CH222038A - Mit Isolierflüssigkeit gekühlte Wicklung für Transformatoren und Drosselspulen. - Google Patents

Description

  Mit     Isolierflüssigkeit    gekühlte Wicklung für Transformatoren und Drosselspulen.    Die Erfindung bezieht sich auf     eine    mit       Isolierflüssigkeit        gekühlte        Scheibenspulen-          wicklung    für     Transformatoren    und     Drossel-          spulen.    Als.     Isolierflüssigkeit    können natür  liche     Mineralöle    oder synthetische     Öle    ver  wendet werden,     insbesondere    nicht brennbare  Öle, z.

   B.     chloriertes        Diphenyl,        chloriertes          Diphenyloxyd,        Benzoltrifluorid        oder        andere          ringförmige    und kettenförmige,     halogeniemte          Kohlenwassers@to:

  fföle,    die für sich allein oder  in Mischung untereinander     durch    die Wick  lung zu Kühlzwecken     hindurchgeführt        wer-          4en.    Die Wicklung ist     durch    feste Isolier  stoffe allseitig     verschalt.    Zum Zwecke der       Kühlung    der Wicklung ist durch die Ver  schalung eine     Isolierflüssigkeit        hindurch-          gel#eitet.    An den     Wicklungsstirnen    ist die  Verschalung so, ausgebildet,

       dassdort        feste     und     flüssige        Isolierschichten        miteinander    ab  wechseln. Die     Verschalungen    liegen ausser  dem     .auf    -den     Mantelflächen    der Wicklung  unmittelbar auf.

      Aufgabe der Erfindung ist     es    nun,     bei          derartig        allseitig        verschalten    Wicklungen,  ,de Kühlverhältnisse zu     verbessern,    die       Kriechwege    und die     Spannungssicherheit    zu  erhöhen,

   und trotzdem     eine        Verringerung    der       gesamten.        Wickellänge    und der     @chenkel-          länge    des Eisenkernes gegenüber den mit be  kannten     Isolationsanordnungen    versehenen  Wicklungen zu erzielen. Die Spannungs  sicherheit     isst    nicht nur für die     betriebs-          frequente    Wechselspannung,     sondern    auch  für     Wanderwellen    und     Stässspannungen    zu  erhöhen.  



  Gemäss der Erfindung wird diese Auf  gabe     dadurch    gelöst,     d@a.ss    die     Is.o'ltierversGha.-          lung    auf den     innern        und        äussern    Mantel  flächen der mit Abstand     zwischen;    den ein  zelnen Scheibenspulen     ausgeführten    Wick  lung fest aufliegt, und dass die Scheiben  spulen;

       axiale,    in bezug auf     benachbarte     Spulen     gegeneinander    versetzte     Durchtrit-ts-          kanä        ie    für die     Isolierflüssigkeit    haben.      An Hand der     Fig.    1. und 2 wird ein     @us-          führungsbeispiel    der     erfindunbsgeinässen          Wieklung    beschrieben.  



       Fig.    1. zeigt. eine     röhrenförmige,    aus       Scheibenspulen    bestehende     Hochvolt.wi.ck-          lung    1, die -die radialen     Iiülilkanäle    2 hat.

    Die     @ZTiclilung    ist     a.llseitib    durch.     feste    Iso  lierstoffe     vers.eha    t, die,     wie        Fig.    1 zeigt,     auf     den     'Nlantelfläehen        al=s        Isolierstoffbänder    oder       Isolierstoffbahnen    3 und 4     unmittelbar    auf  liegen.

       )Vene    diese Isolierschichten 3 und 4  auf ihrer     Aussenseite    geben das     Isolieröl    ab  gedichtet     sind,    sei es durch     Metallgehäuse     oder sei es durch     ölfeste        Überzüge,    z.

       B.          Lackanstriche,        Zellnlosefilme    usw., kann der  Eisenkern 5 in der freien Aussenluft     lieben     und von dieser     gekühlt    werden, so     da.ss    nur  die     Hoehspannungswielilunb    und gegebenen  falls auch -die     Niedervoltwicklung    von     Ö1          ,durch@.s.trömt    sind. In     diesem    Falle kann der  Kessel fortfallen.

   Die     Olzufuhr    erfolgt Tiber       Rohrleitungen    6, die an den     Grundrahmen     oder an eine Kammer 7 des Grundrahmens       angeschlossen    ist. Der     Grundrahmen    über  nimmt die Verteilung der     Isolierflüssigkeit     auf die einzelnen Wicklungen und auf die  einzelnen Teile der Wicklungen.

   Der     CTrund-          rahmen    besteht     aus.        zusammengeschweissten     Blechen,     Bleeht.rägern    und Trägern mit  <B>U-</B> oder     T-Profil.    Auf den durch die Pfeile  8 und 9 angedeuteten     Sti-ömu:

  ngswegen    ge  langt das     (11.        durch    eine. oder     inebrere        öff-          nungen    der     Grundplatte    10 in die Stirn  isolation der Wicklung,     und    zwar ebenfalls  durch eine oder mehrere (     lffnungen    11 der  aussenliegenden     hsolierschicht    1'2.

   Ein     seit-          liches        Ausweichen    des     ()lstromes    ist- durch  die     Isolierrinde    45, die die     )Vicklung    gegen  die Grundplatte 10 abstützen, vermieden.

    Zwischen der     ersten        Isolierschicht    12     und        dei     zweiten Isolierschicht 13 wird das     Ö1    in der       Umfangsrichtung    der     Wicklungsstirne        Ige-          führt    und     gelangt        durch    eine weitere, um  etwa 120 oder 180 oder     360     gegen die erste  Öffnung 11 versetzte     Offnung    14     (vergl.          Fig.    2)

   in den     Ka.nall    zwischen der     Isolier-          schiebt    13 und der Isolierschicht 15. Diese  wird durch eine     gegen    die     Offnung    14 aber-         nials        versetzte        L">ffnung    16 durchbrochen,

   die  in den     @trahlungssc'hutzring    17     mündet.          Sämtliche        andern    Wege innerhalb der     Stirn-          isolation    werden durch die Distanzklötze 18  abgesperrt     (vern-l.        Fig.    2).

   Zur Abstützung  der     Wicklung        lind    der     Iso@lierse.hichten        ge-          geneinander    sind weitere     Distanzstücke    19       mid    20     voibesehen.    Diese sind     jedoch    durch  brochen,     bezw.    -durchsetzen nicht den ganzen       freien        Abstand        zwiseben    den     einzelnen        Iso-          lierschichten,    so dass an ihnen das 01 in der       Umfan-s,

  rich@tüiig        vo.rbeiströmen    kann. Da       die        Krieeliwege    zwischen     '\Viekl'ungs & tirne     und leitenden, geerdeten Trägerteilen     bezw.          Eisenkernjoehen    in die Umfangsrichtung der       Wicklunhsstirne    verlegt sind, lassen sich  diese     leicht        wesentlich    verlängern.

   Man er  zielt also die Verlängerung der Kriechwege       nicht        ,durch    Vergrösserung des     Jochabstandes,     wie bei bekannten Anordnungen, sondern  lediglich durch die verfügbaren Isolier  streckenlängs des Wicklung     umfanges.    Die       Stirnisolation    ist also gegenüber     den    bekann  ten     Isolationsanordnungen        raumsparend    und       trägt    zu einer     Verkürzung    der     'Eisenkern-          schenkellänge    bei.  



  Dir     Strahlungssehutzring    17 dient zur  Verteilung des     01s    auf dem ganzen Umfang       der        Wickhing.    Das Öl tritt entweder     durch     einen um den ganzen Umfang     herumlatüen-          den    Schlitz 21 des Strahlungsringes 17 oder  durch     einzelne        C)ffnungen    des     Strahlungs-          schutzringes    in den axialen     Kanal.    22 der       Scheibenspule    23 in die Wicklung ein.

   Von  hier     verteilt    sich der     Olstrom    auf zwei oder  mehrere axiale Kanäle 24     und    25 der folgen  den     Selieilx@nspule    26.     Vorteilhafterweise     sind.

   die     Eingangswindungen    wegen     Stoss-          spaunungen        verstärkt        isoliert    und der     Ab-          .stand    zwischen den zwei aussenliegenden       Speilen    daher kleiner als zwischen den an  dere     Spulen.    Wie     Fig.    1 zeigt,

   bestreichen  die     @1lströme    2 7     und    28 bereits wesentliche  Teile der     Seheibenspul@enoberflächen.    Die     01-          ströme    vereinigen     siele    nun und treten durch  den Kanal 29 der Scheibenspule 30 hindurch.  Die     Querschnitte    der axialen Kanäle 24 und  25 werden dabei     derart    gewählt, dass auch      durch     denn    Kanal 25 eine nennenswerte Öl  menge     hindurchtritt.        Vorteilhaft    wird der  Kanal 24 enger :gemacht als der Kanal 25.

    In den     darauffo:lgenden    Scheibenspulen 31  sind     die    :axialen     Kanäle    in     benachbarten     Spulen     gegeneinander    versetzt, so dass sich  die durch den Pfeil 32 - angedeutete<B>Öl-</B>  strömung ergibt.

   Da durch diese Führung  des Öls eine wirksame Kühlung der     einander          gegenüberliegenden    Stirnflächen der     Schei-          benspulen    entsteht, können die     Abstände        33     der einzelnen Scheibenspulen gegeneinander  bekannten     Wi:cklungs,aufbauten    gegenüber  wesentlich     verringert    werden. Man erhält in  folgedessen eine geringere     gesamte    Wickel  länge. Das spricht sich wieder in einer erheb  lieben Verkürzung der Länge des Eisenkern  schenkels 5 aus.

   Das gesamte Transsformator  gewicht und :die äussern     Abmessungen        fallen:     natürlich     ebenfaals,    geringer aus,     so@        da.ss    man  bei     gleichem    Gewicht und bei gleichem       Raumbedarf    eine: grössere     Leistung    unter  bringen kann. Die Profilgängigkeit auf der  Eisenbahn wird, ebenfalls     verbessert.     



  Die konstruktive     Durchbildung    der     Schei-          bens@pulen    mit axialen     Strämungokanälen    ist  äusserst einfach. Man erhält sie, wenn man  die     Spulen    nach Art der bekannten Gitter  spulen     herstel'l't,    indem man zur Erzeugung  der axialen     .Spulenkanüle    an der gewünsch  ten Stelle, nämlich nach einer bestimmten  Zahl von     Spulenwindungen    beim Wickel  vorgang einen     Isolierstoffstreifen    mit ein  wickelt, der mit Distanzklötzen beklebt ist,       die        entsprechend    dem gewünschten lichten  Kanalmass bemessen sind.

    



  Nach     Verlassen        cler    Wicklung wird das       0l    in dem     Strahlungssschutzring    34 gesam  melt und tritt durch die Öffnung 35 in die       zweite        Stirnisolation    ein. Hier wird das Öl  in ähnlicher Weise auf dem Umfang der       Wicklungsstirne    geführt, wie für die erste       Wicldunb        Stirne        geschildert    wurde.

   Das Öl,  das durch die Öffnung 36 die     Stirnisolation          verlä:sst,    kann zwischen     .demDruckring    37 und  den Distanzstücken 38 hindurch frei in den       Kesselströmen,    Aus diesem wird es wieder         herausgepumpt    und mit einer     Umwälzpumpe          gegebenenfallA,    nach Rückkühlung in     :einer     Rückkühlanlage über die Rohrleitung 6, die  die     Kesselwand   <B>39</B> durchdringt, der Wick  lung erneut zugeführt.  



  In     ähnlicher    Weise kann auch die     Ö#1-          fülluug    bei der     Niedervdltwicklung    vor  genommen werden. Wenn als     Niedervolt-          wicklung    eine aus einzelnen Wicklungs  röhren     bestehende        Lagenwicklung        verwendet     wird, ergeben sieh     selbstverständlich    nur       axiale    Kühlkanäle     innerhalb        der    Wicklung.

    Die Anordnung kann dabei     etwa        in    der aus       Fig.    1     ersichtlichen    Weise getroffen werden.  Die     Niedervoltwicklung,        die    an sich     natür-          lich    auch     Hochspannung    führen kann,     be-          ssiteht    aus den drei Wicklungsröhren 40. Die       Kühlkanäle    41 werden auch hier an die  hohlen     Strahlungsschutzringe    42 angeschlos  sen.

   Die     Ölzufuhr    erfolgt über     die        Grund-          ra,hmenkaTnmer    7 auf dem durch den Pfeil 9  angedeuteten Weg. Bei 49     verilässt        das    Öl  wieder die Wicklung und die     Stirnisolation,     um bei     ölgekühltem        Eisenkern,        unmittelbar     in :den     Tramfo:rmatorkessel    39 :einzumünden.  



  Ist der     Eisenkern    5 luftgekühlt,     und    sind  die     Is.rndiergehäuss,e,der    Wicklungen gegen das,  Öl     abgedichtet,    werden     @selbstverständlich     etwa bei 49 an die Öffnungen 36 der Wick  lung 1     iÖ1#1eitungen        angeschlossen.     



  Wie     Fig.    1 ausserdem erkennen     lässt,    liegt  eine Lage der     Niedervoltwicklung    40 unmit  telbar auf den festen     IsoUerstoff'en    der beiden  Wicklungen auf.     Diese    Anordnung ist in       stosssp:annungstechnis:cher    Hinsicht     günstig.          Ausser    saugfähigen     Isolierstoffen,    z.     B.        #.'a-          p:ier    oder     Presss:

  pan,    können für die festen  Isolierschichten der Wicklung auch     PTess-          papier-,        Hartpapier-        oder        Kunsthmzzylinder     und     -Kap.penringe    oder     kunstharzgetränkte          Isolierstoffe    verwendet werden. Die Isolier  schichten der     Wicklungsstirnen        bestehen:    aus  den     :gleichen        Isolierstoffen    wie die auf der  Wicklungsoberfläche aufliegenden Isolier  schichten.

   Sie können ganz oder     teilweisse    mit  diesen     Isolierschichten    aus einem Stück<B>be-</B>  stellen. Am     besten    setzt man in die Isolier  schichten der     Wicklungsoberfläche    an ihren           ganten    abgeschrägte ad-er zugespitzte     U-för-          mige        gappenringe    als. Stirnisolation ein.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Mit festen Isolierstoffen allseitig ver- schalte Seheibenspu#lenwieklung für Trans formatoren und Drosselspulen, bei der zui Kühlung der Wicklung durch die Verscha lung eine Isolierflüssigkeit hindurchgeleitet wird, und bei der -die Verschalung an den Wicklungsstirnen so ausgebildet ist, dah dort feste und flüssige Isolierschichten mit einander abwechseln, ,dadurch gekennzeich net,

   d.a.ss die Isolierverschalung auf den innern und äussern Mantelflächen der mit Abstand zwischen den einzelnen Scheiben spulen ausgeführten Wicklung fest aufliegt, und da.ss die Scheibenspulen axiale, in bezug auf benachbarte Spulen gegeneinander ver- setzte Durchtrittska.näle für die Isolier flüssigkeit haben. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1.

   Wicklung nach Pa.tentan.sprueh, da durch gekennzeichnet dass die Isolierflüssig- keit in den beiden in geschichtete, feste und flüssige Isolierstoffe aufgeteilten Stirn isolationen parallel zum Wicklungsumfang strömt. 2. Wicklung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass der Isolierflüssig- keitsstrom zwischen den zwei aussenliegenden Spulen in zwei radiale Teilströme aufgeteilt ist.

   3. Wickllung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Eingangs spulen verstärkt isoliert sind und zwischen den zwei aussenliegenden Spulen ein kleinerer Abstand besteht, als zwischen den andern Spulen, ferner dass der Isolierflüssigkeits strom zwischen den zwei aussenliegenden Spulen in zwei radiale Teilströme aufgeteilt ist. 4.

   Wicklung nach Unteranspruch 1, da- ,durch gekennzeichnet, dass -die ineinander be- nachbarten festen der Wick lungsstirn angeordneten Öffnungen min destens um eine einem Viertel des Wick- lungsumfangE@s entsprechende Strecke auf dem Umfang der Stirnisolation gegeneinan der versetzt sind. 5.

   Wicklung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass jede Isolierschicht ,der Stirnisolation zwei um 180 in der Um fangsrichtung gegeneinander versetzte Off nungen für den Flussigkeitftrom hat.