CH161936A - Leistungstransformator mit mindestens zwei Wicklungen verschiedenen Potentials. - Google Patents

Description

  Leistungstransformator mit mindestens zwei Wicklungen     verschiedenen    Potentials.    Die Erfindung betrifft einen Leistungs  transformator,     insbesondere    für Hochspan  nung mit mindestens zwei Wicklungen, die  sowohl durch Luft, wie auch durch feste Iso  lierschichten voneinander getrennt sind.

   Bei  solchen Transformatoren besteht die Gefahr,  dass an Stelle erhöhter elektrischer Beanspru  chung, zum Beispiel an den     Wicklungsstir-          nen,    die elektrische Festigkeit der Luft über  schritten wird, dass infolgedessen Glimment  ladungen auftreten, die den Durchschlag des       (ras    f     örmigen        Dielektrikums    vorbereiten und  damit die Entstehung eines Wicklungskurz  schlusses, eines Lichtbogens oder dergleichen  begünstigen.  



  Diese Schwierigkeiten     werden    gemäss der  Erfindung dadurch beseitigt, dass zwecks  Verlegung des Potentialgefälles in das feste       Dielektrikum    dieses beiderseitig mit     dielek-          trisch    dicht aufgebrachten, leitenden Bele  gungen versehen ist, von denen mindestens  die eine Belegung ein von Erde abweichendes    Potential führt. Von den leitenden Belegun  gen kann mindestens die eine unterteilt sein,  zum Beispiel nach Art eines Gitters.

   Vor  teilhaft wird die Wicklung selbst als     Bele-          gung,dielektrisch    dicht auf den zwischen den  Wicklungen     verschiedenen    Potentials befind  lichen     Isolierkörper    aufgebracht. Die Bele  gungen können sämtlich mit Punkten der zu  gehörigen Wicklung entweder leitend ver  bunden oder     kapazitiv    gekoppelt sein. Bei  leitender Verbindung erfolgt der     Anschluss     vorteilhaft an ein mittleres Potential der  Wicklung, zum Beispiel an .die Wicklungs  mitte. Auch kann man die eine oder andere  Belegung erden.

   Zur Vergrösserung des  Kriechweges empfiehlt es sich, den     Isolier-          zylinder    in axialer Richtung länger zu ma  chen als die auf ihm angeordneten Belegun  gen. Die Wicklungsstirnen     lässt    man vorteil  haft von     .den    Belegungen umgreifen und füllt  den entstehenden     Zwickelraum    zwischen den  abgebogenen Enden der Belegungen mit Iso-           liermaterial    aus. Der     Isolierkörper,    der die  Belegungen trägt, schmiegt sich also auf  einer     .gewissen    Länge dem gekrümmten Teil  der Belegung an.

   An die Ränder der Bele  gungen sind zur Verringerung der     Strah-          lungs-    oder Sprüherscheinungen     Körper    mit  runder Oberfläche angesetzt oder durch Ab  biegen der     Belegungsränder    ,gebildet. Man  kann auch die     Oberspannungswicklung    in  einzelne zylindrische, miteinander     elektrisch     verbundene Wicklungslagen aufteilen und  jedem Wicklungsteil eine besondere Belegung  zuordnen. Alsdann lassen sich auch zwischen  den     einzelnen    Lagen der     Oberspannungs-          wicklung    Isolierzylinder anordnen, die lei  tende Belegungen tragen.

   Diese     sind    mit  Punkten der Wicklungslagen leitend ver  bunden. Die     einzelnen    Belegungen können  dabei mit ihrem Ende die     Spulenstirne     unter     Belassung    von Zwischenräumen um  schliessen. Der Raum zwischen den Rändern  benachbarter Belegungen wird auch in die  sem Falle durch festes Isoliermaterial aus  gefüllt.

   Wenn die     Oberspannungswicklung     in einzelne Wicklungslagen     aufgeteilt    ist,  lässt man diese     vorteilhaft    aneinander und an  den Stirnenden an Isolierringen     dielektrisch     dicht     anliegen.    Diese Isolierringe werden  vorteilhaft mit     schirmartig    verlaufenden und  mit den Wicklungsenden verbundenen leiten  den Belegungen versehen, deren Ränder über  die     Isolierrings    hinausragen.  



  Man kann auch eine der Röhrenwicklun  gen oder alle in einzelne Spulen aufteilen  und     mittelst    Distanzstücken auf dem     Isolier-          zylinder    aufbringen. Zwischen den Distanz  stücken werden Kanäle für den Durchtritt  der Luft zwischen den     Isolierzylindern    und  den Spulen freigelassen.  



  Die Erfindung soll anhand der in der  Zeichnung dargestellten Ausführungsbei  spiele erläutert werden.  



  Die einzelnen Figuren zeigen jeweils einen       Ausschnitt    aus einem     mehrschenkligen    Trans  formatorkern, in dessen Fenster die im  Schnitt dargestellten Wicklungen und Iso  lierkörper angeordnet sind.    In den     Fig.    1 bis<B>3</B> und 6 bis 8 bestehen  .die Wicklungen aus konzentrischen Röhren,  in den     Fig.    4, 5 und 9 ist die eine Röhre in  Spulen unterteilt.  



  In     Fig.    1 ist 1 die     Unterspannungs-,    2 die       Oberspannungswicklung,    8 der Ausschnitt  aus einem Eisenkern. Zwischen den Wick  lungen 1 und 2     ist,der    Isolierzylinder 4 an  gebracht, der auf der Innenseite mit dem Be  lag 5,     auf,der    Aussenseite mit dem Belag 6  versehen ist. Beide Belegungen sind     dielek-          trisch    dicht aufgebracht. Die beiden Beläge  sind elektrisch leitend mit den Mitten der  Wicklungen 1 und 2 verbunden und an ihren  Rändern 7 eingerollt.

   Die Enden des     Isolier-          zylinders    4 stehen sowohl über die     Wick-          lungsstirnen,    als auch über die     Belagränder    7  in axialer     Richtung    vor.  



  Der     Isolierzylinder    4 wird zweckmässig  aus Glas, keramischem Material,     häxtbarem     Lack, Kunstharz oder dergleichen mit oder  ohne Zusatz von Faserstoff oder dergleichen  hergestellt. Die leitenden Beläge 5, 6 werden  galvanisch, chemisch, durch Aufspritzen oder  Anstreichen erzeugt, sie können aus Metall,  Graphit oder dergleichen bestehen. Ist die       aufgebrachte        Belagschicht    nicht so stark, dass  sie an den Bändern 7 eingerollt werden kann.  so wird an diese Ränder ein Körper mit run  der leitender Oberfläche, zum Beispiel ein  Rohr, ein mit leitendem Belag versehener Iso  lierring oder Wulst angeschlossen.

   Statt dass  man den leitenden Belag auf den festen     Iso-          lierkörper    aufbringt, kann auf einen festen  Metallzylinder oder dergleichen eine Isolier  schicht, zum Beispiel durch Lackanstrich  aufgebracht werden, die dann beispielsweise  durch Aufspritzen von Metall einen weiteren  Belag erhält.  



  In     Fig.    2 bildet der der Wicklung 1 zu  nächst liegende Metallbelag 5 des Isolierkör  pers 4 einen geraden Zylinder, der andere  Metallbelag 6 umgreift unter     Belassung    eines  gewissen     Zwischenraumes    die     Stirne    der  Wicklung 2, der     Isolierkörper    schmiegt sich  mit seinen     Enden    40 .dem Belag 6 an, die  Ränder der Beläge stehen schirmartig über  ,den Isolierkörper 4 vor.

             Bei    dieser Ausführungsform ist das mit  41 bezeichnete Gebiet zwischen den Belägen  5 und 6 am stärksten elektrisch     beansprucht,     an -dieser Stelle ist. die Luft durch festes Iso  liermaterial verdrängt, Feldkonzentrationen  sind durch die Krümmung des Belages 6  nach aussen vermieden; um ein Glimmen an  ,der Grenze zwischen dem festen     Dielektri-          kum    und der Luft zu verhüten, erhält die an  Luft grenzende Oberfläche des festen     Dielek-          trikums    eine sehr schwache Krümmung.  



  In     Fig.    3 umgreifen beide Beläge 5, 6 mit  ihren Rändern     unter        Belassung    von Zwi  schenräumen die     Stirnen    der Wicklungen 1,  2, die     Zwickel    zwischen den auseinander ge  bogenen     Belagrändern    sind durch die verdick  ten Enden 41 des Isolierkörpers 4     dielektrisch     dicht. ausgefüllt. Auch hier ist an" der Stelle  höchster elektrischer Beanspruchung, bei 41,  die Luft verdrängt.  



  In     Fig.    4 ist die     Oberspannungswicklung     2 in zwei Teile 21, 22 unterteilt, auch der ihr  zugekehrte Belag ist in zwei Ringe 61, 62  unterteilt. Jeder Ring ist an die Mitte der  benachbarten Wicklung angeschlossen. Die       Belagränder    sind hier ebenfalls um die     Wick-          lungsstirnen    herumgebogen, der Raum zwi  schen benachbarten     Belagrä.udern    ist durch  festes Isoliermaterial 42     dielektrisch    dicht  ausgefüllt. Im übrigen stimmt die Ausfüh  rungsform mit der der     Fig.    3     überein.     



  In     Fig.    5 ist die     Oberspannungswicklung     in drei Teile 23, 24, 25 unterteilt, der Teil 25  ist leitend mit dem Eisenkern     3,    verbunden,  jedem Teil ist ein     Belagring    mit eingeboge  nen Rändern zugeordnet, Verlängerungen der  einzelnen     Belagringe    ziehen sich durch den  schichtenweise unterteilten     Isolierkörper    4  und erstrecken sich bis zu dessen Stirnenden,  wo sie in leitende Schirme 43 auslaufen.  



  In     Fig.    6, die in der Hauptsache mit der       Fig.    2 übereinstimmt, ist die     Oberspannungs-          wieklung    in zwei Lagen<B>26,</B> 27 unterteilt, die  beiden Lagen liegen     dielektrisch    dicht anein  ander an, und es ist beispielsweise das obere  Ende der Lage 26 mit dem untern Ende der       Lage    27 verbunden.     Dielektrisch    dicht an die  Enden der Lagen 26, 27 sind Isolierringe 8,    9 mit leitenden in Schirmen auslaufenden Be  lägen 80, 90 angeschlossen. Die Beläge sind  leitend mit den Enden der Wicklungslage 26  verbunden.  



  In     F'ig.    7 ist die     Oberspannungswicklung     ebenfalls in zwei Lagen 26, 27 unterteilt,  zwischen die     beulen    Lagen ist ein gemäss       Fig.    2 ausgeführter Isolierzylinder ange  bracht. Die     Mitte    jeder Wicklung ist mit den       benachbarten    Belägen verbunden.  



  In     Fig.    8 ist die     Oberspannungswicklung     2     dielektrisch    dicht auf den Isolierkörper 4  aufgebracht und bildet auf dieser Seite selbst  den leitenden Belag. An die     Wicklungsenden     sind die die Wicklungsstirnen umgreifenden  Metallschirme 10, 11 angeschlossen. Im übri  gen entspricht die Ausführungsform der der       Fig.    3.  



  Zweckmässig ist es auch, den einen leiten  den Belag des     Isolierkörpers    4,     anstatt    mit  der     Unterspannungswicklung    zu verbinden,  zu erden und dem andern das Potential der  Hochspannungswicklung zu geben.  



  In     Fig.    9 ist ähnlich wie in     Fig.    5 die       Oberspannungswicklung    2 in einzelne Spulen  unterteilt, jede Spule sitzt auf Distanzstücken  12 mit     Durchbrechungen    13, die sich gegen  ,die Aussenseite des Isolierkörpers 4 stützen.  Die Distanzstücke 12 bestehen aus, Metall  oder     aus        einem    Material, bei dem     wenigstens     die Oberfläche leitend ist, zum Beispiel aus       graphierten    Isolierstücken.

   Jedes Distanz  stück ist     entweder    leitend mit einem Punkt  der dazugehörigen Spule verbunden, so- dass  also sein Potential     zwangläufig    gesteuert ist.  Die     Distanzstücke    können aber auch elek  trisch von ihren Spulen isoliert sein, wobei  sich dann eine     kapazitive    Potentialsteuerung  ergibt. Die Spulen und die Distanzstücke  sind soweit auseinander gerückt, dass die da  zwischen liegende Luft elektrisch nicht über  beansprucht wird.  



  Die Anordnung der     Fig.    9 ergibt eine be  sonders kräftige Kühlwirkung für die Ober  spannungswicklung.     Ist    eine derartig kräf  tige Kühlung nicht erforderlich, so können  die einzelnen Spulen auch unmittelbar unter      Einhaltung bestimmter Abstände auf den       Isolierkörper    4     dielektrisch    dicht aufgebracht  werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Leistungstransformator mit mindestens zwei Wicklungen verschiedenen Potentials. die sowohl durch Luft, wie durch feste Iso lierschichten voneinander getrennt sind, da durch .gekennzeichnet, dass zwecks Verlegung des Potentialgefälles in das feste Dielektri- kum dieses beiderseitig mit dielektrisch dicht aufgebrachten leitenden Belegungen versehen ist, von denen mindestens die eine Belegung ein von Erde abweichendes Potential führt. UNTERANSPRÜUCHE 1. Transformator nach Patentanspruch, da ,durch gekennzeichnet, dass die Belegun gen unterteilt sind. 2.

   Transformator nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass mindestens die eine Belegung gitterartig unterteilt ist. 3. Transformator nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die eine Bele gung aus einer auf das feste Dielektri= kum dielektrisch dicht aufgebrachten Wicklung besteht. 4. Transformator nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Belegun gen durch elektrisch leitende Verbindung an ein Potential der zugehörigen Wick lung gelegt sind. 5. Transformator nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass mindestens eine Belegung an Erde liegt. 6.

   Transformator nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die eine lei tende Belegung mindestens eines Isolier- zylinders an Erde und die andere an ein Potential der zugehörigen Wicklung ge legt ist. 7. Transformator nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, da3 mindestens einer Belegung ein Potential durch kapa- zitive Kopplung aufgeprägt ist. B. Transformator nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, -dass der Isolier- zylinder in axialer Richtung länger ist als die auf ihm angebrachte Belegung. 9.

   Transformator nach Patentanspruch, da .durch gekennzeichnet, dass mindestens eine Belegung mit der Mitte der zuge hörigen Wicklung elektrisch leitend ver bunden ist. 10. Transformator nach Patentanspruch mit konzentrisch angeordneten Röhrenwick lungen, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierzylinder und die, Belegungen mit ihren Enden die Stirnseiten einer Wick lung umgreifen. 11.

   Transformator nach Patentanspruch, da .durch gekennzeichnet, dass die der Un- terspannungsspule zugekehrte leitende Belegung wenigstens. annähernd einen geraden Zylinder bildet, und dass die der Oberspannungsspule zugekehrte leitende Belegung die Stirnseite dieser Spule un ter Bela.ssung eines Zwischenraumes um greift, und dass der zwischen beiden Bele gungen angeordnete Isolierkörper auch auf dem gekrümmten Teil der Belegung dicht aufliegt und kürzer ist als dieser. 12.

   Transformator nach Patentanspruch, da ,durch gekennzeichnet, dass, sowohl,die in nere, als auch die äussere Belegung mit ihren Enden die ihnen zunächst liegende Spule umgreift, und dass der zwischen beiden Belegungen angeordnete Isolier- körper mit seinen verdickten Enden die Raumzwickel zwischen den Belegungen mindestens zum Teil ausfüllt. 13. Transformator nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Ränder der Belegungen durch Körper mit runder Oberfläche gebildet sind. 14.

   Transformator nach Patentanspruch, da .durch gekennzeichnet"dass- die Oberspan nungswicklung in einzelne zylindrische, miteinander elektrisch verbundene Wick lungslagen aufgeteilt ist und jedem Wicklungsteil eine besondere Belegung zugeordnet ist. 15. Transformator nach Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass auch zwi- sehen den einzelnen Lagen der Oberspan nungswicklung Isolierzylinder angeord net sind, die leitend mit Punkten der Wicklungslagen. verbundene Belegungen haben. 16.

   Transformator nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Oberspan nungswicklung in einzelne Wicklungs lagen aufgeteilt ist, die aneinander und an den Stirnenden an Isolierringen di- elektrisch dicht anliegen. 17. Transformator nach Unteranspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolier- ringe mit schirmartig verlaufenden und mit den Wicklungsenden verbundenen, leitenden Belegungen versehen sind, deren Ränder über die Isolierringe hinaus ragen. 18.

   Transformator nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Röhrenwicklungen in einzelne Spulen aufgeteilt ist, die mittelst Di stanzstücken auf dem Isolierzylinder auf gebracht sind. 19. Transformator nach Unteranspruch 1$, dadurch gekennzeichnet, dass die. Distanz stücke Kanäle für den Durchtritt der Luft zwischen dem Zylinder und den Spulen freilassen. 20.

   Transformator nach Unteranspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die einzel nen Belegungen mit ihren Enden die Spulenstirn unter Belassung von Zwi schenräumen umschliessen, und dass der Raum zwischen den Rändern benachbar ter Belegungen durch festes Isoliermate rial ausgefüllt ist.