DE1125075B - Mit Isolierfluessigkeit getraenkte Hochspannungsspule mit geschichtetem Dielektrikum, insbesondere fuer Messwandler - Google Patents

Description

• Mit Isolierflüssigkeit getränkte Hochspannungsspule mit geschichtetem Dielektrikum, insbesondere für Meßwandler Sind die Drahtlagen der Wicklung, z. B. eines Meßwandlers, mittels Papierschichten unter Verwendung von Öl als Isolierflüssigkeit gegeneinander isoliert, so besitzt ein solches geschichtetes Öl-Papier-Dielektrikum bekanntlich eine höhere elektrische Festigkeit, wenn die Papierschichten senkrecht zur Feldrichtung liegen, als wenn sie parallel dazu verlaufen. Im ersten Fall ist die elektrisch schwächere Ölstrecke durch die Papierlagen mehrfach unterteilt, so daß wesentlich höhere Feldstärkewerte als im zweiten Fall notwendig sind, um eine Hochspannungsentladung aufzubauen. Außerdem wird eine beginnende Entladung durch die senkrecht zu ihrer Vorwachsrichtung stehenden Papierlagen erschwert. Im zweiten Fall, in dem die Richtung des elektrischen Feldes und die der Papierlagen zusammenfallen, ist der jeweils zwischen zwei Papierlagen eingeschlossene Ölspalt ausschließlich in Spaltrichtung ohne Unterteilung über eine lange Strecke beansprucht. Demzufolge zünden hier schon bei verhältnismäßig niedriger Feldstärke Entladungen, die außerdem unbehindert vorwachsen können. Die Feldbeanspruchung muß in diesem Falle entsprechend niedrig gehalten werden. Eine solche elektrisch ungünstige Beanspruchung in Schichtrichtung läßt sich aus konstruktiven und wirtschaftlichen Gründen nicht immer vermeiden.
• In der Fig. 1 ist ein Ausschnitt aus einer z. B. bei Hochspannungsmeßwandlem oft ausgeführten, offenen Lagerwicklung gezeigt. Die einzelnen Drahtlagen 1 sind mittels Papierschichten 2 unter Verwendung von t51 als Isolierflüssigkeit in der dargestellten Weise isoliert. Die elektrische Feldstärke verläuft links außerhalb der Drahtlagen 1 vorwiegend in Richtung der Papierschichten, so daß wegen der dann nur geringen zulässigen Beanspruchung dort ein verhältnismäßig großes Isoliervolumen vorzusehen ist.
• Um eine Erhöhung der elektrischen Festigkeit einer solchen offenen Lagerwicklung zu erzielen, sind gemäß der Erfindung die der Spulenleiterdicke entsprechenden Isolierschichten aus Isolierschnur; z. B. Papierschnur, in einer bei Spulen-Isolierzwischenlagen aus Isolierschnur bekannten Weise gewickelt, deren Durchmesser gleich oder etwa gleich dem Spulenleiterdurchmesser ist, im Sinne der Erzielung einer in an sich bekannter Weise senkrecht zur Spulenachse geschichteten Lagenendisolierung.
• Es ist bereits bekannt, bei einer in geschlossenen Schraubengängen auf einen Isolierzylinder gewickelten Spule an deren beiden Enden Fadenspulen aus Isoliermaterial als Stütze für die Drahtwindungen aufzuwickeln. Dies geschieht, um bei Verwendung eines Spulenkörpers ohne Endflansche zu vermeiden, daß die Windungen sich übereinanderschieben und unregelmäßig werden und um die elektrischen Eigenschaften der Spule hinsichtlich einer Verringerung der Kurzschlußgefahr zu verbessern. Es handelt sich aber um keine Isolierung, die zwischen seitlich überragenden, zwischen den Spulenwindungslagen befindlichen geschichteten Isoliereinlagen aufgewickelt ist, um Kanäle für eine Isolierflüssigkeit zu schaffen, die senkrecht zu ihrer Achse von der elektrischen Feldstärke durchsetzt werden.
• Eine ähnliche Isolation weist auch eine andere bekannte Flanschspulenwicklung auf. Hier sind zwar zwischen den Drahtlagen seitlich überragende Isolierschichten vorgesehen; die zwischen dem Spulenfiansch und der Wicklung regellos eingewickelte und mit Isolierstoff getränkte Isolierschnur biegt aber die nur sehr kurz im Verhältnis zur Dicke des Spulendrahtdurchmessers überragenden Enden der Isolierschichten über eine kurze Strecke um, so daß bei einer solchen Ausbildung einer Hochspannungsspule Durchschläge um diese kurz umgelegten Kanten der Isolierschichten herum erfolgen würden.
• Es ist auch bekannt, bei Verwendung von Folien aus thermoplastischem Kunststoff als Isoliereinlagen die an den Stirnseiten der Spule weit im Verhältnis zur Dicke des Spulendrahtdurchmessers überragenden Folienränder - nach Anfügen von im Wickelverfahren hergestellten streifenförmigen Isolierschichten gleicher Dicke wie der Drahtdurchmesser an die äußerste Windung jeder Lage - miteinander zu verschmelzen. Demgegenüber ist die Isolation gemäß der Erfindung in erheblich einfacherer Weise herzustellen. Das gleiche gilt für eine bekannte Isolation an den Stirnseiten von Spulen mit abgestuften Wicklungen von Hochspannungswandlern, wo einzelne, fertig zubereitete Isolierscheiben an die Spulenstirnseiten angesetzt werden. Die Stirnseitenisolation weist dadurch eine senkrecht zur Spulenachse verlaufende Schichtung auf, deren Sinn es ist, eine Beanspruchung des Isolierstoffes senkrecht zur Schichtung desselben und dadurch eine erhöhte Sicherheit gegen Spannungsdurchschläge zu erzielen.
• Schließlich ist noch eine elektrische Spule bekannt, bei der die Drahtlagen in Kegelflächen liegen und jede folgende Drahtlage über die vorangehende gestülpt ist. Als Isolierschichten zwischen den Drahtlagen dienen Papierlagen oder eine gewickelte Schicht von Garnfäden. Zwischen diesen überragenden, kurz umgelegten Teilen dieser Isolierschichten sind keine weiteren Isolierschichten als Fortsetzung der jeweiligen Drahtlage vorhanden, so daß bei Verwendung einer solchen Isolierung für eine Hochspannungsspule Durchschläge um die kurz umgelegten Teile der Isolierschichten herum erfolgen würden.
• In Fig. 2 ist ein Ausschnitt einer gemäß der Erfindung ausgestalteten Hochspannungsspule gezeigt. Man erkennt, daß die sich an die Drahtlagen 1 anschließenden, in der Fig. 1 aus Papier bestehenden Lagen erfindungsgemäß durch die aus Papier bestehende Isolierschnur 3 ersetzt sind. Die Schnur hat den gleichen Durchmesser wie der Draht der entsprechenden Wickellage und ist ebenso wie der Draht aufgewickelt. Die Schnur kann auch einen geringfügig größeren Durchmesser besitzen. Bei dieser Ausbildung entstehen an Stelle von in Feldrichtung liegenden Ölspalten entsprechend dem Wickelsinn spiralartig verlaufende Ölkanäle, die senkrecht zu ihrer Achse von der elektrischen Feldstärke durchsetzt werden. Aus diesem Grunde tritt ein Gewinn an elektrischer Festigkeit ein. Außerdem werden bei entsprechend großem Wickelzug beim Aufbringen der Isolierschnur die Ölspalte zwischen den jeweils darunter liegenden, durchgehenden Lagenpapieren zusammengedrückt und zum Teil eingeschnürt. Hierdurch ist auch in dem elektrisch etwas weniger gefährdeten Gebiet eine Verbesserung der Hochspannungsisolation erreicht.
• Der Lösungsgedanke gemäß der Erfindung ist auch mit anderen geschichteten Isolierstoffen als Papier und bei anderen Hochspannungsspulen als von Meßwandlern anwendbar. Das Material der Isolierschnur und deren Querschnittsform können den jeweiligen Verhältnissen angepaßt werden.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Mit Isolierflüssigkeit getränkte Hochspannungsspule, insbesondere für Meßwandler, deren Windungen unter lagenweiser Zwischenfügung geschichteter Isoliereinlagen in derartiger Breite gewickelt sind, daß diese die Windungslagen seitlich überragen, und bei der zwischen den überragenden Enden der Isoliereinlagen eine dem Spulenleiterdurchmesser entsprechend dicke Isolierschicht eingewickelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die der Spulenleiterdicke entsprechenden Isolierschichten aus Isolierschnur, z. B. Papierschnur, in einer bei Spulen-Isolierzwischenlagen aus Isolierschnur bekannten Weise gewickelt sind und daß der Schnurdurchmesser gleich oder etwa gleich dem Spulenleiterdurchmesser ist, im Sinne der Erzielung einer in an sich bekannter Weise senkrecht zur Spulenachse geschichteten Lagenendisolierung.
2. 2. Spule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschnur unter so starkem Wickelzug aufgebracht ist, daß eine Zusammendrückung und Einschnürung der Spalte der sie tragenden Isoliereinlage vorliegt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 269 943, 691196, 716 268, 920 086; österreichische Patentschrift Nr. 75 900.