DE754649C - Hochspannungstransformator, insbesondere Trockenspannungswandler - Google Patents

Description

• Hochspannungstransformator, insbesondere Trockenspannungswandler Hochspannungstransformatoren, insbesondereTrockenspannungsmeßwandler, bei denen die Oberspannungswicklung in einem einteiligen, nach Art einer Garnrolle ausgebildeten Spulenkasten aus Isolierwerkstoff derart lagerweise gewickelt ist, daß die Endwindungen jeder Lage sich dicht an die Flansche des Spulenkastens anlegen und bei denen das Ende der innersten Wicklungslage durch den einen Flansch des Spulenkastens und einen mit ihm zusammenhängenden Durchführungsisolator herausgeführt ist, sind bekannt. Das Ende der innersten Wicklungslage der Oberspannungs-Wicklung wird bei diesen Transformatoren bekanntlich an die Hochspannung angeschlossen, während das Ende der äußersten Wicklungslage an Erde oder an den auf ein Hochspannungspotential gestellten Eisenkern gelegt wird. Um dieses sonst einseitig angeschlossene Wandlersystem doppelpolig an Hochspannung anschließen zu können, ohne den Eisenkern auf Hochspannungspotential legen oder isoliert aufstellen zu müssen, ist es auch bereits bekanntgeworden, die leitend gemachten äußeren Flächen der Spulenkastenflansche dadurch unabhängig vom Kernpotential zu machen, daß sie von der leitenden, auf Kernpotential liegenden Innenfläche des Spulenkastenrohres durch gegebenenfalls mit Rippen oder Schirmen versehene Isolierstrecken getrennt sind. Die Isolierstrecken können in Fortsetzung des Spulenkastenrohres beiderseitig angesetzt und gegebenenfalls scheibenförmig zwischen dem Eisenkern und den Flanschflächen angeordnet sein. Diese Wandlerbauart benötigt aber wegen der erforderlichen Isolierstrecken zwischen dem Eisenkern und den Flanschflächen sowie wegen des erforderlichen Abstandes zwischen dem Eisenkern und der äußersten Wicklungslage der Oberspannungswicklung einen großen Eisenkern. Auch ist die Bauhöhe eines solchen Transformators verhältnismäßig groß.
• Diese Nachteile sind bei einem ebenfalls bekanntenTrockenspannungswandler mit nach Art einer Garnrolle ausgebildetem Spulenkasten dadurch vermieden, daß das Spulenkastenrohr auf der einen Seite geschlossen ist, auf der gegenüberliegenden Seite in einen Stützisolator ausläuft und in seinem Innern einen die Niederspannungswicklung tragenden stabförmigen Eisenkern aufnimmt. Da hier nicht nur die innerste, sondern auch die äußerste Wicklungslage der Oberspannungs-.wicklung gegenüber dem zweckmäßig geerdeten Eisenkern isoliert ist, kann dieser Transformator doppelpolig an Hochspannung angeschlossen werden. Das Ende der äußersten Wicklungslage der Oberspannungswicklung kann dabei durch einen zweiten mit dem Spulenkasten zusammenhängenden Durchführungsisolator herausgeführt werden. Nachteilig ist bei diesem Hochspannungstransformator jedoch, daß der Eisenweg nicht geschlossen werden kann.
• Erfindungsgemäß können alle diese geschilderten Nachteile bei den eingangs erwähnten Hochspannungstransformatoren, insbesondere Trockenspannungswandlern, dadurch vermieden werden, daß jeder der beiden Flansche des in an sich bekannter Weise zweckmäßig mit zwei Durchführungsisolatoren für die beiden Enden der Oberspannungswicklung versehenen Spulenkastens außen einen mit ihm zusammenhängenden kragenförmigen Ansatz aufweist und der Spulenkasten mitsamt den beiden kragenförmigen Ansätzen von einem Isoliermantel derart umgeben ist, daß zwischen den kragenförmigen Ansätzen und dem Isoliermantel zwei Ringnuten entstehen, welche mit einer isolierenden Vergußmasse, Kabelmasse od. dgl. ausgefüllt werden. Die äußerste Wicklungslage der Oberspannungswicklung ist also durch den Isoliermantel und die beiden massegefüllten Ringnuten gegenüber dem Eisenkern, der genau so wie bei den bekannten einpolig an Hochspannung angeschlossenen Garnrollenspannungswandlern ausgebildet und geerdet sein kann, ausreichend isoliert.
• Gegenüber anderen bekannten doppelpolig an Hochspannung anschließbaren Transformatoren mit mindestens zwei in axialer Richtung nebeneinanderliegenden Teilspulen, die auf einen Spulenkasten mit mindestens drei Flanschen aufgewickelt sind, und mit einem den Spulenkasten umgebenden weiteren Isolierkörper hat die Erfindung den Vorteil voraus, daß die bei dieser bekannten Bauart zwischen den Spulen und dem sie umgebenden Isolierkörper befindliche Vergußmasse vermieden. ist. Es ist zwar schon vorgeschlagen worden, diesen Nachteil dadurch zu beseitigen, daß man den den Spulenkasten umgebenden Isolierkörper auf sämtlichen Stirnflächen der drei oder mehr Spulenkastenflansche aufliegen läßt und die Stoßflächen derart fein (durch Schleifen) aufeinanderpaßt, daß dieelektrische Festigkeit der Fugen in der Größenordnung der des nichtgefugten Werkstoffs liegt. Die Herstellung solcher feinen Fugen bereitet aber insbesondere dann, wenn mehrere Fugen zwischen zwei miteinander dielektrisch zu verlötendenIsolierkörpernbenötigtwerden, große Schwierigkeiten und einen erheblichen Arbeitsaufwand. Denselben Nachteil hat ein anderer bekannter doppelpolig an Hochspannung anschließbarer Spannungswandler, der einen spulenförmigen Isolierkörper mit zwei Flanschen für die Hochspannungswicklung und eine Überwurfhülse aus Isolierstoff aufweist; hier müssen an den Rändern (an den Seitenflächen) der beiden Flansche und an entsprechenden Stellen der L berwurfhülse kegelförmige Stoßflächen für den Edelschliff vorgesehen werden. Allen Bauarten mit solchen sehr feinen Fugen ist im übrigen der Nachteil gemeinsam, daß ihre Betriebssicherheit von der nur schwer zu überwachenden Güte der Schleifflächen, d. h. von der Zuverlässigkeit des mit ihrer Herstellung betreuten Personals, und der dielektrischen Abdichtung der Fugen abhängig ist. Auch dieser Nachteil ist bei der Anordnung gemäß der Erfindung vermieden.
• In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel für einen Hochspannungstransformator gemäß der Erfindung im Schnitt dargestellt. Die Oberspannungswicklung i i ist lagenweise über die ganze axiale Länge des vorzugsweise aus Porzellan bestehenden Spulenkastens i:2 in bekannter Weise so aufgewickelt, daß die Endwindungen jeder Lage sich dicht an die beiden Flansche 13, 14 des Spulenkastens anlegen. DerAnfang der innersten Wicklungslage ist durch den Durchführungsisolator 1s herausgeführt, der mit dem Spulenkasten 12 zusammenhängt. Das Ende der äußersten Wicklungslage ist durch einen zweiten mit dem Spulenkasten ebenfalls zusammenhängenden Durchführungsisolator 16 herausgeführt. Jeder der beiden Flansche 13, 14 weist außen einen mit ihm zusammenhängenden kragenförmigen Ansatz 17 bzw. 18 auf. Der fertig bewickelte Spulenkasten 12, mitsamt diesen Ansätzen ist von einem vorzugsweise ebenfalls aus Porzellan bestehenden Isoliermantel i9 umgeben, derart, daß zwischen ihm und dem Ansatz 17 bzw. dem Ansatz 18 je eine Ringnut 2o bzw. 2i entsteht. Der verhältnismäßig geringeZwischenraum zwischen den innen am Isoliermantel i9 vorgesehenen ringförmigen Verdickungen 22, 23 und den Rändern der Flansche 13, 14 wird mit Dichtungsschnüren, Werg oder Lack ausgefüllt; danach werden die beiden Ringnuten 2o, 2 i mit Vergußmasse, Kabelmasse oder einer anderen geeigneten flüssigen, später erhärtenden Isoliermasse ausgegossen. Während des Füllens der Ringnut 21 wird der Transformator umgekehrt, d. h. auf den beiden Durchführungsisolatoren ruhend, aufgestellt. Es empfiehlt sich, die untere Ringnut 21 nach dem Erhärten der Füllmasse mittels eines Hartpapierringes oder, wie in der Abbildung dargestellt, mittels eines den kragenförmigen Ansatz 18 und das untere Ende des Isoliermantels umfassenden Metallgefäßes 24 zu verschließen. Dieses muß zur Vermeidung einer Kurzschlußwindung geschlitzt sein und kann geerdet werden. Man kann das Metallgefäß 24 aber auch schon unmittelbar nach dem Einbringen der Dichtungsschnüre befestigen, wenn man es mit einer oder mehreren verschließbaren Öffnungen zum nachträglichen Einfüllen der Vergußmasse versieht. Mit 25 ist der zweckmäßig als Mantelkern ausgebildete Eisenkern bezeichnet, dessen mittlerer mit der Unterspannungswicklung 26 versehener Schenkel das Spulenkastenrohr durchsetzt.
• Der Spulenkasten 12 und die Innenwandungen der beiden Durchführungsisolatoren 15, 16 sind in üblicher Weise mit leitenden Belägen versehen, die durch gestrichelte Linien angedeutet sind. Auch der Isoliermantel ist außen und innen bis auf die die Ringmuttern bildenden Teile mit leitenden Belägen 27 und 28 versehen. Der Innenbelag 28 befindet sich auf dem Potential des Endes der äußersten Wicklungslage der Oberspannungswicklung i i, der Außenbelag auf dem Potential des Eisenkerns 25. Der Hohlraum des Durchführungsisolators 16 dient gleichzeitig als Entlüftungsöffnung für den die Oberspannungswicklung i i enthaltenden Raum.
• Der Durchführungsisolator 16, der zumHerausführen des Endes der äußersten Wicklungslage der Oberspannungswicklung dient, kann statt am Spulenkasten gegebenenfalls am Isoliermantel i9 angeordnet sein und mit diesem zusammenhängen, wie in der Abbildung gestrichelt (i6') angedeutet ist.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Hochspannungstransformator, insbesondere Trockenspannungswandler, mit einem einteiligen, nach Art einer Garnrolle ausgebildeten Spulenkasten für die lagenweise angeordnete Oberspannungswicklung und zwei Durchführungsisolatoren, durch welche das Ende der innersten und das Ende der äußersten Wicklungslage der Oberspannungswicklung herausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Flansche des Spulenkastens außen einen mit ihm zusammenhängenden kragenförmigen Ansatz aufweist und der Spulenkasten mitsamt den beiden kragenförmigen Ansätzen von einem Isoliermantel derart umgeben ist, daß zwischen den kragenförmigen Ansätzen und dem Isoliermantel zwei Ringnuten entstehen, welche mit einer isolierenden Vergußmasse (Kabelmasse od. dgl.) ausgefüllt werden.
2. 2. Hochspannungstransformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Isoliermantel innen an den den beiden Spulenkörperflanschen benachbarten Stellen je eine ringförmige Verdickung aufweist und daß der zwischen den Flanschrändern und diesen Verdickungen verbleibende Zwischenraum mit Dichtungsschnüren, Werg oder Lack abgedichtet ist.
3. 3. Hochspannungstransformator nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die eine Ringnut mittels einer Platte aus Hartpapier, Pappe, Preßspan od. dgl. verschlossen ist.
4. 4. Hochspannungstransformator nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der betriebsmäßigen Aufstellung des Transformators unten liegende Ringnut mittels eines den betreffenden kragenförmigen Ansatz und das untere Ende des Isoliermantels umfassenden, mit einem Schlitz versehenen Metallgefäßes verschlossen ist.
5. 5. Hochspannungstransformator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgefäß mit einer oder mehreren verschließbaren, zum Einfüllen der Vergußmasse dienenden Öffnungen versehen ist.
6. 6. Hochspannungstransformator nach Anspruch i oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Isoliermantel sowohl außen als auch innen bis auf die die Ringnuten bildenden Teile mit leitenden Belägen versehen ist und daß sich der Innenbelag auf dem Potential des Endes der äußersten Wicklungslage der Hochspannungswicklung, der Außenbelag auf dem Potential des Eisenkerns befindet. Hochspannungstransformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß nur der zum Herausführen des Endes der innersten Wicklungslage dienende Durchführungsisolator mit dem Spulenkasten zusammenhängt, der andereDurchführungsisolator dagegen an dem Isoliermantel angeordnet ist und mit diesem zusammenhängt. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschrift Nr. 641 797.