Anordnung zum Isolieren von Kühlmittelanschlüssen bei Statorwicklungen mit direkter Kupferkühlung Bei Generatoren grosser Einheitsleistungen wird zur Ermöglichung kleiner Stabhöhen das Kupfer der Statorwicklung direkt gekühlt. Es sind verschiedene Anordnungen bekannt, um ein gasförmiges oder flüssiges Kühlmittel innerhalb der Hauptisolation längs oder im Leiterbündel in unmittelbarer Nähe des Kupfers zu führen.
Je nach Konstruktionsart der Maschine wird das Kühlmittel vom Eintritt in die Wicklung durch einen oder mehrere in Serie geschaltete Stäbe geführt.
Am Ein- und Austritt des Kühlmittels in bzw. aus der Wicklung sind besondere Anschlüsse für Isolierrohre, Schläuche, Kammern usw. oder ein fach Austrittsöffnungen angeordnet, wo die Haupt isolation der Wicklung unterbrochen werden muss.
Die vorliegende Erfindung befasst sich nun ins besondere mit solchen Ein- und Austritten von Kühlmittel an den Stabenden, wenn sie in die Pha sentrennung zu liegen kommen. In solchen Fällen ist es notwendig, weil solche Maschinen meistens für Nennspannungen von 18 bis 30 und mehr kV ausgelegt werden, dass der aus wirtschaftlichen Grün den beschränkte Raum zwischen den Anschlussstellen in der Phasentrennung durch eine zusätzliche Iso lation verstärkt wird.
Eine weitere Forderung ist noch, dass die An schluss- bzw. Ein- und Austritt-Stellen der Wicklung leicht zugänglich sind, d. h. es darf keine Zerstörung einer Isolation nach Abschluss der Kontrolle der Anschlussstellen oder Ausführung von Messungen er folgen, die nur durch Umwickeln mit einem Isolier band oder sonstige nur von Fachleuten durchführ bare Arbeiten wieder erstellt werden kann.
Es ist bekannt, dass solche Phasentrennungen dadurch isoliert werden, dass Isolierhülsen, Platten oder Kappen über die an Spannung liegenden blan- ken Metallteile geschoben werden. Solche Anord nungen sind in der Lage, die Prüfspannung zwischen verschiedenen Phasen, wobei ja eine Phase an Span nung, die andere an Erde liegt, zu halten.
Bei vie len Maschinen, insbesondere bei solchen mit grosser Nutenzahl, ist es aber nicht möglich, den Abstand den Anschlüssen in der Phasentrennung so gross zu machen, dass die zwischen Metallteilen und Isolation sowie zwischen Isolation und Isolation verbleiben den Luftspalte im Betrieb nicht durch die anliegende Spannung überlastet werden und in ihnen elektrische Entladungen auftreten, welche die Isolation schnell zerstören können. Um solche Entladungen zu ver meiden, werden die verbleibenden Luftspalte mit einem halbleitenden Kitt ausgefüllt, der alle Luft spalte kurzschliesst und dadurch elektrisch unschäd lich macht.
Bei diesem letzteren Verfahren ist es jedoch nach teilig, dass das Auskitten an der fertig gewickelten Maschine erfolgen muss und ausserdem eine sehr schmutzige Arbeit ist. Die Qualität der Arbeit, d. h. die Vollkommenheit der Ausstopfung, kann kaum überprüft werden. Irgendwelche spätere Arbeiten an der Statorwicklung bedingen meistens die Zerstörung der Auskittung.
Ferner ist es schwierig, zwischen dem Kitt und den Anschlussteilen einen guten elektrischen Kontakt herzustellen und im Laufe der betrieblichen Be anspruchungen ist eine Verschlechterung des Kon taktes unvermeidlich.
Zweck der Erfindung ist nunmehr, eine Anord nung zum Isolieren von Kühlmittelanschlüssen, die Spulenköpfen verschiedener Phase bei Statorwick- lungen mit direkter Kupferkühlung angehören, zu schaffen, wobei die erwähnten Nachteile der bis herigen Anordnungen vermieden werden.
Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass min destens eine Isolierbarriere in der Phasentrennung im Bereich der Anschlüsse vorgesehen wird, in der mindestens eine stromleitende Einlage eingebaut ist, die an einem solchen Potential angeschlossen ist, dass die an der Barriere angrenzenden Luftspalte kurzgeschlossen sind.
Anhand der Zeichnung sei ein Ausführungsbei spiel der Erfindung näher erläutert. In der Figur sind zwei Anschlüsse bzw. Ein- oder Austrittsstellen für das Kühlmittel einer unmittelbar gekühlten Stator- wicklung eines Turbogenerators im Querschnitt dar gestellt. Zwischen diesen mit 1 bezeichneten An schlüssen, die Spulenköpfen verschiedener Phase an gehören, sind in der Phasentrennung zwei Isolier- barrieren 2 vorgesehen, die meistens aus glimmer- haltigem Material hergestellt werden.
In diesen Bar rieren 2 sind je 2 Metallplatten 3 eingebaut, die mittels den Verbindungen 4 an einem solchen Po tential angeschlossen werden, dass der Luftspalt zwi schen Barriere 2 und Anschluss 1 bzw. zwischen den beiden Barrieren 2 kurzgeschlossen ist. Ausserdem können die Barrieren noch mit inneren Metallplat ten 5 versehen werden, die nur als Elektroden zur Steuerung der Spannungsverteilung dienen. Anstelle der Metallplatten können auch leitende Beläge in den Barrieren 2 eingebaut werden, ähnlich wie z. B. bei Durchführungen verwendet werden.
Selbstverständlich ist es auch möglich, die nur zur Steuerung der Spannungsverteilung vorgesehenen inneren Metallplatten 5 wegzulassen. Es ist auch denkbar, in gewissen Fällen nur eine Barriere 2 vorzusehen, die gegebenenfalls nur eine metallische Einlage 3 aufweist. Die beschriebene Anordnung besitzt den grossen Vorteil, dass die Kühlmittelanschlüsse jederzeit ohne weiteres zugänglich sind und Kontroll- oder son stige Arbeiten an denselben durchgeführt werden können, ohne dass die Isolation im Bereich der Phasentrennung beschädigt und nachher erneuert werden muss.
Ferner ist ein einwandfreier Kontakt zwischen den leitenden Teilen der Isolierbarrieren und den Anschlüssen bzw. Ein- und Austritten des Kühl mittels auf einfache Weise gewährleistet.
Arrangement for isolating coolant connections in stator windings with direct copper cooling. In generators with high unit outputs, the copper in the stator winding is cooled directly to enable small bar heights. Various arrangements are known for guiding a gaseous or liquid coolant within the main insulation along or in the conductor bundle in the immediate vicinity of the copper.
Depending on the design of the machine, the coolant is led from the entry into the winding through one or more bars connected in series.
At the inlet and outlet of the coolant in or out of the winding, special connections for insulating tubes, hoses, chambers, etc. or a fold outlet openings are arranged where the main insulation of the winding must be interrupted.
The present invention is now particularly concerned with such ingress and egress of coolant at the rod ends when they come to lie in the phase separation. In such cases it is necessary, because such machines are usually designed for nominal voltages of 18 to 30 kV and more, that the limited space between the connection points in the phase separation is reinforced by additional insulation for economic reasons.
Another requirement is that the connection or entry and exit points of the winding are easily accessible, ie. H. insulation must not be destroyed after checking the connection points or taking measurements that can only be restored by wrapping insulating tape or other work that can only be carried out by specialists.
It is known that such phase separations are insulated by sliding insulating sleeves, plates or caps over the bare metal parts that are under tension. Such arrangements are able to hold the test voltage between different phases, one phase being voltage and the other being earthed.
In many machines, especially those with a large number of slots, it is not possible to make the distance between the connections in the phase separation so large that the air gap between metal parts and insulation and between insulation and insulation does not remain due to the adjacent air gap during operation Voltage are overloaded and electrical discharges occur in them, which can quickly destroy the insulation. In order to avoid such discharges, the remaining air gaps are filled with a semiconducting cement, which short-circuits all air gaps and thereby renders them electrically harmless.
In this latter method, however, it is disadvantageous that the cementing must be done on the finished wound machine and, moreover, is a very dirty job. The quality of the work, i.e. H. the perfection of the stuffing can hardly be verified. Any subsequent work on the stator winding usually results in the destruction of the cement.
Furthermore, it is difficult to establish a good electrical contact between the cement and the connecting parts, and in the course of operational stresses, deterioration of the contact is inevitable.
The purpose of the invention is now to create an arrangement for isolating coolant connections that belong to coil heads of different phases in stator windings with direct copper cooling, avoiding the disadvantages of the previous arrangements mentioned.
According to the invention, this is achieved in that at least one insulating barrier is provided in the phase separation in the area of the connections, in which at least one electrically conductive insert is installed, which is connected to such a potential that the air gaps adjacent to the barrier are short-circuited.
Based on the drawing, a Ausführungsbei game of the invention is explained in more detail. In the figure, two connections or entry or exit points for the coolant of a directly cooled stator winding of a turbo generator are shown in cross section. Between these connections, denoted by 1, which belong to coil heads of different phases, two insulating barriers 2 are provided in the phase separation, which are mostly made of mica-containing material.
In this barrier 2 2 metal plates 3 are installed, which are connected by means of the connections 4 to a potential such that the air gap between the barrier 2 and connection 1 or between the two barriers 2 is short-circuited. In addition, the barriers can be provided with inner Metallplat 5 th, which only serve as electrodes to control the voltage distribution. Instead of the metal plates, conductive coverings can also be installed in the barriers 2, similar to e.g. B. used in bushings.
Of course, it is also possible to omit the inner metal plates 5 which are only provided for controlling the stress distribution. It is also conceivable, in certain cases, to provide only one barrier 2, which optionally has only one metallic insert 3. The arrangement described has the great advantage that the coolant connections are readily accessible at any time and control or other work can be carried out on the same without the insulation in the area of the phase separation having to be damaged and subsequently renewed.
Furthermore, perfect contact between the conductive parts of the insulating barriers and the connections or entry and exit of the cooling means is ensured in a simple manner.