DE927346C - Papierwickel mit zwischen den Windungen der Papierbahn eingelegten Metalleinlagen - Google Patents

Description

• Papierwickel mit zwischen den Windungen der Papierbahn eingelegten Metalleinlagen Bei der Herstellung von Wickeln aus Faserstoffbahnen und Klebemitteln mit eingebetteten Kondensatoreinlagen wird gewöhnlich so verfahren, daß man in bestimmten Zwischenräumen in die auf einen Wickeldorn auflaufende endlose Faserstoffbahn eine Metallfolie einlaufen läßt. Die Folie ist so lang bemessen, daß ihre beiden Enden einander überlappen, aber durch eine Schicht Faserstoff voneinander isoliert sind.
• Man ist zunächst geneigt, anzunehmen, daß die dünne Isolationsschicht zwischen den Folienenden ohne Belang für den Papierwickel sei, weil die Metallfolie in ihrer ganzen Ausdehnung das gleiche Potential aufweisen müsse.
• Es zeigt sich aber nach der Hochspannungsprüfung oder nach einer gewissen Betriebsdauer derartiger für Hochspannungszwecke hergestellter Wickel gelegentlieh, daß die Papierschicht zwischen den beiden sich überlappenden Enden der Folien durchgeschlagen ist. Es können bei Vorgängen sehr hoher Frequenz oder bei sehr steilem Spannungsanstieg bei Stoßspannungen die Metalleinlagen so hohe Ströme führen, daß zwischen Anfang und Ende einer Einlage beträchtliche Spannungsunterschiede auftreten. Die daher herrührenden, an sich geringfügigen Durchschlagsbeschädigungen können, da sie die Metalleinlagen selbst verletzen, den Ausgangspunkt zu größeren Schäden zwischen zwei verschiedenen Metalleinlagen werden, weil hierdurch die zunächst ebenen Metallflächen 'm Sinne einer zunehmenden Inhomogenität (Spitzenwirkung) verändert werden.
• Nach Durchschlagsprüfungen von Papierwickeln mit Metalleinlagen mittels Spannungsstößen kann man weiter feststellen, daß die Durchschlagskanäle bevorzugt an den Längsrändern der eingewickelten Metalleinlagen, also längs einer Zylindermantellinie, ihren Anfang nehmen und nicht an den nach den beiden Stirnseiten hin gerichteten. Belagrändern, wo doch zweifellos die Feldstärke weit größer ist.
• Es ist vorgeschlagen worden, Durchschläge an den Längsrändern der Metalleinlagen zu verhüten und die Sicherheit von Papierwickeln gegen Durchschläge insbesondere bei Stoßspannungen zu erhöhen, indem man beide Enden der Metallfolien elektrisch kurzschließt, also in elektrisch leitende Verbindung miteinander bringt. Dies führt aber noch nicht zum Ziel. Auch wenn die beiden sich überlappenden Folienenden etwa durch Löcher in der isolierenden Papierschicht hindurch in leitender Verbindung miteinander stehen, treten an den Längskanten der Beläge Durchschläge auf. Der Grund für diese Erscheinung liegt in der Erhöhung der Feldstärke an den Folienkanten infolge der Unstetigkeit, mit der die Niveaufläche an dieser Stelle verläuft (Fig. i). Das läßt sich durch eine einfache Überlegung erklären. Bei einer Schichtdicke des Papiermaterials von 2 mm zwischen zwei aufeinanderfolgenden Belägen und einer Dicke der lackierten Faserstoffbahn von o,i mm, wie dies in der Praxis vorkommt, beträgt die Stufe in der Niveaufläche ein Zwanzigstel der Schichtdicke, so daß es nicht verwunderlich ist, wenn eine Bevorzugung dieser Stellen für den Durchschlag der Isolierschicht bei Überbeanspruchung festzustellen ist.
• In Fig. i ist ein Ausschnitt eines Köndensatorwickels in starker Vergrößerung dargestellt, bei dem zwei Kondensatoreinlagen cl, c2 gezeichnet sind. Die bis zu den Längskanten a und b reichenden Enden der oberen Einlagen überlappen sich ein Stück. Die Niveauflächen verlaufen etwa gemäß den strichpunktierten Linien. Infolge des durch die Dicke der Papierbahn gegebenen Abstandes zwischen den Enden der Metalleinlagen ergibt sich an dieser Stelle ein verhältnismäßig starker Knick in den Niveauflächen und damit eine wesentliche Erhöhung der Feldstärke, wie die gestrichelt gezeichneten Kraftlinien zeigen.
• Um den beschriebenen Nachteil zu beheben, läßt man erfindungsgemäß die einzelnen Metalleinlagen so in die auf den Wickeldorn aufgewickelte Papierbahn einlaufen, daß die Enden der Beläge sich nicht über-Lappen, sondern mit ihren Lähgskanten in einem gewissen Abstand voneinander bleiben, der so groß gewählt wird, daß die Niveauflächen an dieser Stelle sanft und ohne Knick verlaufen.
• In der Fig. 2 ist dies dargestellt. a und b sind die Längskanten der Metalleinlage cl, die durch eine Papierlage voneinander isoliert sind und einen Abstand d voneinander haben. Die Niveaulinien verlaufen sanft und stetig, so daß die Feldstärke an dieser Stelle nicht erhöht ist, wie sich aus den eingezeichneten Kraftlinien ergibt.
• Um an den Stirnkanten der Metalleinlagen keine scharfen Ecken zu haben, die eine Vergrößerung der Feldstärke zur Folge haben könnten, werden die Ecken der Beläge abgerundet, wie dies aus Fig.3 und q. ersichtlich ist. a und b sind die Längskanten der Beläge, die einen gewissen Abstand voneinander haben. Die Ecken e sind verrundet.
• Die belagfreien Längszonen aufeinanderfolgender Schichten werden erfindungsgemäß auf dem Umfang gegeneinander versetzt. Hierdurch wird verhindert, daß die restliche geringe Unstetigkeit in dem Verlauf der Niveauflächen gemäß Fig. 2 etwa dadurch wieder verstärkt wird, daß die belagfreien Stellen mehrerer Schichten in einem Wickel radial übereinanderliegen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Papierwickel mit zwischen den Windungen der Papierbahn eingelegten Metalleinlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Längskanten der Beläge, ohne daß sich die Enden der Beläge überlappen, einen solchen Abstand voneinander haben, daß die Flächen gleichen Potentials an dieser Stelle stetig verlaufen.
2. 2. Papierwickel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Ecken der Beläge verrundet sind.
3. 3. Papierwickel nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die belagfreien Längszonen aufeinanderfolgender Schichten auf dem Umfang gegeneinander versetzt sind. Angezogene Druckschriften Deutsche Patentschrift Nr. 702 258; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1399 376.