DE1209203B - Layer winding for electrical high-voltage devices, especially voltage converters - Google Patents

Description

Lagenwicklung flir elektrische Hochspannungs-,-eräte. insbesondere Spannungswandler n C Die Erfindung betrifft eine Lagenwicktuncy IL . Ir z# elektrische Ejochspannun : gsgeräte, insbesondere Span-nungswandler, und hat die #--erbesserung der Isolation derartiger Wicklungen zum Ziel.Layer winding for electrical high voltage devices. in particular voltage converter n C The invention relates to a Lagenwicktuncy IL . Ir z # electric Ejochspannun: gsgeräte, in particular voltage transformer, and has the # - Improve the insulation of such windings to the goal.

C Es ist bekannt, zur Isolation zwischen den einzelnen Lagen einer WicklLing Schichten aus glattem Papier hoher elektrischer Durchschlagrestigkeit anzuordnen und die über die Stirnflichen der Wicklum, hinausra-enden Enden die-zer Schichten stulpeilartig radial nach außen lioclizii,i)e2eil. Dadurch wird erreicht, daß die Schichten wie die -Aquipotentialflächen ver- laufen und dein-emäß die elektriscbe Feldsiärke ar, allen Stelleil zumindest annähernd senkrecht auf ihnen stellt. C It is known to arrange layers of smooth paper with high electrical breakdown resistance for insulation between the individual layers of a winding, and the ends of the layers protruding beyond the face of the winding, radially outwards like a cuff. It is thereby achieved that the layers such as the -Aquipotentialflächen run locked and thy-emäß the elektriscbe Feldsiärke ar, all Stelleil is at least approximately perpendicular to them.

Bei einer derarti-en Isolation ist es erforderlich, die über die Stirnflächen der Wicklung hinausragenden. Enden der Papierschichten durch Einschnitie amzufiederii und die Lappen einzeln umzubiegen. Durch die Einschnitte, die bis in den Bereich der letzten 'Wiadum:en jeder LaLe reichen müssen-, vird die Geiahr der durch das Umbiegea der Schichten gerade blekämpften Entlidungen an der hierftlir besonder3 anf;ill»2eil Stirnfläche der Wicklung hervor gerufen.In the case of such an insulation, it is necessary for those protruding beyond the end faces of the winding. Bend the ends of the paper layers by cutting amzufiederii and bend the flaps individually. Through the incisions, which must reach into the area of the last wiadum of each layer, the extent of the bleeding caused by the bending of the layers is evoked on the particular face of the winding.

Dies vernieidel ein anderes bekanntes VerraLren, bei dem das glatte Papier mit seiner Herstellun-3-richtung quer zur Wickelrichtung liegt und die Schichten unten Vermeidun- von Einschniften nach Befeuchtun2 der Stirnfläcben der Wcklung umgebogen Nverden. Dieses Verfahren ist aber schon deshalb recht tiniständlich, well anschließlend die #Nv'iclziujic, mit der Isolation zuin Trocknen zwischen zwei Formstücken eingeklemmt werden muß.This avoids another known lag, in which the smooth paper lies with its direction of manufacture transverse to the winding direction and the layers are bent over at the bottom to avoid nipping after moistening the end faces of the winding. However, this procedure is quite easy to handle, because afterwards the #Nv'iclziujic, with the isolation to dry, has to be clamped between two molded pieces.

Man hat auch fi,*ir die Lagenisolation all Stelle von Schichten aus glattein Papier bereits Kreppaplerschichten benutzt. Da 1#reppapier aber eine geringere DurchscliI2L,festiL,'Keit als das vorerwähnte 31-itte Papier hat, bringt die alleinige Verwendung von Kreppapier als #aLenisolation eine unenvUi.ischte Vergrößerung der Hölle der Wicklung mit sich.Layers of crepe paper have already been used for layer insulation wherever layers of smooth paper are used. However, since 1-rep paper has a lower opening, firmness, than the aforementioned 31-th paper, the sole use of crepe paper for insulation results in an uneventful increase in the hell of the winding.

Die Erfindung ermöglicht nun eine Isolation der Lagenwicklung elektrischer Hochspannungsg räte, die e ZD ce bei geringern Aufwand an Isolationsinaterial sowohl hohe elektrische Durchschlagfestigkeit als auch hohe mechanische Stabilität aufweist, und zwar besteht die Erlindung darin, daß als Isolation zwischenden Wicklungslagen Schichten aus glattem Papier hoher elektrischer DurchschlaarestiLkeit so,#vie Bahnen aus Falten- und/Oder Kreppapier angeordnet sind, dessen Profilierung quer zur Wickelrichtung verläuft und dessen über die Stirnflächen der Wicklung hinausragende Enden zu einer die Wicklung außen umschließenden Wicklungsisolation umgeklappt sind. Bei-C spielsweise b.-i Verwendung von Bahnen aus Faltenpapier erstrecken sich also die Falten in Richtuncder Achse der Wicklung.The invention now enables insulation of the layer winding electrical High-voltage devices, the e ZD ce with low expenditure on insulation material both has high dielectric strength as well as high mechanical stability, namely the invention consists in the fact that as insulation between the winding layers Layers of smooth paper with high electrical transparency like that, # vie webs made of folded and / or crepe paper are arranged, the profile of which is transverse to the winding direction runs and its ends protruding beyond the end faces of the winding to one the winding insulation that surrounds the outside of the winding is folded over. For example-C b.-i Using sheets of folded paper so that the folds extend in directions Axis of the winding.

Da bei einer derartigen Isolationsanordnung die Bahnen aus Falten- und/oder Kreppapier sich infolge ihrer Elastizität selber halten, erübrigen sich vorteilhafter,#veise zusätzliche Maßnahmen zu diesem Zweck-. Die einwandfreie Isolation der Wick-lung ist ohne unerwünschte Vergrößerung der Abmessungen der Wicklun- auf Grund der Verwendun- von Schichten aus glattem Papier holier elektrischer Durchschlagfestigkeit gewährleistet.Since with such an insulation arrangement the webs of folds and / or crepe paper are self-supporting due to their elasticity, are unnecessary more advantageous, # veise additional measures for this purpose-. The perfect insulation the winding is without an undesirable increase in the dimensions of the winding The reason for using layers of smooth paper has dielectric strength guaranteed.

Die Erfindung bietet mithin die vorteilhafte Möglichkeit, die zu verwendenden Fallen- und/oder Krepppapiere in erster Linie imHinblick auf ihre mechanische Eignung und die zu verwendenden glatt##ii Papiere hoher Durchschla estigkeit hauptsächlich unter denn Gesichtspunkt ihrer elektrischen Eigenschaiten auszuwählen.The invention therefore offers the advantageous option of selecting to use trap and / or crepe papers primarily imHinblick on their mechanical suitability and high to use smooth papers ii ## through suppression estigkeit mainly because under viewpoint of their electrical Eigenschaiten.

Z,Ä-eck-iiiäl')i'ge-z-%veise wird die Isolation der Wicklun- mit eine in flÜssigen Isoliermittel, beispielsweise Isolieröl, getränkt.Z, AE eck iiiäl ') i'ge-z% veise the isolation of Wicklun- is impregnated with a liquid insulating medium in, for example, insulating oil.

Besonders vorteilhaft ist es, die Enden der Schichten aus glattem Papier hoher elektrischer Durchschlagfestiakeit ebenfalls Viber die Stirnflächen der Wicklunn, hinausragen züi lassen, sie zu fiedern und umzubiegen. Sie werden in der umgebogenen Lage von den umgeklappten Eilden der Bahn-In aus Falten- und/oder Kreppapier gehalten und bilden eine zusätzliche Sicherung der Stirnflächen der Wicklung gegen elektrische Überschläge. Auch kann man die Über die Stirnflächen der Wicklung hinausragenden Enden der Schichten aus glattem Papier hoher elektrischer C Durchschlagfestigkeit so lang bemessen, daß sie nach dem Umbiegen die Wicklung außen umschließen.It is particularly advantageous to let the ends of the layers of smooth paper with high dielectric strength also protrude beyond the end faces of the windings, to feather and bend them. They are held in the bent position by the folded-over parts of the sheet-in made of folded and / or crepe paper and provide additional protection for the end faces of the winding against electrical flashovers. Also one can via the end faces of the winding projecting ends of the layers of smooth paper of high electrical breakdown strength C sufficiently long so as to enclose the coil outside after bending.

Die Erfindung wird in folgenden Ausführungsbeispielen an Hand der F i g. 1 bis 5 erläutert.The invention is illustrated in the following exemplary embodiments with reference to FIGS. 1 to 5 explained.

In den F i g. 1, 4 und 5 ist eine Trapez-Zylinder-Wicklung 1 beispielsweise für einen Hochspannungswandler dargestellt, die aus einzelnen Windungslagen besteht, von denen die äußerste mit 2 bezeichnet ist. Die Wicklung 1 liegt zwischen dem Isolierkörper 3 und dem Steuerring 4 im Fenster des geerdeten Kerns 5. In the F i g. 1, 4 and 5 , a trapezoidal cylinder winding 1 is shown , for example for a high-voltage converter, which consists of individual layers of windings, the outermost of which is denoted by 2. The winding 1 lies between the insulating body 3 and the control ring 4 in the window of the grounded core 5.

Zwischen benachbarten Lagen der Wicklung 1 sind als Isolation Schichten 6 aus glattem Papier hoher elektrischer Durchschlagfestigkeit sowie Bahnen 7 aus Falten- und/oder Kreppapier angeordnet. Die Profilierung dieser Bahnen 7, für die in den F i g. 2 und 3 zwei Ausführungsformen im Schnitt angegeben sind, verläuft zwecks Ausnutzung der durch sie verursachten Elastizität senkrecht zur Wickelrichtung, d. h. in Richtung der Achse der Wicklung 1. Layers 6 made of smooth paper with high dielectric strength and strips 7 made of folded and / or crepe paper are arranged as insulation between adjacent layers of the winding 1. The profiling of these tracks 7, for which in the F i g. 2 and 3, two embodiments are indicated in section, runs perpendicular to the winding direction for the purpose of utilizing the elasticity caused by them, i. H. in the direction of the axis of the winding 1.

In dem in F i g. 1 gezeichneten Ausführungsbeispiel der Lagenwicklung haben lediglich die Bahnen 7 aus Falten- und/oder Kreppapier über die Stirnflächen der Wicklung 1 hinausragende Enden, die stulpenartig zu einer die Wicklung außen umschließenden Wicklungsisolation umgeklappt sind. Die Stoßstellen der Enden der Bahnen 7 sind entweder vereinzelt oder von Lage zu Lage gegeneinander versetzt, so daß ein langer Kriechweg zwischen der Wicklung 1 bzw. dem Steuerring 4 und dem geerdeten Kern 5 entsteht.In the one shown in FIG. 1 drawn embodiment of the layer winding have only the webs 7 of folded and / or crepe paper over the end faces of the winding 1 protruding ends, which are folded down like a gauntlet to form a winding insulation surrounding the winding on the outside. The joints between the ends of the webs 7 are either isolated or offset from one another from position to position, so that a long creepage distance is created between the winding 1 or the control ring 4 and the earthed core 5 .

Die Wicklungsisolation ist vorzugsweise von der leitenden oder halbleitenden Hülle 8 umgeben, die sich auf demselben Potential wie der Kern 5, im allgemeinen also auf Erdpotential, befindet.The winding insulation is preferably surrounded by the conductive or semiconducting sheath 8 , which is at the same potential as the core 5, that is to say generally at ground potential.

In dem in F i g. 4 gezeichneten Ausführungsbeispiel der Wicklungsisolation haben auch die Schichten 6 aus glattem Papier hoher elektrischer Durchschlagfestigkeit über die Stirnflächen der Wicklung 1 hinausragende Enden, die gefiedert und radial nach außen und über die Wicklung umgebogen sind. Zusätzliche Maßnahmen zur Festlegung dieser gefiederten Enden erübrigen sich, dadieumgeklapptenEndenderBahnen7 aus Falten- und/oder Kreppapier sowohl sich als auch die umgebogenen Enden aus glattem Papier in dieser Lage halten. Bei diesem Ausführungsbeispiel verlaufen also sowohl die Enden aus glattem Papier als auch die aus Kreppapier zumindest annähernd wie die Äquipotentialflächen.In the one shown in FIG. 4, the layers 6 of smooth paper with high dielectric strength also have ends protruding beyond the end faces of the winding 1 , which are feathered and bent radially outwards and over the winding. Additional measures for fixing these feathered ends are unnecessary since the folded-over ends of the webs 7 of folded and / or crepe paper hold both themselves and the bent-over ends of smooth paper in this position. In this embodiment, both the ends made of smooth paper and those made of crepe paper run at least approximately like the equipotential surfaces.

F i g. 5 zeigt eine Ausführungsforin der Erfindung, bei der nur diejenigen über die Stirnflächen der Wicklung hinausragenden Enden der Isolationsschichten umgeklappt bzw. umgebogen sind, die in den Bereichen der Wicklungsanordnung liegen, in denen eine relativ große Feldstärke E2 vorliegt, d. h. im Bereich des Steuerringes 4, während im Bereich kleiner Feldstärken El, d. h. am Fuße der Wicklung, weder die Schichten 6 aus glattem Papier noch die Bahnen 7 von Falten- und/oder Kreppapier umgebogen bzw. umgeklappt sind. Es ist grundsätzlich auch möglich, für diesen inneren Bereich der Wicklung nur Schichten 6 aus glattem Papier hoher Durchschlagfestigkeit zu verwenden.F i g. 5 shows an embodiment of the invention in which only those ends of the insulation layers projecting beyond the end faces of the winding are folded over or bent over, which are located in the areas of the winding arrangement in which there is a relatively high field strength E2 , i.e. H. in the area of the control ring 4, while in the area of small field strengths El, d. H. at the foot of the winding, neither the layers 6 of smooth paper nor the webs 7 of folded and / or crepe paper are bent or folded over. In principle, it is also possible to use only layers 6 made of smooth paper with high dielectric strength for this inner region of the winding.

Im Bereich des Steuerringes 4 sind dagegen die Bahnen 7 aus Kreppapier wieder stulpenartig hochgeklappt; sie halten zugleich die umgebogenen Enden der Schichten 6 aus glattem Papier hoher elektrischer Durchschlagfestigkeit. Mit 9 ist eine zusätzliche Isolierschicht, beispielsweise aus einem gewickelten Isolierband, bezeichnet.In the area of the control ring 4, on the other hand, the webs 7 made of crepe paper are folded up again like a gauntlet; at the same time they hold the bent ends of the layers 6 made of smooth paper with high dielectric strength. An additional insulating layer, for example made of a wound insulating tape, is designated by 9.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können an Stelle von Isolationsschichten aus glattem Papier hoher elektrischer Durchschlagfestigkeit und aus Falten- und/oder Kreppapier auch Folien auf Kunststoffbasis von gleicher Form und Eigenschaften verwendet werden.According to a further embodiment of the invention, instead of of insulating layers made of smooth paper with high dielectric strength and from folded and / or crepe paper also plastic-based films of the same Shape and properties are used.

Claims (2)

Patentansprüche: 1. Lagenwicklung für elektrische Hochspannungsgeräte, insbesondere Spannungswandler, d a - durch gekennzeichnet, daß als Isolation zwischen den Wicklungslagen Schichten aus glattem Papier hoher elektrischer Durchschlagfestigkeit sowie Bahnen aus Falten- und/oder Kreppapier angeordnet sind, dessen Profilierung quer zur Wickelrichtung verläuft und dessen über die Stirnflächen der Wicklung hinausragende Enden zu einer die Wicklung außen umschließenden Wicklungsisolation umgeklappt sind. Claims: 1. Layer winding for electrical high-voltage devices, in particular voltage converters, d a - characterized in that layers of smooth paper with high dielectric strength and strips of folded and / or crepe paper are arranged as insulation between the winding layers, the profiling of which runs transversely to the winding direction and the ends of which protruding beyond the end faces of the winding are folded over to form a winding insulation surrounding the winding on the outside. 2. Lagenwicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Schichten aus glattem Papier hoher elektrischer Durchschlagfestigkeit über die Stirnflächen der Wicklung hinausragen, gefiedert und umgebogen sowie von den umgeklappten Enden der Bahnen aus Falten-und/oder Kreppapier gehalten sind. 3. Lagenwicklung nach Anspruch 1 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß nur diejenigen über die Stirnflächen der Wicklung hinausragenden Enden der Isolationsschichten, die in Bereichen relativ hoher elektrischer Feldstärke liegen, umgeklappt bzw. umgebogen sind. 4. Lagenwicklung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den unteren Wicklungslagen nur die Lagenisolation aus Schichten aus glattem Papier hoher elektrischer Durchschlagfestigkeit angeordnet ist, deren Enden über die Stirnflächen der Wicklung hinausragen. 5. Lagenwicklung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die umgeklappten bzw. umgebogenen Enden der Isolationsschichten zumindest annähernd wie die Äquipotentialflächen verlaufen. 6. Lagenwicklung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungsisolation von einer, vorzugsweise auf Erdpotential befindlichen, leitenden oder halbleitenden Hülle umgeben ist.2. Layer winding according to claim 1, characterized in that the ends of the layers of smooth paper of high dielectric strength protrude beyond the end faces of the winding, are feathered and bent and are held by the folded ends of the webs of folded and / or crepe paper. 3. Layer winding according to claim 1 or 22, characterized in that only those ends of the insulation layers which protrude beyond the end faces of the winding and which are in areas of relatively high electrical field strength are folded over or bent over. 4. Layer winding according to claim 3, characterized in that only the layer insulation consisting of layers of smooth paper of high dielectric strength is arranged between the lower winding layers, the ends of which protrude beyond the end faces of the winding. 5. Layer winding according to one of claims 1 to 4, characterized in that the folded or bent ends of the insulation layers run at least approximately like the equipotential surfaces. 6. Layer winding according to one of claims 1 to 5, characterized in that the winding insulation is surrounded by a conductive or semiconductive sheath, preferably at ground potential.