DE3102849C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Innen­ potentialsteuerung bei verdrillten Generatorstäben gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Anordnung zur Innenpotentialsteuerung ist aus der DE-OS 27 55 050 bekannt. Bei der dort beschriebe­ nen Anordnung ist der halbleitende Flächenstoff in Form eines Bandes um das aus isolierten Teilleitern aufgebaute Leiterpaket gewickelt und weist eine galvanische Verbindung zu einer einzigen Kontaktstelle an einem der Teilleiter auf, wobei die­ ser Teilleiter im Bereich der Kontaktstelle von seiner Isolierung befreit ist. Nachteilig ist hierbei, daß durch den relativ großen Widerstand des halbleitenden Flächen­ stoffes eine gleichmäßige Potentialfestlegung über die gesamte Stablänge nicht möglich ist. Andererseits wäre eine Anbringung von mehreren Kontaktstellen zwischen dem halbleitenden Flächenstoff und dem gleichen Teilleiter mit erheblichem Aufwand verbunden, zumal der Teilleiter durch die Verdrillung ständig seine Lage im Leiterpaket wechselt und somit für das Anbringen der Kontaktstellen schwer aufzufinden ist.

Bei einer anderen aus der DE-OS 19 03 545 bekannten An­ ordnung erfolgt die Innenpotentialsteuerung durch ein um das Leiterpaket gewickeltes Band, welches aus nebenein­ anderliegenden metallischen Fäden besteht, die durch einen Querschuß aus nicht leitendem Material miteinander ver­ woben sind. Dieses Band ist ebenfalls an einer einzigen Kontaktstelle mit einem der Teilleiter galvanisch ver­ bunden. Durch den relativ geringen Widerstand des Bandes ergibt sich zwar eine über die gesamte Stablänge gleich­ mäßige Potentialfestlegung, wobei aber gerade wegen des geringen Widerstandes hohe Wirbelstromverluste auftreten, die zu einer unerwünschten Erwärmung führen. Diese Er­ wärmung kann im Kurzschlußfall so groß werden, daß die metallischen Fäden des Bandes verdampfen. Außerdem ist die Herstellung eines solchen Bandes relativ aufwendig.

Aus der DE-OS 25 00 819 ist es ferner bekannt, einen bzw. zwei elektrisch leitende Streifen in Längs­ richtung an den Schmalseiten einer Stabwicklung vor­ zusehen, welche mit den blanken Einzelleitern der Stabrichtung elektrisch verbunden sind. Diese Streifen dienen auch der Innenpotentialsteuerung, weisen jedoch die gleichen Probleme wie oben anhand der DE-OS 27 55 050 beschrieben auf. Entweder sie leiten gut und haben hohe Wirbelstromverluste oder sie leiten schlecht und legen das Potential nicht hinreichend gleichmäßig fest. Durch eine flächige, elektrisch leitende Verklebung mit der Stabwicklung kann zwar eine Verbesserung erreicht werden, jedoch ist dies bei verdrillten Generatorstäben sehr auf­ wendig und die Verklebung selbst leitet auch nicht gut genug, um das Potential im Leiterstab zu vergleichmäßigen, sofern nicht mehrere Kontaktstellen zu einem Leiterstab bestehen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine An­ ordnung zur Innenpotentialsteuerung bei verdrillten Gene­ ratorstäben zu schaffen, welche mit geringem Aufwand und unter Vermischung von Wirbelstromverlusten zu einer über die gesamte Stablänge möglichst gleichmäßigen Potential­ festlegung führt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merk­ male gelöst.

Durch die Anbringung des Kontaktleiters wird mit geringem Aufwand eine sich über die gesamte Stablänge erstreckende galvanische Koppelung zwischen dem halbleitenden Flächen­ stoff und dem nur an einer einzigen Kontaktstelle galva­ nisch angelenkten Teilleiter erreicht. Somit ergibt sich eine über die gesamte Stablänge gleichmäßige Potential­ festlegung, welche bei der Isolationsprüfung eine einwand­ freie Messung des dielektrischen Verlustfaktors und eine sichere Qualitätsbeurteilung ermöglicht.

Der Kontaktleiter kann durch ein Kühlrohr gebildet sein, welches auf der dem halbleitenden Flächenstoff zuge­ wandten Seite von seiner Isolierung befreit ist. Hier­ durch kann bei Generatorstäben mit Gasinnenkühlung die zusätzliche Anbringung eines Kontaktleiters entfallen.

Der Kontaktleiter ist vorzugsweise band- oder drahtförmig ausgebildet, wobei der Querschnitt und die Dicke so bemes­ sen werden, daß keine Wirbelstromverluste aus dem Nutzen­ querfeld auftreten können.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemä­ ßen Anordnung ist zwischen dem Leiterpaket und dem halb­ leitenden Flächenstoff ein Grundwickel aus Isoliermaterial angeordnet, welcher an der Kontaktstelle mit einem Kon­ taktfenster versehen ist. Dadurch wird sichergestellt, daß der halbleitende Flächenstoff tatsächlich nur mit dem einen die Kontaktstelle aufweisenden Teilleiter verbunden wird. Zufällige Kontakte mit etwa im Bereich der Kröpfun­ gen auftretenden blanken Stellen der übrigen isolierten Teilleiter werden durch den Grundwickel vermieden.

Der Kontaktleiter kann zwischen der äußeren Hochspannungs­ isolierung und dem halbleitenden Flächenstoff angeordnet sein, wobei er beim Aufbringen der ersten Isolierungs- Glimmerbandlage fest angedrückt werden kann. Der Halb­ leiter kann aber auch zwischen dem halbleitenden Flächen­ stoff und dem Grundwickel angeordnet sein.

Die Kontaktstelle für die Verbindung zwischen dem Kon­ taktleiter und dem einen Teilleiter ist vorzugsweise im Endbereich des Generatorstabes angeordnet.

Bei hohen Generatorstäben kann es zweckmäßig sein, auf der dem Kontaktleiter gegenüberliegenden Seite des Generator­ stabes einen zweiten Kontaktleiter anzuordnen. Dabei kön­ nen die beiden Kontaktleiter mit dem gleichen Teilleiter galvanisch verbunden werden. Bei entsprechender Höhe des Generatorstabes können die beiden Kontaktleiter infolge des hohen Widerstandes des halbleitenden Flächenstoffes aber auch mit verschiedenen Teilleitern verbunden werden.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise von Ausführungsbeispielen der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 einen perspektivischen Querschnitt durch einen Gegenratorstab, wobei die das Leiterpaket umschließenden Schichten in verschiedenen Ebenen geschnitten sind und

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Generatorstab mit Kühlrohren für die Gasinnenkühlung.

Bei der Anordnung nach Fig. 1 sind die aus isoliertem Kupfer-Flachdraht bestehenden und miteinander verdrillten Teilleiter 1 in zwei nebeneinanderliegenden Teilleiter­ ebenen angeordnet, wobei jede Teilleiterebene jeweils vierzehn übereinanderliegende Teilleiter 1 umfaßt. Die in der Zeichnung nicht näher dargestellte Isolierung der einzelnen Teilleiter 1 ist beispielsweise durch Um­ spinnungen aus Glasfaser oder Polyesterfaser in Kombi­ nation mit Bindelacken oder Harzen gebildet. Das durch die einzelnen isolierten Teilleiter 1 aufgebaute etwa rechteckförmige Leiterpaket ist von einem isolierenden Grundwickel 2 umschlossen, welcher beispielsweise aus einem wendelförmig aufgewickelten Glimmerband besteht. An der in der Zeichnung oberen Stirnseite des Leiter­ paketes ist auf den Grundwickel 2 ein blanker Kontakt­ leiter 3 angeordnet, welcher in Längsrichtung des Gene­ ratorstabes läuft und beispielsweise aus einem Kupfer- Flachdraht besteht. Der Querschnitt des Kontaktleiters 3 ist dabei so gering bemessen, daß keine Wirbelstromver­ luste entstehen können. Der Kontaktleiter 3 ist an einer einzigen Kontaktstelle, die vorzugsweise im End­ bereich des Generatorstabes angeordnet ist, mit einem der Teilleiter 1 galvanisch verbunden. Hierzu ist in den Grundwickel 2 ein Kontaktfenster 4 eingebracht und im Bereich des Kontaktfensters 4 auch die Isolierung des darunterliegenden Teilleiters 1 entfernt. Die galvani­ sche Verbindung zwischen dem Kontaktleiter 3 und dem Teilleiter 1 erfolgt dann durch eine in der Zeichnung mit 5 bezeichnete Lötstelle, wobei anstelle einer Lötver­ bindung aber auch eine Verbindung durch einen leitenden Kunstharzkleber, halbleitenden Kitt oder dergleichen mög­ lich ist.

Um den Grundwickel 2 und den darauf angeordneten Kon­ taktleiter 3 ist dann ein bandförmiger halbleitender Flä­ chenstoff 6 wendelförmig gewickelt, welcher beispielswei­ se aus einem durch Rußpartikel leitfähigen Polyester­ vlies besteht. Dieser in Form eines Wickels aufgebrachte halbleitende Flächenstoff 6 bildet einen Innenglimmschutz, welcher in Längsrichtung des Generatorstabes durch die galvanische Koppelung mit dem Kontaktleiter 3 über die ganze Nutlänge für eine gleichmäßige Innenpotentialsteu­ erung sorgt. Der halbleitende Flächenstoff 6 ist dann schließlich von einer Hochspannungsisolierung 7 umschlos­ sen, auf welche ein in der Zeichnung nicht dargestellter Außenglimmschutz aufgebracht sein kann.

Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung zeigt einen Quer­ schnitt durch einen Generatorstab, welcher als Doppel- Gitterstab mit direkter Gaskühlung ausgebildet ist. Das Leiterpaket dieses Generatorstabes ist hierbei aus zwei Teilleiterpaketen aufgebaut, zwischen welchen ins­ gesamt acht übereinanderliegende Kühlrohre 8 angeordnet sind. Jedes der Teilleiterpakete besteht dabei aus einer Vielzahl von isolierten und miteinander verdrillten Teil­ leitern 10, die in zwei Teilleiterebenen nebeneinander angeordnet sind. Die einzelnen Kühlrohre 8 besitzen eben­ falls eine in der Zeichnung nicht näher dargestellte Iso­ lierung, beispielsweise eine Glasgewebeumspinnung, welche den Wärmeübergang nicht nennenswert beeinträchtigt.
Das aus den Teilleitern 10 und den Kühlrohren 8 aufge­ baute Leiterpaket ist von einem halbleitenden Flächen­ stoff 60 umgeben, welcher als Innenglimmschutz dient und seinerseits von einer äußeren Hochspannungsisolierung 70 umschlossen ist. Der halbleitende Flächenstoff 60 ist in Form eines Bandes wendelförmig um das Leiterpaket gewickelt und besteht beispielsweise aus einem durch Rußpartikel leitfähigen Polyestervlies oder auch aus Graphitpapier.

Damit durch den halbleitenden Flächenstoff 60 eine gleich­ mäßige Innenpotentialsteuerung erzielt werden kann, übernimmt eines der beiden stirnseitig angeordneten Kühl­ rohre 8 die Funktion des in Fig. 1 dargestellten Kon­ taktleiters 3. Hierzu wird dieses in der Zeichnung unten dargestellte Kühlrohr 8 auf seiner dem halbleitenden Flächenstoff 60 zugewandten Seite von seiner Isolierung befreit, so daß es als Kontaktleiter 30 wirkt. Die gal­ vanische Koppelung zwischen dem Kontaktleiter 30 und dem halbleitenden Flächenstoff 60 erfolgt durch direkte Berührung oder, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, durch Auflegen von halbleitendem Material 9, beispiels­ weise halbleitendem Kitt oder halbleitendem Polyester­ vliesfähnchen.

Im Endbereich des Generatorstabes sind die einzelnen Kühlrohre 8 über Widerstände miteinander verbunden. Die derart gebildete Widerstandskette ist dann an einen der Teilleiter 10 angeschlossen, wobei dieser Anschluß die Kontaktstelle bzw. die galvanische Verbindung zwischen dem Kontaktleiter 30 und dem Teilleiter 10 bildet. Die Kühlrohre 8 einschließlich des Kontaktleiters 30 be­ stehen aus einem niedrigleitenden Metall, wie Vacromium oder Neusilber. Bei Leitwerten des Kontaktleiters 30 von 1 bis 2 S wird jedoch noch eine ausreichend gleich­ mäßige Innenpotentialsteuerung erreicht.

Claims (8)

1. Anordnung zur Innenpotentialsteuerung bei verdrillten Generatorstäben mittels halbleitender Flächenstoffe (6; 60), welche innerhalb der äußeren Hochspannungsisolierung (7; 70) das aus isolierten Teilleitern (1; 10) aufgebaute Leiterpaket umschließen und eine galva­ nische Verbindung zu einer Kontaktstelle an einem der Teilleiter (1; 60) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kon­ taktgabe zwischen dem einen Teilleiter (1; 10) und dem halbleitenden Flächenstoff (6; 60) über einen in Längs­ richtung des Generatorstabes verlaufenden und weder in die Verdrillung noch in den halbleitenden Flächenstoff einbezogenen metallischen Kontaktleiter (3; 30) erfolgt, welcher über seine gesamte Länge mit dem halbleitenden Flächenstoff (6; 60) galvanisch gekoppelt ist und an der Kontaktstelle mit dem einen Teilleiter (1; 10) galvanisch verbunden ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kontaktleiter (30) durch ein Kühlrohr (8) gebildet ist, welches auf der dem halb­ leitenden Flächenstoff (60) zugewandten Seite von seiner Isolierung befreit ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kontaktleiter (3) band- oder drahtförmig ausgebildet ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen dem Leiterpaket und dem halbleitenden Flächenstoff (6) ein Grundwickel (2) aus Isoliermaterial angeordnet ist, welcher an der Kontakt­ stelle mit einem Kontaktfenster (4) versehen ist.

5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kontaktleiter (3) zwischen der äußeren Hochspannungsisolierung (7) und dem halbleitenden Flächenstoff angeordnet ist.

6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kontaktleiter (3) zwischen dem halbleitenden Flächenstoff (6) und dem Grundwickel (2) angeordnet ist.

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kon­ taktstelle im Endbereich des Generatorstabes angeordnet ist.

8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Kontaktleiter (3) gegenüberliegenden Seite des Gene­ ratorstabes ein zweiter Kontaktleiter angeordnet ist.