DE1039637B

DE1039637B - Layer winding for high-voltage coils provided with coolant openings in the winding layers

Info

Publication number: DE1039637B
Application number: DEB43083A
Authority: DE
Inventors: Anton Edlinger
Original assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; Brown Boveri und Cie AG Germany
Current assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1956-11-28
Filing date: 1957-01-11
Publication date: 1958-09-25

Description

Lagenwicklung für mit Kühlmittelöffnungen in den Wicklungslagen versehene Hochspannungsspulen Bei der Kühlung von Hochspannungswicklungen muß darauf geachtet werden, daß möglichst jede Stelle der Wicklung vom Kühlmittel beeinflußt wird. Bei kleineren Wicklungen ist diese Bedingung meist leicht zu erfüllen, da wegen der geringen Größe die Kühlwirkung genügend in die Wicklung eindringt. Je größer aber eine Wicklung ist, um so schwieriger ist diese Aufgabe zu erfüllen.Layer winding for those with coolant openings in the winding layers High-voltage coils Care must be taken when cooling high-voltage windings that as far as possible every point of the winding is influenced by the coolant. at This condition is usually easy to meet because of the smaller windings small size, the cooling effect penetrates sufficiently into the winding. The bigger though a winding, the more difficult this task is to accomplish.

Man hat zu diesem Zwecke das Kühlmittel künstlich beschleunigt, um die Kühlwirkung selbst zu erhöhen. Dies erfordert zusätzliche Mittel und verschlechtert den Wirkungsgrad. Außerdem gelingt es oft auch dann noch nicht, die Kühlung ins Innere der Wicklung wirken zu lassen.For this purpose, the coolant was artificially accelerated to to increase the cooling effect itself. This requires additional funds and worsens the efficiency. In addition, it is often still not possible to get the cooling into the To let the inside of the winding work.

Man hat deshalb Kühlschlitze in den Wicklungen angebracht, damit das Kühlmittel innerhalb der Wicklung strömen kann. Dies verbessert wohl die Kühlwirkung, hat aber den Nachteil, die Isolation zu verschlechtern, da feste und flüssige bzw. gasförmige Isolierstoffe nebeneinanderliegen, wodurch die Feldstärkenverteilung in Folge der verschiedenen Dielektrizitätskonstanten ungleich wird und sich sprungweise ändert. Dies ist bei Wicklungen für nicht allzu hohe Spannungen weniger von Bedeutung, aber bei Höchstspannungswicklungen können sich hierbei erhebliche Schwierigkeiten ergeben.Therefore, cooling slots have been made in the windings so that the Coolant can flow within the winding. This probably improves the cooling effect, but has the disadvantage of worsening the insulation, since solid and liquid or gaseous insulating materials lie next to each other, whereby the field strength distribution as a result of the different dielectric constants becomes unequal and changes by leaps and bounds changes. This is less important for windings for not too high voltages, but in the case of extra-high voltage windings, this can lead to considerable difficulties result.

Man hat auch den Vorschlag gemacht, an den elektrisch hoch beanspruchten Stellen das Kühlmittel mit höherer Geschwindigkeit vorbeiströmen zu lassen als an den elektrisch weniger beanspruchten Stellen. Dies erfordert aber besondere :Maßnahmen zur Veränderung der Durchflußgeschwindigkeit.The suggestion has also been made, which is electrically highly stressed Set the coolant to flow past at a higher speed than on the electrically less stressed areas. But this requires special: measures to change the flow rate.

Es ergibt sieh also die Aufgabe, eine gute Kühlwirkung ohne Verschlechterung der Isolation zu erhalten. Diese Aufgabe wird bei Lagenwicklungen für mit Kühlmittelöffnungen in den Lagen versehenen Hochspannungsspulen, die durch ein in einem durchgehenden Weg strömendes Kühlmittel gekühlt werden und deren Lagen jeweils abwechselnd auf gegenüberliegenden Seiten verbunden sind, erfindungsgetnä.ß dadurch gelöst, daß zwischen den einzelnen Lagen eine ausschließlich feste Isolation nur auf der Seite der elektrisch nicht miteinander verbundenen benachbarten Lagenenden angebracht wird, während auf der Seite miteinander verbundener benachbarter Lagenenden Zwischenräume vorgesehen werden, durch die das Kühlmittel strömen kann, und daß die Öffnungen in den einzelnen Lagen derart angeordnet werden, daß jede Stelle einer Lage wenigstens auf einer Seite von dem Kühlmittel umspült wird.So it gives you the task of having a good cooling effect without deterioration of isolation. This task is performed with layer windings for with coolant openings in the layers provided high-voltage coils, which are through a continuous Coolant flowing away are cooled and their layers alternate opposite sides are connected, erfindungsgetnä.ß solved in that between the individual layers only solid insulation on the side attached to the adjacent layer ends that are not electrically connected to one another becomes, while on the side of interconnected adjacent layer ends gaps be provided through which the coolant can flow, and that the openings are arranged in the individual layers in such a way that each point of a layer at least is washed around on one side by the coolant.

Die Anwendung von in bezug auf die übrige Lagenisolation verstärkter, fester Lagenisolationen zwischen den potentialmäßig höher beanspruchten Stellen einer Hochspannungsspule, also zwischen denjenigen benachbarten Lagenenden, die nicht miteinander verbunden sind, ist an sich bekannt.The use of reinforced with respect to the rest of the layer insulation, solid layer insulation between the potentially higher stressed areas a high-voltage coil, i.e. between those adjacent layer ends that are not connected to each other is known per se.

Der Erfindungsgedanke sei an der Zeichnung näher erläutert. Die L agenwicklung ist mit 1 bezeichnet, von ihr sind acht Lagen dargestellt. Die Spannung wird an der Stelle 2 zu- und an der Stelle 3 abgeführt. Die einzelnen Lagen sind durch Verbindungsstücke 4 miteinander verbunden. An den Stellen, wo kein Verbindungsstück .angebracht ist, ist eine feste Isolation 5 vorgesehen. Diese liegt also gerade an den Stellen der Lagenwicklung, zwischen denen der Potentialunterschied groß ist. An den Stellen, wo die Verbindungen 4 liegen, ist kein Potentialunterschied zwischen den Lagenenden vorhanden. Dort wird also keine durchgehende feste Isolation vorgesehen. Der Weg des Kühlmittels ist durch Pfeile angedeutet. Es gelangt an den Stellen in die Wicklung, wo die Spannungsbeanspruchung gering ist (wo also die Verbindungen 4 liegen). Es kommt an den Stellen der Wicklungen wieder heraus, wo die gegenseitige Spannungsbeanspruchung ebenfalls gering ist. Hierbei muß aber das Kühlmittel von dem unteren Schlitz 6 in den oberen Schlitz 7 gelangen können. Zu diesem Zweck sind Öffnungen 8 in den Lagen vorgesehen, durch die das Kühlmittel strömen kann. Diese Öffnungen liegen an den inneren Lagen 1, während an den äußeren Lagen diese Öffnungen nicht erforderlich sind, wie in der Figur durch die Schraffur angedeutet ist.The idea of the invention is explained in more detail using the drawing. The L Agenwickel is denoted by 1, eight layers of it are shown. The voltage is supplied at point 2 and discharged at point 3. The individual layers are connected to one another by connecting pieces 4. In the places where there is no connector .Attached, a solid insulation 5 is provided. So this is straight at the points of the layer winding between which the potential difference is large. At the points where the connections 4 are, there is no potential difference between the ends of the layers. There is no continuous solid insulation there. The path of the coolant is indicated by arrows. It gets to the places in the winding, where the voltage stress is low (i.e. where the connections 4 lying). It comes out at the points of the windings where the mutual Stress stress is also low. Here, however, the coolant must be from the lower slot 6 can get into the upper slot 7. To this end are Openings 8 provided in the layers through which the coolant can flow. These Openings are on the inner layers 1, while these openings are on the outer layers are not required, as indicated in the figure by the hatching.

Die feste Isolation zwischen den Lagen kann ausschließlich aus Papier bestehen, so daß die Homogenität der Isolation gewährleistet ist. Statt der einen Öffnung können auch mehrere kleine Öffnungen in der Mitte einer Lage vorgesehen werden.The solid insulation between the layers can only be made of paper exist, so that the homogeneity of the insulation is guaranteed. Instead of the one opening several small openings can also be provided in the middle of a layer.

Die Vorteile der Anordnung sind aus der Zeichnung deutlich zu erkennen. Sie bestehen in der Verwendungsmöglichkeit homogener Isoliermittel an den hochbeanspruchten Stellen und in der Umspülung aller Wicklungsstellen durch das Kühlmittel. Bei der zweiten Lage beispielsweise strömt an der unteren Hälfte das Kühlmittel links an der oberen Hälfte rechts vorbei. Bei der dritten Lage ist es umgekehrt. Das Kühlmittel erreicht also jede Stelle der Wicklung wenigstens auf einer Seite.The advantages of the arrangement can be clearly seen from the drawing. They consist in the possibility of using homogeneous isolating agents on the highly stressed ones Places and in the circulation of all winding points by the coolant. In the second layer, for example, the coolant flows to the left of the lower half the upper half to the right. In the third layer it is the other way round. The coolant thus reaches every point of the winding at least on one side.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Layer winding for high-voltage coils provided with coolant openings in the layers, which are cooled by a coolant flowing in a continuous path and whose layers are alternately connected to one another on opposite sides, characterized in that between the individual layers there is only solid insulation is attached on the side of adjacent layer ends that are not electrically connected to one another, while on the side of adjacent layer ends that are connected to one another, spaces are provided between the layers through which the coolant, which also serves as insulation, can flow, and that the openings in the individual layers are arranged in such a way that that each point of a layer is washed around at least on one side of the coolant.

2. Layer winding according to claim 1, characterized in that the solid insulation between the layers consists exclusively of paper.

3. Layer winding according to claim 1, characterized. that the openings are provided in the middle of each layer are. -1.

Layer winding according to claim 1, characterized in that instead of a larger opening several smaller openings are provided.

5. Layer winding according to claim 1, characterized in that the two outermost layers have no openings are. Documents considered: German Patent No. 222 785; Swiss U.S. Patent No. 235 837.