwendung be sonderer Durchführungen durch den geerde ten Boden 2 des Transformators hindurch geführt ist. Sofern jedoch die Primärwick lung 7 des Transformators aus einer Strom quelle höheren Potentials gespeist wird, kann der Transformator mit seinem Boden auf kleine Stützisolatoren aufgesetzt werden, die einen Teil des Potentials des Pols V der Wicklung 8 aufnehmen, so dass der Boden 2 gegen Erde ein bestimmtes Potential besitzt, das bei entsprechender Bemessung der ein zelnen Teile dem Potential der die Primär wicklung speisenden Stromquelle entspricht.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Er findung, bei welchem auch die Hochspan nungsdurchführung 9 vermieden ist, ist in der Fig. 3 dargestellt. Mit 4 ist der Trans formatorkern bezeichnet. Er ist mit Hilfe isolierender Stützen 13 auf der metallischen Grundplatte 2 des Transformatorgehäuses aufgebaut und wird durch ebenfalls aus Iso liermaterial hergestellte Stützen 14 gegen den Deckel 15 des Gehäuses versteift. Der Deckel 15 ist ebenso wie die zylindrische Seitenwand 1 des Gehäuses, aus Isoliermate rial hergestellt. Mit 8 ist die Oberspannungs- wicklung bezeichnet.
Diese ist zweckmässig aus Scheibenspulen in der Weise hergestellt, dass die der Oberspannungsausführung durch den Deckel zunächst liegende Scheibenspule mitsamt Ausführungsleiter 16 von einer festen Isolierhülle umgeben wird. Diese Hülle wird zweckmässig aus bandförmigen Faserstoffen, zum Beispiel in Form von Pa- pierbändern, aufgebracht.
Darnach werden die anstossenden Wickelscheiben zunächst für sich je mit einer besonderen IsolierhülIe ver- sehen und nach dem Anlegen einer oder meh rerer Wicklungssoheiben an die zuerst ge nannte wird jeweils wieder das so gebildete Scheibenpaket mit einer gemeinsamen Isolier- hülle umgeben, die sich ebenfalls auf die Oberspannungsausführung erstreckt. Die äusserste Isolierhülle umfasst demnach die gesamte Oberspannungsspule. Die Ausfüh rung 16 endet in der üblichen Weise ober halb des Deckels in einer die Strahlung aus schliessenden, zweckmässig kugelförmigen Kappe 17.
Der andere Pol der Oberspan nungswicklung ist durch einen Leiter 18 mit dem Kerze 4 leitend. verbunden. Der Leiter 18 durchdringt den zylinderförmigen Isolier- behälter etwa auf halber Höhe und endet ebenfalls in eine strahlungssichere Kugel 19, an die das dem Transformator aufzudrük- kende Potential gelegt wird. Bei der Bemes sung des Durchmessers des Leiters 18 und der Ausführung 16 ist darauf zu achten, dass durch hinreichend grosse Dimensionierung Koronabildung ausgeschlossen wird.
Unter halb der Oberspannungswicklung ist die Un- terspannungswicklung 7 angeordnet. Diese ist gegen den Kern in ähnlicher Weise wie die Oberspannungswicklung, isoliert; jedoch ist des geringen Spannungsabfalles in der Unterspannungswicklung wegen eine Auftei lung in Scheibenspulen unterblieben, so dass die gesamte Unterspannungsspule von einer einzigen, zweckmässig aus einer Mehrzahl von Schichten bestehenden Isolierhülle umfasst wird.
Diese Hülle erstreckt sich ebenfalls auf die beiden Stromausführungen aus der Unterspannungswicklung. Auch diesen muss mit Rücksicht auf ihre hohe Spannung gegen den Eisenkern ein entsprechender Durchmes ser gegeben werden. Infolge der geringen Spannung gegeneinander kann man sie ,je doch mit einer gemeinsamen Isolierhülle um schliessen und unter Umständen zum Beispiel den- einen Leiter rohrförmig ausbilden und den 'andern durch das Innere dieses Rohres isoliert hindurchführen. Die Zuleitungen zur Unterspannungswicklung werden durch den Böden des Behälters geführt und enden an den Klemmen 20 und 21.
Um die Potential- verteilung über die einzelnen Wandlerteile möglichst günstig zu gestalten, kann man von allen in der Hochspannungstechnik zia Gebote stehenden Mitteln Gebrauch machen. Zum Beispiel kann man insbesondere die Potentialverteilung längs der Ausführungen dadurch beeinflussen, dass man in der die Ausführungen umgebenden Isolation leitende Schichten nach Art der KonJensatordurch- fübrungen anordnet und deren Länge so staf felt, dass der gewünschte Potentialverlauf erzielt wird.
Dabei kann man diese leiten den Schichten wenigstens bei der Unterspan- nungsspule auch in der die Spule umgeben den Isolation fortsetzen und so ein gewünsch tes Spannungsgefälle innerhalb dieser Isola tion sichern.
Die oben angegebene neue Ausführung des Transformators kann selbstverständlich. sofern entsprechende Verhältnisse vorliegen. auch für Messwandler gewählt werden, ohne dass die grundsätzliche Bauart sich wesent lich ändert, wobei gegebenenfalls die Wick lung 8 als Primärwicklung und die Wick lung 7 als Sekundärwicklung verwendet wird.