CH243698A - Isolation der Eingangsspulen von Transformatoren und Verfahren zu deren Herstellung. - Google Patents

Description

  Isolation der Eingangsspulen von Transformatoren und Verfahren zu deren Herstellung.    Die neueste     Entwicklung    des     Transfor-          matorenbaues    strebt nach einer Isolation der       Winklungen    gegen das Eisen und gegenein  ander durch einen festen Isolierstoff, vor  zugsweise     ölimprägniertes    Papier von     hervor-          ra.gender        elektrischer        Festigkeit.    Dabei will  man aber die bereits allgemein angewandte  Isolation der Wicklungsenden durch ringför  mige, im Querschnitt     z,.    B.

       winked-    und     U-för-          mige    Schirme beibehalten, da diese Form der  Isolation sich für die am schwierigsten zu  isolierenden     Wicklunboenden    am besten be  währt hat und deren zweckmässiger     Aufbau     am     meisten    zur Verminderung. der Abmes  sungen beiträgt.  



  Ein bekanntes     derartiges        Isolationssystem     ist dadurch gekennzeichnet, dass die, eine Art  Flanschen bildenden     Schirmringe        durch    axiale  Schnitte an den     Enden        dea    aus einer Papier  bahn     gewickelten    Zylinders     und        Herausbie-          gen    der so entstehenden Sektoren gebildet       werden.    Der Nachteil dieses Verfahrens be  steht darin., dass bei Reparaturen     unter    Um-    ständen die gesamte Isolation neu angefertigt  werden muss,

   da ein     Herausnehmen    von Spu  len nicht möglich ist, ohne die Isolation zu  zerschneiden. Aber da die Isolation zwischen  ('en     '#ÄTicklunöen    fast völlig mit     ölimprägnier-          tem    Papier grosser     elektrischer        Festigkeit    ge  füllt ist,     kann    .der Wicklungsabstand klein  gehalten werden, worin ein Vorzug dieses       Systems    liegt.  



  Aus diesem Grunde hat man auch bereits       Winkelringe    auf die Enden der     Isolierzylin-          der        satt    aufgeschoben. Dabei war es notwen  dig, die     gesamten    Eingangsspulen in     gewis-          sem    Abstand von den     Isolierzylindern    und  von den auf sie aufgeschobenen Winkelrin  gen, von denen bei     Höchstspannungen    meh  rere mit     Ölzwischenraum        hintereinander    an  gebracht werden, anzuordnen,

   um sie allseitig  mit Öl zu     umspülen.    Diese Anordnung be  nötigt     naturgemäss    viel Raum:  Nach der Erfindung werden die Nachteile  der beiden genannten Isolierungen behoben,  ohne auf die Vorteile der erstgenannten zu      verzichten.

   Die von     wenigstens    einem     Isolier-          zylinder    getragene     erfindungsgemässe    Isola  tion ist gekennzeichnet durch eine Anzahl n  aus isolierendem     Bond        bestehender,    ringför  miger Schirme, von denen jeder, als     k-ter     Schirm bezeichnet, von den vom Wicklungs  ende an zu zählenden Eingangsspulen     -die        k     ersten Spulen mindestens auf der dem Trag  zylinder und der (k     -f-        1)-ten    Spule zuge  kehrten Seite umhüllt.

   Man     erkennt    un  schwer, dass der     Raum        zwischen    den Wick  lungen fast völlig mit festem Isolierstoff     ge-          füllt        werden        kann        und-        dass        sich        die     durch     Ausmontage    der n äussersten       Spulen    herausnehmen lassen.  



  Gemäss dem ebenfalls Gegenstand der Er  findung bildenden Verfahren wird die er  wähnte Isolation hergestellt, indem zunächst  die     äusserste        Eingangsspule    allein, dann die  zweite zusammen mit. der ersten, darauf die  dritte zusammen mit den beiden vorher  gehenden und weiterhin je eine Spule mehr  bis zur Erschöpfung der n Eingangsspulen       umbandelt    wird, so dass eine nach dem Wick  lungsende zu sich     verstärkende,    gestaffelte  Isolation entsteht, und dass dann die     Isolier-          hüllen    von wenigstens (n- 1)

   Eingangs  spulen längs ihrem Umfang in einer zur     Spu-          lenachse    senkrechten Ebene aufgeschnitten  und zu einem     Schirm    aufgebogen werden.  Es müssen so viele Spulen von der Umwick  lung     erfasst    werden, als Schirmringe     ge-          V"ünscht    werden, und diese wieder hängen in  ihrer Zahl ab von der Höhe der elektrischen  Spannung, gegen die zu isolieren ist. Es kann  darauf verzichtet werden, sämtliche     Umban-          delungen.    .aufzuschneiden, da es unter Um  ständen zweckmässig ist, wenigstens die erste  geschlossen zu lassen.  



  In .der Zeichnung sind verschiedene Aus  führungsformen der Erfindung dargestellt,  denen allen gemeinsam ist, dass die Schirm  ringe auf der dem Isolierzylinder zugewand  ten     Seite        sa    viele     Isolierlagen    bilden, als  Schirme vorhanden sind, dass sie sich     aiber    in  den Zwischenraum zwischen je zwei benach  barten Eingangsspulen hinein einzeln als       ZVinkelflan,chen        fortsetzen.        In    allen Figuren    sind nur die obersten     sieben    Spulen des Wick  lungseinganges einer     Transformatorsäule    ver  anschaulicht.  



  Von diesen geben das obere Joch hin lie  genden Spulen 1-7 sind die vier obersten  1-4 als Eingangsspulen mit verstärkter Iso  lation versehen, die mit einer ihrer     zylindri-          sehen    Flächen satt am     Haupt-Isolierzylinder     8 anliegt. Dieser umschliesst den. Eisenkern 17.  Die Eingangsspulen 1-4 weisen verschie  dene, entsprechend dem Durchmesser ihrer       Einzelisolierhüllen        abgestufte    Innendurch  messer     auf.    Der     Gesamtunterschied    der     Spu-          lenradien    ist also gleich der radialen Gesamt  dicke aller Schirmringe.  



  Die     Fig.    1 und 2 erläutern die Herstel  lung der     Eingangss:pulenisolation.    Die oberste,  gegen das Joch hin liegende Spule 1 ist     zu-          sam:men    mit dem auf ihr liegenden metal  lischen Schutzring 16 mit, einer     geschlossenen          Isolierbandage    9 bewickelt.

   Wie     Fig.    1 zeigt,  wird dann die so isolierte Spule 1 auf die  Spule 2 gelegt und mit einem mehrteiligen  Holzring 18 als Schablone     bedeckt.    Dieses       ringförmige,    aus zwei Spulen 1     und        3,    der  Isolation 9 und der Ringschablone 18 be  stehende Gebilde wird nun wieder mit Ban  dagen bewickelt, bis seine     Isolierhülle    10 ent  steht.

   Dieser Ring wird nun mit Spule 3 und  einer weiteren mehrteiligen Ringschablone  19 mit der     Isolierbandhülle    11 bedeckt, und  schliesslich     umwiehalt    man die Hülle 11 samt  ihrem Inhalt, vermehrt um die Spule 4 und  den     Schablonenring    20 mit Bandlagen so  lange, bis die     Isolierhülle    1? fertig ist. Auf  diese Weise entsteht die aus     Fig.    1. ersicht  liche Anordnung.  



  Nunmehr werden nacheinander die     Isolier-          hüllen    9-12 an ihrer untern,     demIsolierzylin-          der    8 abgewandten umlaufenden Kante längs  der untern, äussern Kante der ihnen jeweils  zugeordneten Spule     auf-eschnitten,    und zwar  zuerst die Hülle 12. Sie wird, wie aus     Fib.    2  zu ersehen, nach oben und aussen gebogen,  wobei     sich    die einzelnen     Papierbandlagen,     entsprechend dem wachsenden Durchmesser,  gegeneinander verschieben.

   Nunmehr wird  die     Holzringsehablone    20 in     einzelnen    Teilen      seitlich herausgenommen und durch kleinere       Abstützklötze    15 ersetzt. Nacheinander wer  den dann weiterhin die Isolierhüllen 11 und  10 aufgeschnitten und nach aussen     flansch-          förmig    aufgebogen, jeweils unter     Wegnahme     der Ringschablonen 19 und 18 und Ersatz  durch     Abstützklötze    14 und 13. Die Isolier  hülle 9 der obersten Spule 1 kann ebenfalls       aufgeschnitten    oder aber,     wie    in der Zeich  nung dargestellt, geschlossen bleiben.  



  Die Bandlagen der Schirme 10, 11 und 12       glemäss    Fig.2 können dann noch ganz oder  teilweise, auch punktweise untereinander ver  klebt oder     zusammengebacken    werden,     falls     sie     nieht    in sich steif genug     sind.    Hierzu  kann mit Vorteil ein     härtbarer    Kunststoff  verwendet werden. Das. Aufschneiden und  Aufbiegen der     Umbandelungsteile    zu Schir  men kann vor oder nach dem Aufschieben  der vier Eingangsspulen auf den Isolierzylin  der vorgenommen werden. Wie erwünscht,       werden    -auf diese Weise die Eingangsspulen  um so stärker isoliert, je näher sie am Joch  liegen.  



  An Stelle von Papier können für die Um  bandelung der Eingangsspulen auch andere  elektrisch hochwertige,     durchschlagsfeste    Fo  lien verwendet werden, z. B.     Presss        pan,    kunst  stoffgetränkte     Faserstoffbänder    oder Kunst  stoffolien, vorzugsweise solche thermoplasti  scher Art. Auch der Isolierzylinder 8 kann       aus    aufgerolltem Papier oder aus Hartpapier,  aber     auch    aus einem     innern        Hartpapierzylin-          der    und darauf     gewiekeltem    Papier bestehen.

    Um das elektrische Feld gegen den Eisenkern  17 günstig zu gestalten, kann der Zylinder  8 nahe an seiner innern Oberfläche eine lei  tende, mit dem Eisenkern elektrisch verbun  dene Schicht enthalten.  



  In     Fig.    3 ist eine Isolation zweier konzen  trischer Wicklungsenden gegeneinander und  Segen Eisen dargestellt. Das Herstellungs  verfahren ist sinngemäss dasselbe wie im Bei  spiel der     Fig.    1 und     2.,    nur sind es hier gröss  tenteils nicht Winkelringe, sondern     U-för-          mige    Ringe, die als Schirme im Endfeld der       Wickhingen    dienen. Die Zahl der     Schirme       wird praktisch meist grösser sein als in     Fig.    3,  in der der Klarheit wegen nur je drei Schirme  dargestellt sind. Es können z.

   B. in gleicher  Weise wie Schirm Nr. 31 auch von der innern  Wicklung aus solche Winkelschirme aus  gehen, welche die innere und die äussere       Wioklung    zusammen gegen das Joch ab  schirmen.  



  In     Fig.3    bedeuten:  1-7 Spulen der innern Wicklung,  21-27 Spulen der äussern Wicklung,  9-11 Schirme der     innern    Wicklung,  29-31 Schirme der äussern Wicklung,  8, 35, 36 Isolierzylinder,  17     Eisenkern,     28 Joch.  



  Zwischen den     U-förmigen    Schirmen 10  und 11 und dem     zylindrischen    Schirm 3,6 sind  Distanzstücke 32- und 3!3 angebracht. Die       U-Schirme    können durch     Verklebung    der Pa  piere oder auch nur durch     Schnurbandagen     34 in ihrer Form festgehalten werden.  



  Bei dem Beispiel nach     Fig.    4 ist eine aus  zwei     Spulengruppen    1-7<B>...</B> und 2-1-27<B>...</B>  bestehende Hochspannungswicklung gegen  zwei Niederspannung     wicklungen    3,7 und 38  und gegen Eisen 17 zu isolieren. Die eine       Niederspannungswicklung    37 liegt innerhalb,  die andere 38 ausserhalb der Hochspannungs  wicklungen. Die Isolation ist aus den Zylin  dern 8 und 35, den Bandagen 9 und 29 und  den     Winkelringen    10, 11, 12 und 30, 31 auf  gebaut.  



  Aus den     Fig.    2-4 ist erkennbar, dass die       Winkel-    und     U-Schirme    sich bei allfällig  nötig werdender Demontage des Transforma  tors durch     axiale    Verschiebung auf den       Hauptis        olierzylindern    herausnehmen lassen.  Nach der Erfindung ist es möglich und  zweckmässig, die Schirme so zu formen, dass  sie im wesentlichen überall senkrecht zu den  elektrischen Feldlinien     stehen.     



  Auch besteht die Möglichkeit, die     Um-          bandelung    (10) der Eingangsspulen entspre  chend     Fig.    5 im Raume ausserhalb der Spu  len in mehrere dünnere Schirme (39,     40!,    41)  aufzuspalten, die voneinander     distanziert     sind. So werden die gesamten Feldlinien-           längen    von Schirm zu Schirm klein,     wodurch     die     Schirmwirkung    besonders     günstig        wird.  

Claims (1)

1. PATENTAN SPRÜCHE I. Isolation der Eingangsspulen von Transformatoren mit Isolierflüssigkeit und Zylinderwic@klunb, die von wenigstens einem Isolierzylinder getragen wird, gekennzeich net durch eine Anzahl n aus isolierendem Band bestehender ringförmiger Schirme, von denen jeder, als k-ter Schirm bezeichnet, von den vom Wieklungsende an zu zählenden Eingangsspulen die k ersten Spulen minde stens auf der dem Trabzylinder und der (k + 1)-ten Spule zugekehrten Seite umhüllt.

   1f. Verfahren zur Herstellung der Isola tion nach Patentanspruch I, dadurch gekenn zeichnet, dass zunächst die äusserste Eingangs spule allein. .dann die zweite zusammen mit der ersten, darauf die dritte zusammen mit beiden vorhergehenden und weiterhin je eine Spule mehr bis zur Erschöpfung der n Ein gangsspulen umbandelt wird, so dass eine nach dem Wicklungsende zu sich verstär kende, gestaffelte Isolation entsteht, und dass dann die Isolierhüllen von wenigstens (n -1) Eingangsspulen längs ihrem Umfang in einer zur Spulenachse senkrechten Ebene aufge schnitten und zu einem Schirm aufgebogen werden.

   UNTERANSPRüCHE 1. Isolation nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet. dass die Schirme sch ge formt sind, dass sie im wesentlichen senkrecht zu den elektrischen Feldlinien stehen. 2. Isolation nach Unteranspruch 1, da durch ,gekennzeichnet, dass die Schirmquer- schnitte im Raume ausserhalb der Spulen die Formeines Winkels haben. 3. Isolation nach Unteranspruch 1, da durch -ekennzeichnet, dass die Schirmnquer- sehnitte im Raume ausserhalb der Spulen die Formeines U haben. 4.

   Isolation nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Bandisolation der ersten Eingangsspulen isolierzylindersei- tig n-mal stärker ist als diejenige der wick- lungsseitigen letzten der n Eingangsspulen. 5. Isolation nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Bandisolatio nen zwischen je zwei benachbarten Eingangs spulen die einfache Stärke .der Gesamtumban- delung einer Spule besitzt. 6.

   Isolation naeh Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Bandisolatio nen aus Papier bestehen. 7. Isolation nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet. dass die Bandisolatio nen aus Pressspan bestehen. B. Isolation nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Bandisolatio nen aus Kunststoffolie bestehen. 9. Isolation nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Endspulen nach aussen hin einen wachsenden Innen- durchmesser aufweisen. 10. Verfahren nach Patentanpruch Il.

   dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangs spulen vor dem Aufschneiden ihrer Band hülle auf den Isolierzylinder aufgeschoben werden. 1,1. Verfahren nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangs spulen erst mit ihrer aufgeschnittenen und in Schirmform gebrachten Bandhülle auf den fsolierzylinder aufgeschoben werden. 1<B>2</B>. Verfahren nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass zusammen mit den Eingangsspulen radial unterteilte Scha- bl-onenringe umbandelt werden, die nach dem Aufschneiden und Aufbiegen der Bandhülle wieder entfernt werden. 13.

   Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass zusammen mit der ersten Eingangsspule ein metallischer Schutzring umbandelt wird. 14. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Umbande- lung der ersten Eingangsspule nicht aufge- :chnitten wird, sondern gesehlossen bleibt. 15. Verfahren nach Patentanspruch IL dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Bahnen der die Schirme bildenden Bandteile wenigstens stellenweise miteinander verklebt -erden. 16.

   Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Bahnen der die Schirme bildenden Bandteile miteinander verbacken werden. 17. Verfahren nach Unteranspruch 15, ge- Izennzeichnet durch Verwendung eines poly- merisierbaren Bindemittels. 18,. Verfahren nach Unteranspruch 16, ge kennzeichnet durch Verwendung eines poly- merisierbaren Bindemittels. 19.

   Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Bahnen der die Schirme bildenden Bandteile durch Schnurbandagen zusammengehalten und in ihrer Lage fixiert werden. 2'0. Verfahren naeh Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Schirme durch am Umfang verteilte Klötze vonein- ander distanziert und in ihrer Lage fixiert werden. 21.

   Verfahren nach Patentanspruch 1I, gekennzeichnet durch Anbringung sowohl von Distanzklötzen als auch Sehnurbandagen. 2.2. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Schirme im Raume ausserhalb der Spulen in mehrere vo-n- einander distanzierte Schirme aufgespalten werden. 23.

   Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Iso-Iierhül- len jeder Eingangsspule längs den dem be nachbarten Joch abgewandten Kanten der im Querschnitt rechteckigen Spulen aufge schnitten werden.