CH403071A

CH403071A - Spannungswandler mit Stumpfkern

Info

Publication number: CH403071A
Application number: CH1414863A
Authority: CH
Inventors: Hans Dipl Ing Kettler
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1962-12-20
Filing date: 1963-11-19
Publication date: 1965-11-30

Description


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    Spannungswandler   mit Stumpfkern Es sind    Stumpfkernwandler   bekannt, deren offener Eisenkern von einer zylindrischen Niederspannungswicklung und einer    kegelstumpfförmigen,   aus Teilabschnitten bestehenden    Hochspannungswicklung   mit einer zwischen beiden Wicklungen vorgesehenen    Papieröl-Isolation   konzentrisch umgeben sind; in die zwischenliegende    Papieröl-Isolation   sind spannungssteuernde Leitbeläge eingelegt, die an die Hochspannungswicklung    angelenkt   sind. 



  Bei einer solchen aus    lagenweise   gewickelten Teilabschnitten bestehenden Hochspannungswicklung treten zwischen den einzelnen Teilabschnitten ihrer Anzahl entsprechende    verhältnismässig   hohe Potentialsprünge längs dieser Wicklung auf.    Diese   Potentialsprünge zwischen den Teilabschnitten bedingen es, dass neben der    Lagenisolation   in jedem Teilabschnitt auch noch zwischen den Teilabschnitten eine ihrem    Potentialunterschied   entsprechend verstärkte Isolation vorhanden sein muss. 



  Ausserdem stellt ein    derartiger   Wicklungsaufbau im Hinblick auf die    Stossspannungsverteilung   insofern kein homogenes Gebilde dar, als die    kapazitive   und induktive Kopplung, wenn sie auch innerhalb eines Teilabschnittes von Lage zu Lage gleichmässig ist, von Teilabschnitt zu    Teilabschnitt      einen   von dem Kopplungswert innerhalb eines Teilabschnittes    wesentlich   abweichenden Wert hat. Damit ist ein derartiger Aufbau einer Hochspannungswicklung in sich nicht mehr homogen. Es treten zwischen den Teilabschnitten beim Einziehen einer    Stossspannungs-      welle      Reflexionen   ein, die sich ungünstig auf die    Stossspannungsverteilung   auswirken. 



  Um hier Verbesserungen zu erreichen, besteht gemäss der Erfindung die Hochspannungswicklung des Spannungswandlers mit    Stumpfkern   aus einer einzigen, fortlaufend derart gewickelten Spule, dass der Potentialunterschied zwischen an den Aussen- seiten der Spule    benachbart      liegenden   Drähten die doppelte    Lagenspannung   nicht überschreitet. 



  Eine weitere Verbesserung in der    Stossspannungs-      verteilung   wird gemäss einer Weiterausbildung der Erfindung dadurch erzielt, dass die Dicke der Hochspannungswicklung zur Erdseite hin    zunimmt.   Infolge der    unvermeidlichen   Erdkapazität der Wicklung ergibt sich eine pro    Längeneinheit   der Wicklung nicht gleichmässige    Stossspannungsverteilung,   da der Anfang der Wicklung pro Längeneinheit höher beansprucht ist als die zum erdseitigen Ende hin gesehenen weiteren Längeneinheiten.

   Dadurch, dass die Dicke der Hochspannungswicklung zur    Erdseite   hin    zunimmt,   ist die    Induktivität      (Lageninduktivität)   am    kritischen   hochspannungsseitigen Ende kleiner als am erdseitigen Ende; sie nimmt ausserdem kontinuierlich zu, so dass der Spannungsabfall pro Längeneinheit der    Hochspannungswicklung   am    hochspan-      nungsseitigen   Ende geringer gegenüber dem am    erd-      seitigen   Ende ist als bei einer Hochspannungswicklung    mit      gleichbleibendem   Wicklungsaufbau. 



  Zur Erläuterung der    Erfindung   ist bei dem ih der    Fig.   1 gezeigten Ausführungsbeispiel nur der offene Eisenkern 1, die ihn konzentrisch umgebende    zylinderförmige      Niederspannungswicklung   2 und die ebenfalls konzentrisch um den    Eisenkern   1 angeordnete    kegelstumpfförmige   Hochspannungswicklung 3    dargestellt,   wobei die obere Stirnfläche des Eisenkernes 1 durch die Bauteile 4 und 5    (metallisch)   sowie die    Hochspannungswicklung   3 durch die konzentrisch angeordnete    metallische   Kappe 6 abgedeckt ist. Stützelemente finden    hierbei   keine Verwendung.

   Zur Isolation zwischen der Niederspannungswicklung 2 und der Hochspannungswicklung 3 kann eine    Papieröl-Isolation   oder ein    flüssiges   bzw.    gasförmiges      Isoliermittel   allein dienen. Die Hochspannungswicklung 3 ist so gewickelt, dass zunächst die Lage a 

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 von    innen   nach aussen, dann - nach Rückführung des Drahtes nach innen - die Lage b ebenfalls von innen nach aussen    usf.   gewickelt wird.    In   diesem Falle    ist   der Potentialunterschied zwischen an den Aussenseiten der Wicklung benachbart liegenden Drähten höchstens gleich der    Lagenspannung.   



  Man kann aber auch beispielsweise nach dem Wickeln der Lage a von innen nach aussen sofort    anschliessend   die Lage b von aussen nach innen, dann die nächste Lage von innen nach aussen    usf.   wickeln. Dann ist der Potentialunterschied    höchstens   gleich der doppelten    Lagenspannung.   



  Soll die an sich schon durch den in der    Fig.   1 beispielsweise gezeigten Aufbau der Hochspannungswicklung 3 verbesserte    Stossspannungsverteilung   noch weiter verbessert werden, so kann die Dicke der Hochspannungsspule 3, wie in der    Fig.   2 beispielsweise gezeigt ist, zur Erdseite hin zunehmen. 



  In diesem Ausführungsbeispiel ist die Hochspannungsspule 3 so gewickelt, dass zunächst die Lage a von innen nach aussen, dann sofort anschliessend die Lage b von aussen nach innen, anschliessend die Lage c von innen nach aussen    usf.   in entsprechender Wiederholung gewickelt ist. 



  Die Hochspannungswicklung kann z. B. durch Verwendung von    aushärtenden   Isolierstoffen (Giessharz) als frei tragende Spule ausgeführt sein. 



  Es sei noch bemerkt, dass die Niederspannungswicklung 2 nicht spiralförmig, wie in den Figuren gezeigt, über den gesamten Eisenkern 1 aufgebracht    zu   werden braucht; sie kann auch als konzentrierte Wicklung kleiner Bauhöhe hergestellt werden und auf dem Kern an einer den geeigneten Übersetzungsfehler ergebenden Stelle, gegebenenfalls verschiebbar, angeordnet sein. 



  Sofern die Hochspannungswicklung 3 als frei tragende, in sich    steife   Spule ausgeführt ist und zur Isolation    zwischen   Niederspannungswicklung 2 und    Hochspannungswicklung   3 ein flüssiges oder insbesondere gasförmiges    Isoliermittel   verwendet    wird,      entfallen   besondere Stützelemente, so dass die er-    fahrungsgemässe   Herabsetzung der Stoss- und Spannungsfestigkeit infolge Verwendung von Stützelementen im elektrischen Feld zwischen den hoch- und    erdspannungsseitigen   Bauteilen vermieden ist.

Claims

PATENTANSPRUCH Spannungswandler mit Stumpfkern, dessen Hochspannungswicklung den Kern derart konzentrisch umgibt, dass der Abstand derselben von dem Kern zur Erdseite hin abnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochspannungswicklung aus einer einzigen fortlaufend derart gewickelten Spule besteht, dass der Potentialunterschied zwischen an den Aussenseiten der Spule benachbart liegenden Drähten die doppelte Lagenspannung nicht überschreitet. UNTERANSPRÜCHE 1. Spannungswandler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Hochspannungswicklung zur Erdseite hin zunimmt. 2. Spannungswandler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochspannungswicklung frei tragend ist. 3.

Spannungswandler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Isolation zwischen Niederspannungs- und Hochspannungswicklung flüssige Isoliermittel dienen. 4. Spannungswandler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Isolation zwischen Niederspannungs- und Hochspannungswicklung gasförmige Isoliermittel, z. B. elektronegative Gase, dienen. 5. Spannungswandler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Stumpfkern einerseits und das hochspannungsseitige Ende der Hoch- spannungswicklung anderseits durch konzentrisch ohne Stützelemente angeordnete Kappen abgedeckt sind.