Hochspannungstransformator mit Giessharzisolation Die Erfindung betrifft einen Hochspan- nungstransformator mit Giessharzisolation, an dem mindestens die Oberspannungswicklung pro Kernsäule in mindestens zwei übereinan der angeordnete, für sich isolierte Wieklungs- gruppen unterteilt ist. Es sind bereits Trans formatoren mit völlig trockener Isolation be kannt. Solche Transformatoren, z. B. öllose Transformatoren, werfen vor allem die drei folgenden Probleme auf 1.
Die Isolation der HochspannLLngswick- hingen gegen die Niederspannungswicklungen und gegen Eisen resp. Erde. Die in Luft nötigen grossen Abstände bedingen unzulässig grosse magnetische Streuungen, übermässig lange magnetische Kreise und dadurch einen hohen Magnetisierungsstrom, übermässig grosse Spulendurchmesser und dadurch zu grosse Kupferverluste und Spannungsabfälle, dies, sobald Nennspannungen von etwa 15 kV über schritten werden.
2. Ohne Eintauchung in Öl oder in andere flüssige Isolierstoffe ist die genügende Wärme ableitung sehr schwierig zu erreichen.
3. Der Feuchtigkeitsschutz bietet ebenfalls Schwierigkeiten.
Gemäss der vorliegenden, von Dipl. Ing. A. Imhof stammenden Erfindung soll diesen Schwierigkeiten dadurch begegnet werden, dass jede HochspannungswicklLmgsgruppe des Transformators nach der Erfindung allseitig mit einer der vollen Prüfspannung und Be triebsspannung entsprechenden, festen, aussen mit einem leitenden, geerdeten Belag ver- sehenen Isolierschicht umhüllt ist.
Jede solche Wicklungsgruppe besitzt je eine der Höhe der Prüf- und Betriebsspannung entsprechend iso lierte Stronzu- und -ableitung für die Ver- bindung der Gruppen untereinander bzw., wenn eine solche Gruppe an einen Transfor- matorpol angeschlossen ist, eine solche Ver bindung zu dem betreffenden Transformator pol und die zweite zu einer andern Gruppe. Die Kühlung der Wicklungsgruppen geschieht durch die Zirkulation eines fliessbaren Kühl mittels.
Unter dem Ausdruck fliessbares Kühlmittel ist eine Kühlflüssigkeit oder ein Gas zu verstehen.
Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dar. Es zeigen: Fig.1 den Längsschnitt einer Kernsäule, bei welcher die übereinander angeordneten WicklungsgrLippen mittels Isoliergliedern mit radial liegendem Konus miteinander verblin den sind, Fig. 2 den teilweisen Längsschnitt von Wicklungsgruppen und abgewandelten Iso- liergliedern mit axial liegendem Verbindungs konus;
die Gruppen sind unmittelbar aufein- andergesteckt; Fig. 3 ebenfalls den teilweisen Längsschnitt von Wicklungsgruppen, die ohne besondere Isolierglieder miteinander verbunden sind, Fig. 4 wieder den Längsschnitt einer Kern säule eines Transformators mit zwei Hoch- spannungswicklungen, deren Gruppen in axia ler Richtung miteinander abwechseln, Fig.5 die aufeinandergesetzten Gruppen isolationen mit äusserer Kühhuig im Aufriss, Grundriss und in teilweisem Längsschnitt,
Fig. 6a den Grimdriss von 'Kühlkörpern eines Dreiphasentransformators, mit einander parallelen Rippen, die senkrecht zur Verbin dungslinie der Kernachsen verlaufen, Fig. 6b den Grundruss einer hierzu abge wandelten Ausführungsform mit Rippen ge mäss der Fig. 6ca sowie mit radialen Rippen, die an der der benachbarten Kernsäule zuge wandten Stelle des Umfanges fehlen,
Fig. 6c den Grimdriss einer weiteren abge wandelten Ausführungsform, nur mit radialen Rippen, die ebenfalls an der der benachbarten Kernsäule zugewandten Stelle des Umfanges fehlen.
Für die Verbindung der Gruppen unter einander sind mehrere Ausführungen möglich und vorteilhaft. Die Wahl der Ausführung richtet sich zum Beispiel nach der Höhe der Spannung.
Fig.1 veranschaulicht eine dieser Aus führungen. Die die Gruppen verbindenden Leiter sind hier auf ihrer ganzen Länge für die volle Spannung isoliert und die Isolatio nen mit einer leitenden Hülle überzogen, wo bei die Isolationen zwischen den miteinander verbundenen Gruppen durch zwei kegelför mige Stossfugen aufgeteilt und ein drittes Iso- lierstück mit zwei gegenkonusförmigen Enden zwischen die beiden Teile eingefügt ist. Die Isolierung des Verbindungsleiters auf seine ganze Länge und der leitende Überzug ver hüten axiale Beanspruchungen weitgehend und lassen vorwiegend radiale Beanspruchun gen zu.
Die geschilderte konische Verbindung; bei welcher die Konusse radial liegen, ist ins besondere bei hohen Spannungen geeignet, weil dann in Richtung der Spulenachsen nicht genügend Abstand vorhanden ist, um Raum für die erforderlichen langen Konusgebilde zu bieten.
Bei der Ausführungsform nach der Fig.1 ist der Eisenkern 1 von der Unterspannungs- wicklung 2 umgeben, die ihrerseits von den aufeinandergesetzten Hochspannungs-Wick- lungsgruppen 3 umfangen werden, an welche die Zuleitungen 5 angeschlossen sind, die in den Durchführungen 4 laufen, die an die ringförmigen, für die volle Prüfspannung des Transformators gestalteten und bemessenen Gruppenisolationen 6 angesetzt sind oder mit diesen ein Stück bilden. Die Isolationen der Wickhingsgruppen sind aussen mit einer ge erdeten, leitenden Schicht versehen.
Zur Verbindung der benachbarten Grup pen sind Leitungen 9 vorgesehen, die in für die volle Spannung gestalteten und bemes senen Isolationen laufen, die aus einem an die Gruppenisolation 6 angesetzten Konus 7 sowie aus einem auf diese radial zur Kern säulenachse aufgesteckten bügelförmigen Iso lierkörper 8 mit seinen beiden gegenkonusför- mig ausgebildeten Enden bestehen. Der Kör per 8 erhält aussen ebenfalls eine leitende Schicht, die mit der geerdeten leitenden äussern Schicht der Gruppenisolation 6 ver bunden wird. Die elektrischen Beanspruchun gen sind vorwiegend radial. Der Hohlraum 10 wird von einem fliessbaren Kühlmittel, z. B. öl oder Druckgas, durchströmt.
Bei einer abgewandelten Ausführungs form, die in der Fig. 2 dargestellt ist, werden ebenfalls die die Gruppen verbindenden Lei ter auf ihre ganze Länge für die volle Span nung isoliert und die Isolationen mit einer lei tenden, geerdeten Hülle überzogen; aber die Isolation zwischen den miteinander verbun denen Gruppen wird durch eine kegelförmige Stossfuge hier derart aufgeteilt, dass ein kegel förmiges, axial liegendes Isolierstück der einen Gruppe in ein hohlkegelförmiges Isolierstück der andern Gruppe eingreift. Diese Ausfüh rung eignet. sich besonders für weniger hohe Spannungen und hat u. a. den Vorteil gerin geren seitlichen Raumbedarfes.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ent fallen die bügelförmigen Isolierkörper 8; die Wicklungsgruppe 3 ist unmittelbar, und zwar mit Hilfe des Konus 7, an der Gruppenisola tion 6 und der entsprechenden gegenkonusför- migen Einsparung in der Isolation 18 der fol genden Wicklungsgruppe mit derselben in ein- facher eise durch Zusammenstecken verbun den. Die Ausführungsform ist vor allem für weniger hohe Spannungen geeignet.
Die konischen Stossfugen zwischen den Isolationsteilen können mit einer isolierenden Flüssigkeit oder isolierenden kautschukelasti schen Paste gefüllt sein. Die Flüssigkeit oder Paste kann zum Beispiel entsprechend der Genauigkeit und sonstigen Güte der Ausfüh rung nur als Film oder auch als Kegel von etwa 1/2 bis einige Millimeter Stärke verwen det werden.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei welcher besondere konische Verbindungs körper imd Hüllen für die Verbindungslei tungen wegfallen. Die Verbindmigsleiter wer den vielmehr von Gruppendurchführung zu Gruppendurehführung frei geführt, wobei die beiden Durchführungen einer Gruppe der Spannungshöhe entsprechend bemessen sind. Bis zu Nennspannungen von etwa 60 kV bzw. Prüfspannungen von etwa 150 kV auch 200 kV, brauchen die Durchführungen nicht gesteuert zu werden.
Dies wird durch die Be messung der Spulengruppen und die niedrige spezifisehe Oberflächenkapazität ermöglicht. Oberhalb dieser Spannungen ist im allgemei nen eine, zweckmässigerweise kapazitive In nen- oder Aussensteuerung zur Vermeidung von Gleitentladungen erforderlich.
Die Ausführungsform nach Fig. 3 ist prin zipiell derjenigen nach der Fig.1 ähnlich. Der Unterschied besteht darin, dass die ganze Spannung längs der beiden die Stromzu- bzw. -ableitungen enthaltenden Durchführungen gehalten wird. In der Fig. 3 ist für die Wick lungsgruppe 3 eine dieser Durchführungen mit 7 bezeichnet. Ihre Länge bis zu der mit einem leitenden, geerdeten Belag versehenen Oberfläche der Gruppenisolation ist für die volle Betriebs- und Prüfspannung bemessen. Die Spulen verschiedener Gruppen, z.
B. in der Zeichnung die oberste und die unterste, werden über die Leitung 9 miteinander ver: Bunden, die bei der untern Spule in eine gleich ausgebildete Durchführung 7 läuft.
Erhält der Transformator eine zweite oder mehr FIochspannimgswickhmgen, ist es zweck- mässig, sie in gleicher Weise wie die erste Wicklung in Gruppen aufzuteilen und ihrer Spannung entsprechend gegen Erde zu isolie ren und die neuen Gruppen axial so anzu ordnen, dass sie sich zwischen den Gruppen der ersten Wicklung befinden. Die Isolation besteht aus einem Giessharz (sog. Nieder druckharz ), der vorteilhafter-weise aüfgewik- kelte, mit Giessharz imprägnierte poröse Bän der enthalten kann.
Die Unterspannungswickhmgen sind vor teilhafterweise innerhalb der Gruppen als Zylinderwicklungen oder zwischen den Grup pen als Scheibenwicklungen angeordnet, das heisst entweder innerhalb der Gruppen radial oder zwischen den Grüppen axial.
Der mit den zwei Hochspannungswicklun gen ausgerüstete Transformator gemäss Fig. 4 hat axial abwechselnd Gruppen der einen oder andern Wicklung. Für jede der beiden Hoch- spannungswicklungen trifft dasselbe zu, was bereits oben für das in der Fig.1 dargestellte Ausführungsbeispiel gesagt wurde. In der Fig. 4 bedeuten:
1 der Eisenkern, 2 die Wick- lung für die höhere Hochspannung, 3 ihre Isolation, 4 der Einführungsisolator für die Zuleitung 5, 6 die Wicklung für die nied rigere Hochspannung, 7 -deren Isolation, $ der Einführungsisolator für die Zuleitung 9;_ 10 und 11 sind die kegelförmigen Einfüh rungsisolatoren für die Verbindungsleitung 13, 12 die auf 10 -und 11 passende steckerartige Isolation von 13.
Der Hohlraum 14 wird von einem fliessbaren Kühlmittel durchströmt.
Die Anwendung der Erfindung hat, wie ersichtlich, den Vorteil, dass für die Hoch spannungsisolation jegliche Luftstrecke zwi schen Spule und Hochspannungsisolation ver mieden werden kann und es deshalb möglich wird, die Wickh-umgen sehr nahe den Unter spannungs- und geerdeten Teilen anzubringen.
Im folgenden werden die Gruppenisolatio- nen beschrieben. Zur Gruppenisolation der Hochspannungswicklungen eignen sich isolie rende Werkstoffe, die durch eine Polyreaktion, wie z. B. Pölymerisation oder -addition, bei der Verarbeitungstemperatur giessbarer Aus gangsstoffe entstanden sind, wobei nur Aus- gangsstoffe angewandt sind, die ohne Abspal tung flüchtiger Bestandteile bei Raumtem peratur oder erhöhter Temperatur aushärten und dabei durch Querbindungen der Fa denmoleküle zu härtbaren Harzen werden, wie z.
B. Araldit, Marco-Harze usw. Diese Aus gangsstoffe sind meist Kunststoffe, können aber auch Naturstoffe oder aus Naturstoffen abgeleitete Stoffe sein. Sie lassen sich mit Niederdruckharzen bezeichnen, da sie tech nologisch im allgemeinen ohne Überdruck an gewandt werden. Die flüssigen_Ausgangsstoffe werden in einem an sich bereits bekannten Giessprozess angewandt oder als aufknetbare, respektive einstampfbare und einpressbare Pasten.
Die Gruppenisolation kann aber auch durch Aufwickeln poröser isolierender Bän der, z. B. Papier, und nachherige Imprägnie rung mit Harzausgangsstoffen der bereits be schriebenen Art hergestellt werden, wonach deren Aushärtung erfolgt.
Eine sehr nützliche Ausgestaltung, insbe sondere hinsichtlich der Kühlung, erfährt der Transformator gemäss der Erfindung da durch, da.ss neben dem Wicklungsdraht ein Hohldraht oder dergleichen geführt wird, der während des Betriebes von einem zweckmässi- gerweise zugleich isolierenden Kühlmittel durchströmt werden kann. Als Hohldraht kann der Wicklungsdraht selbst dienen. Das Kühlmittel nimmt die Verlustwärme der Wicklung auf und führt sie zum Beispiel zu besonderen Kühlapparaten.
Eine andere, recht einfache Ausführung der Wärmeabfuhr ergibt sich, wenn innerhalb der Gruppenisolation neben der Wicklung ein Raiun vorhanden ist oder belassen wird, durch den flüssiges oder gasförmiges Kühl mittel strömen kann. Das Mittel wird zmn Beispiel durch den Einführungsisolator und die Verbindungsisolatoren der Gruppen ge leitet.
Vorteilhaft kann es ferner sein, die iso lierten Spulengruppen mit einem metalli schen Mantel zu umhüllen und zwischen die sem und der geerdeten Oberfläche der Grup- penisolation ein Kühlmittel, z. B. Wasser, flie ssen zu lassen.
In gewissen Fällen ist es auch nützlich, die Aussenseite der übereinanderliegenden Grup pen, z. B. mittels herabrieselnden Wassers, zu kühlen. Dabei ist es zweckmässig, die Grup penisolation am zylindrischen Umfang mit mehreren Einbuchtungen zur Führung des Wassers zu versehen. An Stelle dessen oder auch zugleich kann auf die Aussenseite der Gruppenisolation ein flüssiges, leicht ver- dampfbares Kühlmittel in zum Beispiel bei Kehlschränken bekannter Weise versprüht und danach durch Kompression wieder ver flüssigt werden. Des weiteren können in Ge meinschaft mit den andern Kühlgliedern oder für sich allein Kühlkanäle, z. B. im Eisenkern, vorgesehen werden.
Eisen und Wicklungen lassen sich ebenfalls durch bewegte Lift küh len. Die Aussenseite der Gruppenisolation kann mit einem vorteilhafterweise sehr dicht anliegenden metallischen Rippenkörper aus gerüstet sein, welcher die durch die Isolation abfliessende Verlustwärme aufnimmt und an die Umgebung abgibt. Die Rippen können senkrecht zu den Jochen des Magnetkernes stehen. Sie können aber auch radial stehen und an einigen Stellen fehlen, so dass, wenn die die Rippen tragenden Körper dort änein- andergesetzt werden, wo die Rippen fehlen, der Abstand der Körperachsen entsprechend vermindert werden kann.
Ein derart kleiner Abstand ergibt sich auch bei den zuerst be schriebenen parallelen Rippen, die senkrecht zur Verbindungslinie der Kernachse stehen, diese Rippen brauchen aber nicht ausgespart zu werden. Die Kühlwirkungen können ohne weiteres gleich stark gehalten werden.
Das gesamte Potentialgefälle des Trans formators kann auch von zwei Kunstharz schichten und einer zwischen diesen befind lichen isolierenden und kühlenden, strömen den Flüssigkeitsschicht aufgenommen werden.
Bei der Kühleinrichtung nach der Fig. 5 sind die aufeinandergesetzten isolierten Spu- lengruppen, die nach Ausführungsform ge mäss Fig.2 gestaltet sind, innerhalb eines metallischen Mantels 12 angeordnet; zwischen diesem und der geerdeten Oberfläche der Gruppenisolation 6 und damit über deren Aussenseiten fliesst das Kühlmittel 9, z. B. Wasser. Die Gruppenisolation ist am zylin drischen Umfang mit mehreren Einbuchtun gen 7 versehen, welche der Führung des Was sers dienen. An der Gruppenisolation sitzen die Einführungsisolatoren 5.
Die Aussenseiten der Gruppenisolationen 1 der drei Kernsäulen eines Dreiphasentrans- formators nach den Fig. 6a, 6b und 6c sind mit einem sehr dicht anliegenden metallischen Rippenkörper 3 bzw. 13 bzw. 23 ausgestattet. Diese Körper nehmen die durch die Isolation abfliessende Verlustwärme auf und geben sie an die Umgebung ab. Bei der Ausführtuigs- form nach der Fig. 6a liegen die Rippen, z. B. 4, 5, einander parallel und verlaufen senkrecht zur Verbindungslinie der Kernachsen. Nach der Fig. 6b sind solche Rippen mit radialen Rippen, z.
B. 13, kombiniert; an der Stelle 14 fehlen die radialen Rippen, ebenso an der benachbarten Stelle 24 der Säule nach der Fig.6c, die ausschliesslich mit radialen Rip pen, z. B. 23, besetzt ist. Die Gruppenisolatio nen 1 sind mit Einführungsisolatoren 2 ver sehen. Der Aufbau der Spulengruppen 1 ent spricht in allen diesen drei Beispielen dem Aufbau der oben beschriebenen Ausführungs beispiele nach Fig. 1 oder 2.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Transformators. Bei hohen Spannungen bie tet es Schwierigkeiten, die Wicklungsgruppen isolation in der erforderlichen Dicke durch einen Giessprozess herzustellen, und zwar in folge der Schwindspanntingen, die während der Pol3merisation enfstehen, und wegen der Wärmedehnung im Betrieb.
Es empfiehlt sieh deshalb, die Gruppen isolation in mindestens zwei gleichartigen, sich zeitlich folgenden Verfahrensstufen herzustel len, die erste Stufe für die innerste Schicht, die weiteren, sich schrittweise folgenden Stu fen für die äussern Schichten, wobei vor Be- Kinn der Herstellung jeder Schicht auf der jeweils äussersten Schicht vorteilhafterweise eine die elastische Dehnbarkeit erhöhende Aus- gleichsschicht, z. B. aus einem kautschukela stischen Giessharz, angebracht wird.
Wenn nötig, kann jede Schicht einen elek trisch leitenden Steuerbelag zur kapazitiven Potentialsteuerung erhalten.
High-voltage transformer with cast resin insulation The invention relates to a high-voltage transformer with cast resin insulation, on which at least the high-voltage winding per core column is divided into at least two individually insulated weighing groups arranged one above the other. There are already transformers with completely dry insulation be known. Such transformers, e.g. For example, oil-less transformers pose the following three problems in particular: 1.
The isolation of the high voltage windings against the low voltage windings and against iron resp. Earth. The large distances required in air cause inadmissibly large magnetic scattering, excessively long magnetic circuits and thus a high magnetizing current, excessively large coil diameters and thus excessive copper losses and voltage drops, as soon as nominal voltages of around 15 kV are exceeded.
2. Sufficient heat dissipation is very difficult to achieve without immersion in oil or other liquid insulating materials.
3. The moisture protection also presents difficulties.
According to the present invention, originating from Dipl. Ing. A. Imhof, these difficulties are to be countered by verifying each high-voltage winding group of the transformer according to the invention on all sides with a solid covering that corresponds to the full test voltage and operating voltage, on the outside with a conductive, earthed coating - the insulating layer is covered.
Each such group of windings has a current supply and discharge line that is insulated according to the level of the test and operating voltage for connecting the groups to one another or, if such a group is connected to a transformer pole, such a connection to the relevant transformer pole and the second to a different group. The winding groups are cooled by the circulation of a flowable cooling medium.
The expression flowable coolant is to be understood as meaning a cooling liquid or a gas.
The drawing shows exemplary embodiments of the subject matter of the invention. It shows: FIG. 1 the longitudinal section of a core column in which the superposed winding ribs are blended with one another by means of insulating members with a radially lying cone, FIG. 2 shows the partial longitudinal section of winding groups and modified insulating members axially lying connection cone;
the groups are stacked directly on top of each other; 3 also shows the partial longitudinal section of winding groups that are connected to one another without special insulating members, FIG. 4 again shows the longitudinal section of a core column of a transformer with two high-voltage windings, the groups of which alternate with one another in the axial direction, FIG. 5 the groups placed one on top of the other Isolation with outer Kühhuig in elevation, floor plan and in partial longitudinal section,
Fig. 6a shows the Grimdriss of 'heat sinks of a three-phase transformer, with mutually parallel ribs which run perpendicular to the connecting line of the core axes, Fig. 6b shows the outline of an embodiment modified for this purpose with ribs according to FIG. 6ca and with radial ribs that are attached to the point of the circumference facing the neighboring core column is missing,
Fig. 6c the Grimdriss of a further abge converted embodiment, only with radial ribs, which are also missing at the point of the circumference facing the adjacent core column.
Several designs are possible and advantageous for connecting the groups to one another. The choice of design depends, for example, on the level of tension.
Fig.1 illustrates one of these implementations. The conductors connecting the groups are insulated for full voltage along their entire length and the insulation is covered with a conductive sheath, where the insulation is divided between the groups connected by two conical butt joints and a third insulating piece with two opposing cones Ends between the two parts. The insulation of the connecting conductor over its entire length and the conductive coating largely prevent axial stresses and allow predominantly radial stresses.
The conical connection described; in which the cones lie radially is particularly suitable for high voltages, because then there is not enough distance in the direction of the coil axes to provide space for the required long conical structures.
In the embodiment according to FIG. 1, the iron core 1 is surrounded by the low-voltage winding 2, which in turn is surrounded by the high-voltage winding groups 3 placed on top of one another, to which the supply lines 5 are connected, which run in the bushings 4, which are attached to the ring-shaped group insulation 6 designed and dimensioned for the full test voltage of the transformer or form one piece with them. The insulation of the wicking groups is provided with a grounded, conductive layer on the outside.
To connect the neighboring Grup pen lines 9 are provided, which run in designed and dimensioned insulation for the full voltage, from a attached to the group insulation 6 cone 7 and from a stuck on this radially to the core column axis stirrup-shaped Iso lierkörper 8 with its consist of two opposing conical ends. The body 8 also has a conductive layer on the outside, which is connected to the grounded conductive outer layer of the group insulation 6. The electrical demands are predominantly radial. The cavity 10 is filled by a flowable coolant, e.g. B. oil or compressed gas flows through.
In a modified embodiment, which is shown in Fig. 2, the groups connecting Lei ter are also isolated over their entire length for the full voltage and the insulation is covered with a lei border, grounded shell; But the insulation between the groups connected to one another is divided by a conical butt joint in such a way that a cone-shaped, axially lying insulating piece of one group engages in a hollow conical insulating piece of the other group. This execution is suitable. especially for less high voltages and has u. a. the advantage of less space on the side.
In the embodiment of Figure 2 ent fall the bow-shaped insulating body 8; the winding group 3 is directly connected to the group insulation 6 and the corresponding counter-conical savings in the insulation 18 of the following winding group with the aid of the cone 7 by simply plugging them together. The embodiment is particularly suitable for less high voltages.
The conical butt joints between the insulation parts can be filled with an insulating liquid or insulating rubber-elastic paste. The liquid or paste can, for example, only be used as a film or as a cone about 1/2 to a few millimeters thick, depending on the accuracy and other quality of the execution.
Fig. 3 shows a further embodiment in which special conical connecting body imd sheaths for the connecting lines are omitted. Rather, the connecting conductors are led freely from group lead to group lead, with the two lead-throughs of a group being dimensioned according to the voltage level. The bushings do not need to be controlled up to nominal voltages of around 60 kV or test voltages of around 150 kV and 200 kV.
This is made possible by the size of the coil groups and the low specific surface capacitance. Above these voltages, an expediently capacitive internal or external control is generally required to avoid sliding discharges.
The embodiment of FIG. 3 is in principle similar to that of FIG. The difference is that the entire voltage is held along the two bushings containing the current supply and discharge lines. In Fig. 3, one of these bushings is denoted by 7 for the winding group 3 Wick. Its length up to the surface of the group insulation, which is provided with a conductive, earthed coating, is dimensioned for the full operating and test voltage. The coils of different groups, e.g.
B. in the drawing, the top and bottom are connected to each other via the line 9: Bonds, which runs in the lower coil in an identically designed passage 7.
If the transformer receives a second or more low voltage winding, it is advisable to divide them into groups in the same way as the first winding and to isolate them from earth according to their voltage and to arrange the new groups axially so that they are between the groups the first winding. The insulation consists of a casting resin (so-called low-pressure resin), which can advantageously contain unwound porous strips impregnated with casting resin.
The Unterspannungswickhmgen are arranged before geous enough within the groups as cylinder windings or between the groups as disc windings, that is either radially within the groups or axially between the groups.
The transformer according to FIG. 4 equipped with the two high-voltage windings has axially alternating groups of one or the other winding. The same applies to each of the two high-voltage windings that has already been said above for the exemplary embodiment shown in FIG. In Fig. 4:
1 the iron core, 2 the winding for the higher high voltage, 3 its insulation, 4 the entry insulator for the supply line 5, 6 the winding for the lower high voltage, 7 -their insulation, $ the entry insulator for the supply line 9; _ 10 and 11 are the conical entry insulators for the connecting line 13, 12 the plug-like insulation from 13 that fits on 10 and 11.
A flowable coolant flows through the cavity 14.
As can be seen, the application of the invention has the advantage that any air gap between the coil and the high-voltage insulation can be avoided for the high-voltage insulation and it is therefore possible to attach the Wickh-umgen very close to the sub-voltage and earthed parts.
The group isolations are described below. For group isolation of the high-voltage windings, isolie-generating materials are suitable, which through a polyreaction, such. B. Polymerization or addition, at the processing temperature of pourable starting materials have arisen, with only starting materials are used that cure without splitting off volatile components at room temperature or elevated temperature and thereby denmoleküle become curable resins through cross-bonds of the wire, such as z.
B. Araldite, Marco resins, etc. These starting materials are mostly plastics, but can also be natural substances or substances derived from natural substances. They can be designated with low-pressure resins, since they are technologically generally applied without excess pressure. The liquid starting materials are used in a casting process that is already known per se or as kneadable, respectively pulpable and pressable pastes.
The group isolation can, however, also by winding porous insulating Bän the, for. B. paper, and subsequent impregnation tion with resin raw materials of the type already be written, after which they are hardened.
The transformer according to the invention has a very useful design, in particular with regard to cooling, in that a hollow wire or the like is guided next to the winding wire, through which a coolant, which is expediently insulating at the same time, can flow during operation. The winding wire itself can serve as the hollow wire. The coolant absorbs the heat loss from the winding and leads it to special cooling devices, for example.
Another, quite simple design of the heat dissipation results when a Raiun is or is left within the group insulation next to the winding, through which liquid or gaseous coolant can flow. The agent is routed, for example, through the lead-in isolator and the connection isolators of the groups.
It can also be advantageous to encase the insulated coil groups with a metallic jacket and to use a coolant between the sem and the grounded surface of the group insulation. B. water to flow.
In certain cases it is also useful to pen the outside of the superimposed groups, for. B. by means of trickling water to cool. It is useful to provide the Grup penisolation on the cylindrical circumference with several indentations for guiding the water. Instead of this or at the same time, a liquid, easily evaporable coolant can be sprayed onto the outside of the group insulation in a manner known, for example, from throat cabinets and then liquefied again by compression. Furthermore, in common with the other cooling members or by themselves cooling channels, z. B. in the iron core, are provided.
Irons and windings can also be cooled by moving lifts. The outside of the group insulation can be equipped with an advantageously very tightly fitting metallic rib body, which absorbs the heat lost through the insulation and gives it off to the environment. The ribs can be perpendicular to the yokes of the magnetic core. However, they can also stand radially and be missing in some places, so that if the bodies carrying the ribs are placed one against the other where the ribs are missing, the distance between the body axes can be reduced accordingly.
Such a small distance also results from the parallel ribs described first, which are perpendicular to the connecting line of the core axis, but these ribs do not need to be cut out. The cooling effects can easily be kept equally strong.
The entire potential gradient of the transformer can also be absorbed by two synthetic resin layers and an insulating and cooling layer located between these, flowing through the liquid layer.
In the cooling device according to FIG. 5, the insulated coil groups placed one on top of the other, which are designed according to the embodiment according to FIG. 2, are arranged within a metallic shell 12; The coolant 9 flows between this and the grounded surface of the group insulation 6 and thus over its outer sides, e.g. B. water. The group isolation is provided on the cylin drical circumference with several indentations 7, which serve to guide the water. The lead-in insulators 5 are located on the group insulation.
The outside of the group insulation 1 of the three core columns of a three-phase transformer according to FIGS. 6a, 6b and 6c are equipped with a very tightly fitting metallic rib body 3 or 13 or 23. These bodies absorb the heat lost through the insulation and give it off to the environment. In the embodiment according to FIG. 6a, the ribs, for. B. 4, 5, parallel to each other and perpendicular to the line connecting the core axes. According to FIG. 6b, such ribs with radial ribs, for.
B. 13, combined; At the point 14, the radial ribs are missing, as is the case at the adjacent point 24 of the column according to FIG. 6c, which pen exclusively with radial ribs, for. B. 23, is occupied. The group isolations 1 are seen with 2 entry insulators. The structure of the coil groups 1 corresponds in all of these three examples to the structure of the above-described embodiment examples according to FIG.
The invention also relates to a method for producing such a transformer. At high voltages, it is difficult to produce the winding group insulation in the required thickness by a casting process, as a result of the shrinkage tension that occurs during polymerization and because of the thermal expansion during operation.
It is therefore advisable to establish group isolation in at least two similar, chronologically sequential process steps, the first step for the innermost layer, the further, step-by-step steps for the outer layers, with each layer being produced before the beginning on the outermost layer in each case advantageously a compensating layer which increases the elastic extensibility, e.g. B. from a kautschukela elastic resin is attached.
If necessary, each layer can have an electrically conductive control coating for capacitive potential control.