CH451319A - Hochspannungsausleitung einer Wicklung mit Mitteneingang für Transformatoren oder Drosselspulen - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
    Hochspannungsausleitung   einer Wicklung mit    Mitteneingang   für Transformatoren oder Drosselspulen Mit wachsenden Leistungen der Transformatoren und Drosselspulen muss der zur Verfügung stehende Raum, der entscheidend durch das    Bahnprofil   begrenzt wird, immer mehr ausgenutzt werden.    Zwangsläufig   werden die Spannungsabstände relativ immer kleiner. Die sich dabei ergebenden Probleme sind oftmals nur durch Änderung des Verlaufes des elektrischen Feldes lösbar, d. h. man muss den Feldverlauf weitgehend der möglichen Form der Isolationsbarrieren anpassen. Auf diese Weise sinken die elektrischen Spannungen, die im    Öl-      raum   zwischen den Barrieren abgebaut werden müssen.

   Gleichzeitig steigt die elektrische Festigkeit, da kurze Ölstrecken höhere    Durchschlagsgradienten   besitzen. Dar- über hinaus müssen    Feldinhomogenitäten   nach Möglichkeit verringert werden. 



  Die bekannteste    _   Massnahme zur Erfüllung der letztgenannten Forderung ist die Verwendung von    Kon-      densatordurchführungen.   Hierbei wählt man die Teilkapazitäten in radialer Richtung gleich, so dass sich die Spannung vom hohen Potential der    Ausleitung   nach Erde linear abbaut. Um gleiche Teilkapazitäten zu erhalten, müssen die    Belaglängen   mit wachsendem Durchmesser immer kürzer werden. Gleichlange Beläge, die sich auf freiem Potential befinden, haben mithin keine feldsteuernde Wirkung. Das elektrische Feld einer Ausleitung, die sich über eine längere Strecke ausdehnt, kann damit also nicht beeinflusst werden. 



  Randfelder von Wicklungen lassen sich durch nicht    angelenkte   Schirmringe verformen. Jedoch ist die Steuerung der Randfelder durch    angelenkte   Schirmringe weit wirksamer. Speziell bei    Lagenwicklungen   stehen als Zwischenpotentiale zur    Anlenkung   der Schirmringe die Potentiale der    Lagenenden   zur Verfügung. 



  Die sog.  umlaufend geschaltete    Lagenwicklung ,   bei der sich die Lage mit dem höchsten Potential radial in der Mitte der Wicklung befindet und sich das Potential der weiteren Lagen zum Kern und zur Kesselwand hin abbaut, bietet hinsichtlich der erforderlichen Isolationsabstände zur doppelkonzentrischen Unterspannung bzw. zur Unterspannung und zur Kesselwand erhebliche Vorteile; es muss z. B. nur für die wesentlich geringeren    Prüfspannungspegel   des Sternpunktes der Hochspannungswicklung isoliert werden. Schwierig ist jedoch das Herausführen der    Ausleitung   aus der Mitte der Wicklung, da höchste Spannungen auf relativ kurzen    Strek-      ken   abgebaut werden müssen.

   Es entsteht dabei ein sehr    inhomogenes   elektrisches Feld um die    Ausleitung   mit ausserordentlich hohen Gradienten, das ausserdem so kompliziert geformt ist, dass man die Isolationsbarrieren praktisch dem Feldverlauf nicht anpassen kann. 



  Dieses Problem der    Ausleitungsisolation   einer Wicklung eines Transformators oder einer Drosselspule wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass das elektrische    Ausleitungsfeld   mit an die    Lagenenden      angelenk-      ten   Steuerbelägen um die    Ausleitung   gesteuert, d. h. verformt und in den Gradienten    vergleichmässigt   wird. 



     Fig.   1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel der    er-      findungsgemässen   Anordnung. Eine umlaufend geschaltete    Lagenwicklung   1 liegt koaxial zu dem Kern 2. Die Eingangslage 3 befindet sich zwischen den Lagen der Hochspannungswicklung. Das elektrische Feld ihrer    Ausleitung   4 soll durch die Steuerbeläge 5 und 6 gesteuert werden. Das Potential der Hochspannungswicklung baut sich zum Kern 2 und zur Kesselwand 9 bzw. zur innen- und aussenliegenden    Unterspannungswick-      lung   10 oder zum Presseisen 11 hin ab. An den Lagen 7 und 8 können somit Zwischenpotentiale    abgegriffen   und an diese die Steuerbeläge 5 und 6    angelenkt   werden.

   Wählt man die Zwischenpotentiale und die    zugehörigen   Abmessungen der Steuerbeläge, im Sonderfall ihren Durchmesser, geschickt, so lässt sich bereits mit einem oder mit zwei Belägen das    Ausleitungsfeld   entscheidend verformen, d. h. die Gradienten im    Ausleitungsfeld   werden    vergleichmässigt.   Das Feld nimmt ausserdem einen Verlauf an, der leicht durch Isolationsbarrieren unterteilt werden kann, wobei sich kurze Ölstrecken mit hoher elektrischer Festigkeit    erg--ben.   Weiter entstehen an den    Belagrändern   nur    Teilrandfelder   mit Teilspannungen, 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 die mit einfachen, herkömmlichen Isolationen beherrscht werden können. 



  Diese Verformung des    Ausleitungsfeldes   bietet nicht nur in unmittelbarer Höhe der Wicklung Vorteile, es kann in dieser gesteuerten Form auch über eine längere Strecke fortgesetzt werden, beispielsweise bis zu einer benachbarten Wicklung oder bis zu einer Durchführung. Durch diese Steuerung des    Ausleitungsfeldes   wird die Ausführung eines Hochspannungstransformators bzw. einer Drosselspule mit grösster Leistung auf kleinstem Raum nicht nur wesentlich erleichtert, sondern unter Umständen erst ermöglicht. 



  Die am Beispiel einer umlaufend geschalteten Lagenwicklung beschriebene Steuerung des    Ausleitungsfeldes   lässt sich mit den gleichen Mitteln auch bei einer einfachen abgestuften    Lagenwicklung   durchführen. Eine derartige Wicklung ist in    Fig.   3 dargestellt. Zwischen der Eingangslage 3 und der Kesselwand 9 sind hier keine Wicklungen mehr untergebracht.

   Das elektrische Feld der    Ausleitung   4 wird wie bei der umlaufend geschalteten    Lagenwicklung   durch die Steuerbeläge 5 und 6 beeinflusst.    AnsSt#-Ile   der im Beispiel der    Fig.   1 vorhandenen radial aussenliegenden    Lagenenden   können zur St    =ueruna   des Randfeldes    Steuerschirmringe   12 vorgesehen werden, die an die Lag;    nenden      angelenkt   sind. 



  Die Steuerbeläge, die aus Leitpapier oder aus Metall bestehen können, werden    zweckmässigenveise   in    zylin-      derförmigen   Formstücken aus Pressspan oder anderen    Iscliermateriali@n      eingzbettet.   Die in den Steuerbelägen aus    Leitpapier      entsteh;      nden      Wirbelstromverluste   können durch weitläufig unterlegte Metallstreifen stark reduziert werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Hochspannungsleitung einer Wicklung mit Mitteneingang für Transformatoren oder Drosselspulen, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Ausleitungs- feld mit an die Lagznenden angelenkten Steuerbelägen um die Ausleitung gosteuert, d. h. verformt und in den Gradienten vergleichmässigt wird.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Hochspannungsausleitung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerbeläge in Press- spanformstücken oder anderen Isoliermaterialien eingebettet sind. 2. Hochspannungsausleitung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Formstücke vorzugsweise die Gestalt von Kreiszylindern haben. 3. Hochspannungsausleitung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerbeläge aus Metall bestehen. 4. Hochspannungsausleitung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung einer verlustarmen Anordnung die Steuerbeläge aus Leitpapier mit weitläufig unterlegten Metallstreifen ausgeführt sind. 5.

   Hochspannungsausl--itung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 4., dadurch gekennzeichnet, dass an den Enden der Steuerbeläge isolierte Steuerschirmringe angeordnet sind.