Hoehspannüngsinduktionsgerät mit in einem Kasten untergebrachten Wicklungen. Bei Grosstransformatoren oder Drossel ,spulen für Hochspannung, die im zusammen gebauten Zustand auf der Bahn transport fähig sein sollen, ist ,die Breite des Transfor- matorkastens festgelegt durch die Breite des Eisenbahnlademasses. In dem Kasten lässt sich ein Transformator bei einer gegebenen Hochspannunig mit einer um so grösseren Leistung unterbringen,
je kleiner der Ab stand zwischen der bei bestimmten Bauarten aussenliegenden Hochspannungswicklung und der Kastenwand gehalten werden kann. Um diesen. Abstand zu verkürzen, wurden schon zwischen Kastenwand und Hochspannungs wicklung feste Isolationstrennwände einge baut, die die freie Ölstrecke unterteilen.
Bei kleineren Transformatoren ist es be kannt, den Abstand zwischen Kastenwand und Wicklung dadurch zu verringern, dass über die Wicklung ein Isolierzylinder aus festem Isolierstoff geschoben wird, in den teleskopartig Steuerbeläge aus Folie ein- gebettet sind.
Da dieser Isolierkörper im Durchmesser grösser als .der Aussendurch messer der Hochspannungswicklung sein muss und ausserdem der Aussendurchmesser der Wicklung bei Grosstransformatoren in der Grössenordnung bis zu 2 m liegt, ist die ,elektrisch einwandfreie Herstellung solch grosser Isolierkörper, die bei hoher Spannung eine grosse Wandstärke erhalten müssten, auf wirtschaftliche Weise nahezu unmöglich. Hinzu kommt noch, dass die heute benutzten Hochspannungen so hoch sind,
dass die aus Folien bestehenden gondensatorbeläge an den Rändern zu glimmen anfangen können, was mit der Zeit zur Zerstörung des festen Isolierstoffes an diesen iStelIen führen würde.
Erfindungsgemäss können die obigen Mängel .dadurch beseitigt werden, dass die Isolationsschichten aus Weichpapier bestehen und die Steuerringe durch umgewickelte Papierbahnen eingehüllt smd. Die grösste elektrische Beanspruchung, die ja unmittel- bar an den Rändern der Steuerringe auftritt, wird hierdurch bei Wicklungen, die in 01 angeordnet sind,
aus dem Öl in das diese Ränder einhüllende Papier hineinverlegt und so der Öldurchschlag an diesen Stellen unter bunden. Das in der Hochspannungstechnih heute zu Isolationszwecken verwendete Pa pier hält nämlich im ölgetränkten Zustand eine vielfach grössere elektrische Beanspru chung aus als da.s Öl, so dass die nötige Iso- lationsfestigkeit wieder erreicht wird.
Unter Weichpapier versteht man dabei saugfähiiges Papier im Gegensatz zu Hartpapier,-.das mit Kunstharz oder dergleichen imprägniert und ausgebacken isst.
Ausgehend -von der Erkenntnis, dass bei einem Transformator in dem mittleren Raum zwischen Wicklung und Kastenwand das elektrische. Feld ziemlich homogen sein wird, wird es vorteilhaft ,sein, in dem mittleren Teil des Isolationsmantels, keine Steuerringe anordnen und die Steuerung des elektrischen Feldes nur an den obern und untern Enden der Wicklung durch eingelegte, in ihrer Breite zweckmässig gewählte Ringe vorzu nehmen. Die Ringe werden. hierbei vorteil- hafterweise aus abgerundetem Metall, z. B.
Band, hergestellt und mit Papier fest ein bandagiert, so da-ss sich ein dicker Isolations auftrag ergibt, der die höchste elektrische Beanspruchung aufnimmt.
Die Ringe werden zweckmässig spiegel bildlich zu den Rändern der Oberspannungs- wicklung angeordnet, so dass die Hochspan nung in gleicher Weise wie bei der Wicklung von der Stelle höchsten Potentials bis zur Kastenwand stufenweise abgebaut wird.
Ausserdem ist es zweckmässig, zwischen den Steuerringen wie bei der Wicklung Winkel ringe aus Weichpapier vorzusehen, die durch Umbiegender Weichpapierschiehten gebildet werden. Elektrische Feldstärkenmessungen bei einem Modellversuch haben ergeben, dass durch die gesteuerten Ringe tatsächlich die Äquipotentiallinien:
an den Stellen höchster Beanspruchung auseinander@ezogen werden und sie angenähert in Richtung der Weich- papierschichten verlaufen, trodurch sich die senkrecht hierzu verlaufende Spannungs- beanspruchung immer auf bestimmte da zwischenliegende Papiensehichten verteilt.
Ausserdem konnte hierdurch bestätigt wer den:, dass das Herauslassen der Steuerbeläge im mittleren Teil des Isolationskörpers ohne weiteres zulässig ist, da auch hier die Linien verschiedenen Potentials im wesentlichen in Richtung der Papierschichten verlaufen und sie sogar in ziemlich gleichen Abständen zu einander liegen.
Um zu besonders schmalen Steuerringen zu kommen, kann auf ihre eigene kapazitive Steuerung verzichtet werden. Die.Ringe sind dann mit den Enden der entsprechenden Wicklungslagen elektrisch zu verbinden.
Man kann gegebenenfalls das Felidbild in gewissen Grenzen verändern und gefähr dete Stellen entlasten, indem man die Steuer ringe nicht mit den spiegelbildlich gegen überliegenden Enden der Lagenwicklung verbindet, sondern je nachdem den Anschluss in einer höheren oder niedrigeren Lage vor nimmt. Die Anzahl der Ringe wird vorteil haft nur auf einen: Bruchteil, z.
B. die Hälfte, der Anzahl der Lagen der Wicklungbe- schränkt, da hierdurch der Aufbau des Iso lationsmantels erleichtert wird und die bau liche Ausbildung sich einfacher gestaltet. Der Zusammenbau mit Kern und Wicklum, wird bei Transformatoren zweckmässiger weise so vorgenommen, dass zuerst die Wick lung auf die Schenkel gesetzt und dann der Isolationsmantel über die Wicklung gescho ben wird ;
jetzt müsste oben sowie unten die Verbindung der einzelnen La.genenden mit den entsprechenden Steuerringen erfolgen. Oben ist diese Verbindung, da das obere Joch zum Aufbau der Wicklung ja abgehoben ist, ohne weiteres möglich, unten ist die Ver bindungsstelle jedoch kaum zugänglich, so dass am besten die Steuerung der untern Ringe von dem obern Ringen durch eine lei tende Verbindung, die zwischen die Weich papierschichten eingelegt ist, erfolgt.. Die untere Verbindungsstelle mit der Wicklung fällt dabei weg.
Die Herstellung,; der Trans port und der Zusammenbau . des Isolier- mantels mit der Wicklung kann dadurch er leichtert werden, dass die Isolierschichten; auf einen Tragzylinder aus festem Isolierstoff, z. B.
Hartpapier, aufgewickelt werden, und bei dieser Ausführungsform die Tragzylin-, der und die Steuerringe durch Klötze aus festem Isolierstoff, die zwischen den Flan schen des Winkelringes des Isoliermantels liegen, nach aussen und im zusammengebau ten Zustand gegen das Joch des Transforma- torkernes abgestützt werden.
Da bei Grosstransformatoren, die spezi fische Ausnützung des Wickelraumes sehr hoch ist, wird häufig zur hinreichenden Ab führung der Verlustwärme durch das 01 -dieses mittels einer Pumpe durch -die Kühl kanäle der Wicklung gepresst. Das 01 wird der Wicklung gewöhnlich vom untern Joch des Kernes -aus über eine Ringleitung und einen daran anschliessenden Druckraum, der vor den untern Wickelringen der Wicklung angebracht ist, zugeführt.
Ein besonderer Druckraum kann dadurch vermieden: werden, dass der Raum zwischen den untern Winkel ringen der Wicklung , und :den: die Steuer ringe enthaltenden Teil des Isoliermantels hierzu benutzt wird. In radialer Richtung schliesst bei einzelnen Ausführungsformen der Isoliermantel die Wicklung gegen den freien Ölraum des Transformatorkessels ab und in axialer Richtung wird dabei der Iso- liermantel und die Wicklung auf einen ge meinsamen <RTI
ID="0003.0029"> Abstützring aufgesetzt, so dass auch hier kein 01 hindurchtreten kann. Zwi schen den einzelnen Weiehpapierlagen des Isoliermantels werden vorteilhafterweiee Öl- kanäle vorgesehen, um die Trocknung des Isoliermantels zu erleichtern. Da diese Ka näle aber wesentlich kleiner sind als die jenigen der Wicklung, ist der Strömungs widerstand so gross, dass nur ein Bruchteil des Kühlöls .seinen Weg durch diese Kanäle nimmt.
Wenn bei einem Transformator die Wicklung und der Isoliermantel Winkelringe besitzen, werden. diese vorteilhafterweise so. angeordnet, dass sie seich in axialer Richtung überlappen, so dass auch die freie Ölstrecke zwischen Hochspannung und Joch durch feste Isolationsbarrieren unterteilt ist.
Bei Grosstransformatoren, die im betriebe- fertigen Zustand bahntransportfähig, sein sollen, werden -die Hochspannungs:
durch- führungen gewöhnlich an den Schmalseiten in horizontaler Lage angebracht und, bei be- etimmten Transformatoren mit Lagenwick- lung im Kasten in geraden Linien mit dem etwa in Wicklungsmitte aussenliegenden Hochspannungspol der Oberspanuungswiek- lung verbunden.
Bei diesen Ausführung formen ist es zweckmässig, die Isolations- schichten an diesen Stellen ringförmig aUf- zuschneiden, so ,dass eine gerade Verbin dung zwischen Hochspannungswicklung und Durchführung möglich ist.
Um bei diesen Beispielen. die Isolationswirkung der in radialer Richtung hintereinanderliegenden Papiereinlagen des Isoliermantels an dieser Stelle nicht zu verschlechtern, werden die verschiedenen Papierschichten vorteilhafter weise winkelförmig umgebogen, so dass sich rohrförmige Ansätze ergeben. Diese werden dann mit den Isolationsrohren der Hoch- apannungsdurchführung verlappt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand eines Transformators mit La- genwickluub. nachfolgend beschrieben.
In der Zeichnung ist ein Teilechnitt durch das untere Ende der Hochspannungswicklung eines Grosstransformators dargestellt. Die Hochspannungswicklung 1'0 besteht aus sechs Lagen 1 bis , die-in bekannter Weise -durch Weichpapierzylinder 7 und Ölkanäle 8 von einander isoliert ist.
Die Weichpapierzylin- der sind an den Lagenenden in bekannter Weise zu Winkelringen 9 umgebogen, so dass zwischen den;
einzelnen Lagen grösse Kriech wege entstehen und das 01 gut .an die Wick lung oberflächen der einzelnen Lagen ge führt wird. Über der Wicklung 10- ist der Isoliermantel 11 angeordnet, .der die Isola tion zwischen der Wicklung und der dicht daran liegenden Kastenwand 12 @dangestellt. An dem untern und obern Ende (nicht ge zeichnet) :
des Isoliermantels liegen spiegel bildlich zu den Lagenenden der Wicklung die .Steuerringe 131, 14 und 15, die mit einer dicken Papierbandage 16 versehen sind. In ähnlicher Weise wie bei der Wicklung sind auch an den Steuerringen die Wei#chpapier- s 'hichten <B>17</B> zu Winkelringen<B>18</B> umgebogen.
<B><I>e,</I></B> z# <I>n</I> Nach der Mitte zu besteht der Isoliermantel nur aus Weichpapierla!g,en 17 und Presspan- la.gen 19, die an mehreren Stellen durch Öl kanäle 20 unterteilt sind. Diese Ölkanäle er leichtern bei der Trocknung und beim Evakuieren des Transformators das Heraus treten der Luft und der Feuchtigkeit aus dem Papier.
Der ganze Isoliermantel erhält eine bestimmte Steifigkeit dadurch, dass die Papierlagen auf :einen Tragzylinder 2'1 a.uf- gewickelt werden, der im zusammengebauten Zustand durch Distanzklötze 22, die zwischen den Winkelringen 18 eingeschoben sind, in seiner Lage gehalten wird.
Der Ölraum der Wicklung wird in ra- dialer Richtung aussen durch den umgebo genen Papierzylinder \?''3 und nach innen durch den Papierzylinder 24 abgeschlossen. In axialer Richtung wird ein Abschluss durch Isolierscheiben 25 erreicht. Das Öl wird von der Verteilerleitung 26, aus, dem Druckraum 29 zwischen Isoliermantel und Wicklung zugeführt. Die Bewegungsrich tung des Öls ist :durch eingezeichnete Pfeile kenntlich gemacht.
Die Verbindungen zwi- sehen den Steuerringen und der Wicklung sind gestrichelt durch die Linien 27 ange deutet. Die Verbindungsleitungen liegen na türlich nicht in der gleichen Axia,lebene, sondern sind gegeneinander versetzt, so dass an diesen Stellen keine Überschläge auftreten können. Gegebenenfalls werden zwischen ihnen noch Papierschichten eingelegt, so dass die Isolationsstrecken unterteilt sind.
Der untere Druckraum 29, in den das Öl eintritt, kann durch Verlängerung der Isolierflansche 9 und 18 der Wicklung, wie gestriehelt ange deutet ist, noch unterteilt werden, so dass der freie Weg von der Lage 6, die die höchste Spannung hat, zur Erde bezw. Joch<B>28</B> durch Barrieren unterbrochen ist.
Bei den in Frage stehenden Transforma toren höchster Leistung und Spannung wird meistens ein Drehstromtransformator aus drei getrennten Einphasentransformatoren aufgebaut. Ist die Hochvoltwicklung so auf gebracht, dass die entsprechenden Steuerringe auf beiden Schenkeln im wesentlichen das glei:ehe Potential erhalten würden, dann können sie so zusammengefasst werden, dass sie entweder gar nicht oder nur vereinzelt durch das Fenster des Transformators <B>ge-</B> führt werden und im wesentlichen: die Form einer in :der Mitte nicht geschlossenen Acht aufweisen.
Zur Entlastung der Steuerringe von Ausgleichsströmen werden diese Doppel ringe, selbstverständlich auch jeder Einzel ring, geschlitzt ausgeführt. Die eben er wähnte besondere Ausbildung der Steuer ringe kommt selbstverständlich auch für jeden andern Hoc.hspannungisapparat in Frage, dessen Isolationsaufbau in ähnlicher 'Weise steuerbar ist, z. B. bei Einphasen drosselspulen.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 besteht die Hochspannungswicklung aus ein zelnen Lagenspulen. Selbstverständlich lässt sich aber der erfindungsgemässe Isolations aufbau auch bei andern Wicklungen, z. B. verstürzten Wicklungen., Scheibenwicklun gen usw., anwenden. Das Ausführungsbei spiel nach Fig. 2 zeigt z. B. eine Ilochspan- nungswicklung 31, bestehend aus einzelnen Scheibenspulen 3'2'.