DE1114922B - Aus Scheibenspulen aufgebaute Roehrenwicklung fuer Transformatoren und Drosselspulen - Google Patents

Description

• ,Aus Scheibenspulen aufgebaute Röhrenwicklung für Transformatoren und Drosselspulen Bekanntlich wird die Spannungsverteilung und damit auch die innere Wicklungsbeanspruchung beim Auftreffen von Stoßspannungen auf die Wicklungen von Transformatoren und Drosselspulen im wesentlichen vom Verhältnis der Erdkapazität zur Reihenkapazität der Wicklung beeinflußt.
• Da die Erdkapazität bei Wicklungen ohne besondere Maßnahmen gegenüber der Serienkapazität wesentlich größer ist, ergibt sich beim Auftreffen einer Stoßspannung ein nichtlinearer Spannungsabfall entlang der Wicklung, wodurch insbesondere die Isolation der Eingangsspulen besonders hoch beansprucht wird.
• Um beim Auftreffen der Stoßspannung eine möglichst lineare Spannungsverteilung zu erhalten und dadurch Beanspruchungsspitzen einzelner Wicklungsteile zu vermeiden, ist es zweckmäßig, die Reihenkapazität gegenüber der Erdkapazität möglichst zu vergrößern.
• Zu diesem Zweck wurde bereits vorgeschlagen, bei einer aus Scheibenspulen aufgebauten Röhrenwicklung die einzelnen Scheibenspulen aus je zwei ineinandergewickelten Wicklungsgängen herzustellen.
• Eine derartige Wicklung ist in Abb. 1 dargestellt. Der erste Gang ist schraffiert gezeichnet, der zweite Gang ist unschraffiert. Der Betriebsstrom durchfließt, im Querschnitt betrachtet, schleifenförmig jede Spule zweimal. Die kapazitive Kopplung zwischen den Spulen einer so aufgebauten Wicklung ist jedoch nicht gleichmäßig längs der ganzen Wicklung. So wechseln Spulen, bei denen eine gute kapazitive Kopplung dadurch erreicht wird, daß am inneren und äußeren Umfang Querverbindungen zwischen den Spulen bestehen, mit solchen ab, bei denen entweder nur am äußeren oder nur am inneren Umfang Verbindungen zwischen den Spulen vorhanden sind und die demnach kapazitiv schlechter gekoppelt sind.
• Die Reihenkapazität einer Spulenwicklung mit zwei parallelen Teilleitern kann in bekannter Weise auch dadurch vergrößert werden, daß einem Stromzweig eine Spule vorgeschaltet wird, so daß zwischen den benachbarten Windungen innerhalb der Spulen eine Spannungsdifferenz besteht, wobei Punkte gleichen Potentials durch Querverbindungen miteinander verbunden werden können. Für diese Maßnahmen sind jedoch mindestens zwei parallele Teilleiter notwendig.
• Die Erfindung schafft hier Abhilfe und ergibt eine gleichmäßigere räumliche Spannungsverteilung beim Auftreffen von Stoßspannungen durch die Kombination folgender Maßnahmen: 1. Vergrößerung der Windungskapazität durch mehrgängig ineinandergewickelte Spulen und 2. gleichmäßigere und stärkere kapazitive Kopplung zwischen den Spulen durch Schaffung von Querverbindungen zwischen allen Spulen, zumindest sowohl am inneren als auch am äußeren Umfang der Wicklung.
• Die Erfindung bezieht sich auf eine aus Scheibenspulen aufgebaute Röhrenwicklung für Transformatoren und Drosselspulen. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangs- und Ausgangsspule mindestens zweigängig und die anderen Spulen mindestens dreigängig ineinandergewickelt sind, wobei die einzelnen Wicklungsgänge der Spulen mit Wicklungsgängen der Nachbarspulen so in Reihe geschaltet sind, daß zwischen allen benachbarten Spulen mindestens drei vom Betriebsstrom durchflossene Querverbindungen bestehen, von denen mindestens eine Querverbindung eine in der Nähe des inneren Spulenumfanges gelegene Windung der einen Spule mit einer in der Nähe des inneren Spulenumfanges gelegenen Windung der benachbarten Spule und mindestens eine Querverbindung eine in der Nähe des äußeren Spulenumfanges gelegene Windung der einen Spule mit einer in der Nähe des äußeren Spulenumfanges gelegenen Windung der benachbarten Spule direkt leitend verbindet. In Abb. 2 und 3 ist eine Wicklung nach dem Kennzeichen der Erfindung dargestellt, wobei die Normalspulen dreigängig und die Endspulen zweigängig ineinandergewickelt sind. Abb. 2 zeigt durch die unterschiedlichen Schraffuren die jeweilige räumliche Lage der Windungen der einzelnen Gänge; in Abb.3 sind die Gänge zum besseren Verständnis nebeneinander gezeichnet, wodurch die Schaltung, der Stromlauf und der Aufbau direkt sichtbar sind.
• Die Schaltung ist so getroffen, daß das Ende (E) des ersten Ganges der ersten Spule mit dem Ende (E) des ersten Ganges der zweiten Spule verbunden ist.
• Der Anfang A des ersten Ganges der zweiten Spule ist mit dem Anfang A des zweiten Ganges der ersten Spule verbunden. Das Ende E des zweiten Ganges der ersten Spule ist mit dem Ende E des zweiten Ganges der zweiten Spule verbunden. Der Anfang A des zweiten Ganges der zweiten Spule ist mit dem Anfang A des ersten Ganges der dritten Spule verbunden. Das Ende E des ersten Ganges der dritten Spule ist mit dem Ende E des dritten Ganges der zweiten Spule verbunden. Der Anfang A des dritten Ganges der zweiten Spule ist mit dem Anfang A des zweiten Ganges der dritten Spule verbunden. Das Ende E des zweiten Ganges der dritten Spule ist mit dem Ende E des ersten Ganges der vierten Spule verbunden. Der Anfang A des ersten Ganges der vierten Spule ist mit dem Anfang A des dritten Ganges der dritten Spule verbunden. Das Ende E des dritten Ganges der dritten Spule ist mit dem Ende E des zweiten Ganges der vierten Spule verbunden. Die Schaltung wiederholt sich so durch die ganze Wicklung, wobei die Verbindungen der- letzten und vorletzten Spule spiegelbildlich den Verbindungen zwischen erster und zweiter Spule entsprechen.
• In der Praxis müssen bei hohen Stromstärken oftmals Wicklungen mit parallelen Leitern ausgeführt werden. Die vorbeschriebene Methode läßt sich auch dabei anwenden, und zwar auf zwei Arten: Eine Möglichkeit besteht darin, daß man die Teilleiter in üblicher Weise nebeneinander führt; es ergibt sich dabei im Prinzip das gleiche Bild wie in Abb. 2 und 3, nur mit dem Unterschied, daß jeder Leiter aus mehreren Teilleitern besteht.
• Die zweite und besonders vorteilhafte Möglichkeit besteht darin, daß jeder Wicklungsgang einer Spule aus mehreren parallel geschalteten Leitern besteht, wobei die parallel geschalteten Leiter eines Ganges mit den parallel geschalteten Leitern der anderen Gänge einer Spule in der Weise verschachtelt sind, daß in möglichst vielen Spulen auf je einen Leiter des einen Wicklungsganges ein Leiter eines anderen Wicklungsganges folgt. Durch diese Ausführung erhält man eine vorzügliche kapazitive Kopplung, die wesentlich besser ist als bei der vorgenannten Anordnung. Die Zahl der Querverbindungen beträgt bei dieser Variante der Erfindung ein Vielfaches von »Drei«, entsprechend der Zahl der parallel geschalteten Teilleiter.
• Eine derartige Wicklung ist in Abb. 4 dargestellt, bei welcher der erste Teilleiter in der Reihenfolge der Windungen durch die Zahlen 101 bis 136 und der zweite Teilleiter in der Reihenfolge der Windungen durch die Zahlen 210 bis 236 gekennzeichnet ist.
• Zur Unterdrückung von Zusatzverlusten ist es notwendig, die parallelen Leiter der Wicklung so auszukreuzen, daß der Streufluß in aus parallelen Leitern bestehenden Schleifen- ein Minimum wird. Eine solche Auskreuzung kann auch aus fertigungstechnischen Gründen zweckmäßig sein. Bei der Wicklung nach Abb. 2 ergibt sich die Auskreuzung aus fertigungstechnischen Gründen, bei der Wicklung nach Abb. 4 ist die Auskreuzung aus beiden Gründen nötig.
• Man muß nicht immer die ganze Wicklung in einer Anordnung gemäß der Erfindung ausführen, man kann vielmehr erfindungsgemäß gewickelte Spulen auch mit in bekannter Weise gewickelten Spulen kombinieren. Zum Beispiel kann eine im gefährdeten Gebiet erfindungsgemäß angeordnete Wicklung nach einer gewissen Anzahl Spulen in eine normale Einzel-bzw. Doppelspulenschaltung übergehen.
• Es versteht sich von selbst, daß die in den angeführten Beispielen gewählten Spulenzahlen, Windungszahlen, Zahl der ineinandergewickelten Wicklungsgänge und Zahl der parallelen Teilleiter in keiner Weise verpflichtend für die Erfindung sind. Selbstverständlich sind diese Werte weitgehend beliebig und von dem jeweiligen praktischen Fall abhängig.
• Der Vorteil gegenüber den bekannten Wicklungsanordnungen liegt bei der Erfindung besonders darin, daß durch die ganze Wicklung am inneren und zugleich auch am äußeren Spulenumfang vom Betriebsstrom durchflossene Querverbindungen bestehen, die jeweils eine Windung der einen Spule mit einer Windung der benachbarten Spule direkt leitend verbinden. Bei den bekannten Wicklungen sind diese Querverbindungen nur entweder am inneren oder am äußeren Spulenumfang durch die ganze Länge der Wicklung vorhanden. Es ist daher einleuchtend, daß bei sonst gleichen Verhältnissen eine nach der Erfindung angeordnete Wicklung gegenüber bekannten Anordnungen eine größere Reihenkapazität besitzen muß.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Aus Scheibenspulen aufgebaute Röhrenwicklung für Transformatoren und Drosselspulen, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangs- und Ausgangsspule mindestens zweigängig und die anderen Spulen mindestens dreigängig ineinandergewickelt sind, wobei die einzelnen Wicklungsgänge der Spulen mit Wicklungsgängen der Nachbarspulen so in Reihe geschaltet sind, daß zwischen allen benachbarten Spulen mindestens drei vom Betriebsstrom durchflossene Querverbindungen bestehen, von denen mindestens eine Querverbindung eine in der Nähe des inneren Spulenumfanges gelegene Windung der einen Spule mit einer in der Nähe des inneren Spulenumfanges gelegenen Windung der benachbarten Spule und mindestens eine Querverbindung eine in der Nähe des äußeren Spulenumfanges gelegene Windung der einen Spule mit einer in der Nähe des äußeren Spulenumfanges gelegenen Windung der benachbarten Spule direkt leitend verbindet.
2. 2. Wicklung nach Anspruch 1, wobei der Leiter aus parallel geschalteten Teilleitern besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Querverbindungen mindestens ein Vielfaches von »Drei« beträgt, entsprechend der Zahl der parallel geschalteten Teilleiter.
3. 3. Wicklung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die parallel geschalteten Teilleiter eines Ganges mit den parallel geschalteten Teilleitern der anderen Gänge einer Spule in an sich bekannter Weise so verschachtelt sind, daß in möglichst vielen Spulen auf je einen Teilleiter des einen Wicklungsganges ein Teilleiter eines anderen Wicklungsganges folgt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 941740, 948 628; deutscheAuslegeschriften Nr.1039 620, 1003 850; schweizerische Patentschriften Nr. 329 523, 270 657, 310 044.