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Einrichtung an stationären elektromagnetischen Maschinen, insbesondere Hochspannungstransformatoren
Es ist allgemein bekannt, dass das Verhalten von Wicklungen stationärer elektromagnetischer Maschinen, insbesondere Transformatoren, bei Spannungsstössen, d. i. insbesondere die Anfangsverteilung der Spannung und die freien Schwingungen der Wicklung, durch Verwendung von Einrichtungen zum
Schutze der Wicklungen vor Stossspannungen wesentlich verbessert werden kann. Es sind dies im wesentlichen eine Kapazität und ein Widerstand geeigneter Grösse, die seriengeschaltet sind und zwischen die Eingangs- oder die Nulldurchführung der Wicklung und einen andern Punkt der Wicklung eingeschaltet werden. Bei Wicklungen von Regeltransformatoren ist dies mit Vorteil das freie Ende der Regelwicklung.
Bei Wicklungen ohne Abzweigungen wird diese Einrichtung zum Schutze der Wicklung vor Stossspannungen zwischen die Eingangsdurchführung und die Windung eingeschaltet, welche von der letzteren in der Regel um 25-4090 der Gesamtwindungszahl entfernt ist.
Obwohl der günstige Einfluss solcher Einrichtungen zum Schutze der Wicklung vor Stossspannungen bereits vor mehreren Jahren theoretisch und experimentell verlässlich nachgewiesen wurde, hat sich deren praktische Verwendung beim Bau von Hochspannungstransformatoren nicht allzusehr durchgesetzt, u. zw. insbesondere wegen konstruktiver Schwierigkeiten bei der Ausbildung dieser Einrichtung und beim Einbau in den Transformator und dem damit verbundenen Platzbedarf im Gefäss.
Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen. Dies wird bei einer Einrichtung an stationaren elektromagnetischen Maschinen, insbesondere Hochspannungstransformatoren, zum Schutze der Wicklungen vorStoËspannungen, bestehend aus einem mit einem Widerstand in Serie geschalteten Kondensator, wobei der Widerstand durch die Halbleiterelektroden des Kondensators gebildet ist, erfin- dungsgemä ! 3 dadurch erreicht, dass der Kondensator durch zwei am Umfang unterbrochene Zylinder, die gleichachsig mit der Wicklung verlaufen und je einen Belag aus Halbleitermaterial aufweisen, gebildet wird, von denen der eine an die Eingangsklemme der Wicklung oder deren Nullklemme und der andere an einen andern Punkt der Wicklung angeschlossen ist.
Aus der Schweizer Patentschrift Nr. 174776 ist zwar eine Einrichtung an Transformatoren zum Schutze der Wicklungen vor Wanderwellen bekannt, bei der auch eine Serienschaltung eines Kondensators und eines Widerstandes, welcher Widerstand durch die Halbleiterelektroden des Kondensators gebildet ist, angewendet wird. Ansonsten weicht aber die aus dieser Patentschrift bekannte Lösung sowohl konstruktiv als auch schaltungstechnisch von der erfindungsgemässen Lösung ab. Diese bekannte Lösung ist heute bereits veraltet, technologisch schwierig herzustellen und wenig wirksam in der Funktion.
Ein praktisches Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung ist in den Fig. 1-4 der Zeichnungen dargestellt. Es zeigen : Fig. l in Form eines Schaltschema den elektrischen Anschluss der erfindungsgemässen Einrichtung an einerWicklung eines Regeltransformators, Fig. 2 die konstruktive Anordnung der erfindungsgemässen Einrichtung, Fig. 3 eine Ansicht der Wicklung in Richtung der Achse
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und Fig. 4 einen Schnitt in Achsrichtung der Wicklung.
In Fig. l ist der elektrische Anschluss der erfindungsgemässen Einrichtung an der Regelwicklung 5 am Eingang der Hochspannungswicklung 1 dargestellt. Die aus Widerstand und Kondensator gebilde- te Serienschaltung 2 ist zwischen die Eingangsklemme 3 und das freie Ende 4 der Regelwick- lung 5 geschaltet.
Fig. 2 zeigt die konstruktive Anordnung der erfindungsgemässen Einrichtung 2 an einer Vierla- genwicklung, bei welcher sich in der Randlage 6 die Regelwicklung 5 am Eingang befindet. Die gemäss Fig. l geschaltete erfindungsgemässe Einrichtung 2, d. h. zwischen die Eingangsklemme 3 und das freie Ende 4 der Regelwicklung 5 geschaltet, besteht aus dem Kondensator, der durch zwei am Umfang unterbrochene Zylinder 7, 8 gebildet wird, welche gleichachsig mit der Wicklung 1 verlaufen und aus dem durch die Halbleiterelektroden 9, 10 des Kondensators gebildeten Widerstand.
Diese Halbleiterelektroden werden durch Auftragen eines Belages aus Halbleitermaterial direkt auf die äussere und die innere Oberfläche der beiden Zylinder 7, 8 gebildet. Die Ausführung 11 aus der
Elektrode 9 ist am oberen Rand des Zylinders 7, die Ausführung 12 aus der Elektrode 10 ist am unteren Rand des Zylinders 8 angeordnet. Die geeignete Grösse des mit der Kapazität in Serie geschalteten Widerstandes und dadurch die richtige Funktion der erfindungsgemässen Einrichtung erreicht man teils durch die Wahl der Dichte und Dicke des Belages aus Halbleitermaterial, teils durch Anordnung der Ausführungen aus den Halbleiterelektroden an deren gegenüberliegenden Enden.
In Fig. 3 ist eine Ansicht in Richtung der Wicklungsachse der Wicklung 1 dargestellt, welche mit einer erfindungsgemässen Einrichtung 2 versehen ist. Die Ausführungen 11, 12 der Halbleiterelektroden 9, 10 befinden sich an den Rändern der am Umfang unterbrochenen Zylinder 7, 8, u. zw. die Ausführung 11 am Innenzylinder 7 rechts von der Unterbrechung und die Ausführung'12 am Aussenzylinder 8 links von der Unterbrechung.
Fig. 4 stellt einen Schnitt in Achsrichtung der Wicklung 1 dar. Die Ausführungen 11, 12 aus den Elektroden 9, 10 sind an den gegenüberliegenden Seiten der Zylinder angeordnet, u. zw. die Ausführung 11 an der Innenseite des Innenzylinders 7 und die Ausführung 12 an der Aussenseite des Aussenzylinders 8. Es sind natürlich verschiedene Kombinationen der erwähnten Grundausführungen möglich ; so z. B. kann die Ausführung 11 am oberen rechten Rand und die Ausführung 12 am linken unteren Rand od. ähnl. angeordnet werden.
Die erfindungsgemässe Lösung ist einfach, nimmt in der Maschine verhältnismässig wenig Platz ein, ist kompakt und ihre Anwendung bereitet keine Schwierigkeiten bei dem Gesamtentwurf der Maschine. Das Wesen der Erfindung bleibt erhalten, ob die Elektroden 9, 10 blank oder mit einem Schutzüberzug, z. B. durch Lackanstrich oder mit einer Isolierschicht 13 versehen werden.