DE1058630B

DE1058630B - Wassergekuehlter Wickelkondensator

Info

Publication number: DE1058630B
Application number: DEE9875A
Authority: DE
Inventors: Walter Pinkofsky
Original assignee: ERO STARKSTROM KONDENSATOREN
Current assignee: ERO STARKSTROM KONDENSATOREN
Priority date: 1954-11-23
Filing date: 1954-11-23
Publication date: 1959-06-04

Description

Wassergekühlter Wickelkondensator Die Erfindung bezieht sich auf wassergekühlte Wickelkondensatoren, insbesondere für den Mittelfrequenzbetrieb.
Kondensatoren für Netzfrequenzen unterhalb 100 Hz lassen sich im allgemeinen betreiben, ohne daß zusätzliche Kühlmittel eingesetzt werden müssen, da bei den in diesem Falle gegebenen elektrischen Beanspruchungen die zur Verfügung stehende Gehäuseoberfläche das Abführen der erzeugten Verlustwärme gewährleistet. Mit höherer Frequenz steigen jedoch die Verluste stärker an, und es wird je nach Tränkmittel und Konstruktion früher oder später der Punkt erreicht, wo bei wirtschaftlicher Ausnutzung des Aktivmaterials eine natürliche Abführung der Verlustwärme durch die Gehäuseoberfläche nicht mehr möglich ist. Hier setzt dann die forcierende Kühlung mit Luft oder Wasser ein.
Es ist bekannt, zwecks Kühlung des Wickels durch den rohrförmigen Wickeldorn z. B. Wasser zu leiten, wobei dieser Wickeldorn aus Metall und Isolierstoff zusammengesetzt ist oder aber ganz aus Metall besteht. Letztere Ausführung ist hinsichtlich der Wärmeableitung günstiger. Man hat auch versucht, die Wärmeabfuhr aus dem Wickel dadurch zu verbessern, daß mittels metallischer Zwischenkontaktstücke die Wärme aus den stirnseitig überstehenden Belagfolien auf den zur Kühlung mit herangezogenen Wickeldorn übertragen wird.
Diese erwähnten Ausführungsformen haben jedoch den grundsätzlichen Nachteil, daß die im Wickel entstehende Wärme nicht direkt, sondern über längere Zwischenstückwege, d. h. also unter nicht optimalen Kühlungsbedingungen, an die eigentlichen Kühlleitungen abgeführt wird.
Es sind auch Verfahren der Wärmeabführung bekanntgeworden, welche die Verlustwärme des Wickels über die stirnseitig überstehende Belagfolie an metallische Kühlleitungsrohre, z. B. mittels Verlöten beider. abführen. Obwohl in diesem Falle die Wärme direkt abgeführt wird, sind jedoch die überstehenden Belagfolien gebündelt und so tangential zwischen je zwei Kühlleitungen geführt und verlötet, daß dabei der größte Teil der Kühlrohroberfläche nicht zur direkten Folienkühlung ausgenutzt ist.
Demgegenüber werden erfindungsgemäß die ausreichend weit überstehenden Windungsränder der einen Belagfolie direkt um den gesamten Umfang des ganz metallischen, z. B. für Wasserinnenkühlung geeigneten Wickeldornrohres herumgebördelt und mit diesem durch einen metallischen Druckring in optimalem ; Wärmekontakt verbunden.
Der als Durchströmkanal ausgebildete Wickeldorn dient zugleich als mit dem Gehäuse oder mit Erde verbundener Stromleiter. Über dem Wickeldorn sitzt ein Isolierrohr, das diesen gegen die Belagfolie des Gegenpols isoliert.
Bei leistungsmäßig hoch ausgenutzten Wickeln erfolgt die Kühlung dieser zweiten, gegenpoligen Belagfolie zur Erzielung einer ebenso wirksamen Wärmeabfuhr, wie sie bei dem ersten Belag -erreicht ist derart, daß die stirnseitig in diesem Falle nur relativ kurz überstehenden Belagfolienränder sich auch wieder unmittelbar mit einem direkt gekühlten Wärmeableitkontaktblech in fester Druckverbindung befinden. Die Kühlung dieses Bleches erfolgt durch eine von einem Kühlmedium durchströmte Rohrschlange, so daß auch in diesem Falle die Wärme auf dem kürzesten Wege abgeführt wird.
Die Figuren zeigen schematisch ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes, und zwar Fig. 1 einen Wickel, teilweise abgerollt, Fig. 2 den Kondensator im Achsschnitt.
Gemäß Fig. 1 besteht der Kondensatorwickel aus zwei Belagfolien 1 und 2 unter Zwischenschaltung einer Dielektrikumsbahn 3 (z. B. Papierbahn). Die Belagfolien 1 und 2 sind gleich breit und derart gegeneinander versetzt, daß der Rand 4 der Folie l nur verhältnismäßig kurz über die Kante 3' der Dielektrikumsbahn, der Rand 5 der Folie 2 hingegen um einen wesentlich größeren Betrag über die andere Kante 3" der Bahn 3 übersteht. Der Wickel sitzt auf einem Wickeldorn 6, welcher aus einem Rohr aus Kupfer oder einem ähnlichen, gut wärmeleitenden antimagnetischen Material besteht. Die Endwindungen 5 sind, wie aus Fig. 2 ersichtlich, nach innen gegen den Wickeldorn 6 zu gebördelt, so daß sie in innigen metallischen Wärmekontakt mit dem Wickeldorn 6 gebracht werden können. Die Herstellung des erforderlichen Kontaktdruckes erfolgt durch ein Ringstück 7, das in der Arbeitsstellung durch eine Schraube 8 auf dem Rohr 6 gesichert ist. Die Randwindungen 4 der Folie 1 sind ebenfalls nach innen zu gebördelt, wie aus Fig.2 ersichtlich, und gegen den Nickeldorn 6 durch ein auf denselben geschobenes solierrohr 9 isoliert, das auf dieser Seite über den Nickel vorsteht. Der ganze Wickel sitzt in einem >echerförmig gebogenen Kontaktblech 10, dessen Soden 11 ebenfalls in hochwirksamem Wärmekontakt nit den umgebördelten Randwindungen 4 steht. Die Ciihlung des Bodens 11 erfolgt durch eine Kühl-;chlange 12, die in direktem Wärmeaustausch an der Außenseite des Bodens 11, der gelocht sein kann, mit 'reßdruck anliegt. Die Isolation von 10 gegenüber 6 erfolgt durch das Isolierrohr 9.
Der Anschluß des Kondensators erfolgt seinerseits iber den Wickeldorn 6, andererseits über einen Konaktring 13 des Bleches 10. Der so armierte Konden-,atorwickel ist mit dem an dem einen Ende vor-@tehenden Wickeldorn 6 durch die Bohrung eines -laltebleches 14 gesteckt. Zwischen diesem und einer .solierplatte 15 befindet sich eine Druckfeder 16, die )eim Anziehen einer auf dem freien Ende des Bornes 6 sitzenden Mutter 17 den eingestellten Anangsdruckwert für die Kontaktierung aufrechterhält.
Als Durchflußkühlmittel für den Dorn 6 und, durch Ine isolierende Zwischenleitung getrennt, für die Cühlschlange 12 dient vorzugsweise Wasser.
Wickelelemente der erfindungsgemäßen Art können :usammengefaßt und zu Einheiten größerer Leistung rereinigt werden. Der Tränkprozeß mit Mineralöl >der ähnlichen flüssigen Imprägniermitteln erfolgt in ier üblichen Weise. Öffnungen in den Kontaktplatten sorgen dafür, daß die Entlüftung und die Entfeuchung des Aktivmaterials sowie die Tränkung desselben licht behindert werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Durch ein strömendes Kühlmedium gekühlter Wickelkondensator, bei welchem der Wickeldorn als Durchströmkanal für das Kühlmedium ausgebildet ist und die über die Kante der Dielektrikumsbahn überstehenden Windungsränder der Belagfolie des einen Spannungspols in wärmeübertragendem Kontakt mit dem Wickeldorn stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die überstehenden Windungsränder der einen Belagfolie direkt an die Manteloberfläche des ganz metallischen Wickeldornes herangebördelt und durch einen Druckring an den Wickeldorn angepreßt sind.
2. Wickelkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der als Durchströmkanal für das Kühlmedium ausgebildete Wickeldorn zugleich als mit dem Gehäuse oder der Erde verbundener Stromleiter dient.
3. Wickelkondensator nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Wickeldorn ein Isolierrohr sitzt, das den Wickeldorn gegen die Gegenbelagfolie des zweiten Spannungspols isoliert.
4. Wickelkondensator nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Gegenbelagfolie zur Wärmeabführung herangezogen ist.
5. Wickelkondensator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeabfuhr aus der stirnseitig kürzer überstehenden Gegenbelagfolie kurzwegig über ein direkt mittels Kühlrohrschlange gekühltes, unter Druck anliegendes Wärmekontaktblech erfolgt.
6. Wickelkondensator nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschelemente durch Federdruck zusammengepreßt sind.
7. Wickelkondensator nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Belagpol an Erde bzw. an Gehäuse gelegt, der andere mit der Spannungsklemme verbunden ist, wobei das Kühlmedium, vorzugsweise Wasser, die durch eine Zwischenleitung gegeneinander isolierten Kühlleitungen beider Beläge durchfließen kann. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 548 577, 587 964; USA.-Patentschrift Nr. 2151787.