DE2524550A1 - Transformer which alters strength of current - has single turn primary winding and iron core and system of insulating tubes - Google Patents

Abstract

The transformer has a single primary winding in the form of an elongated loop, and it has a barrel shaped body and an annular part with an iron core fusing through the centre of it. A part of the body may be made of nested tubes of different diameters. These tubes act as insulators and may be made of paper soaked in an insulating fluid. The first part of the body is connected to the first end of the annular part, and the other part of its body is connected to the other end of the annular part.

Description

Stromwandler, insbesondere Topf- oder Stützerstromwandler Die Erfindung bezieht sich auf einen Stromwandler, insbesondere Topf- oder Sttzerstromwandler, mit einer Primärwicklung aus einer einzigen Windung, die aus einem ersten Schaftteil, einem sich daran anschließenden, das Fenster eines Eisenkernes durchsetzenden Ringteil und einem sich an diesen anschließenden weiteren Schaftteil besteht.Current transformers, in particular pot or support current transformers The invention refers to a current transformer, in particular pot or backup current transformer, with a primary winding of a single turn, which consists of a first shaft part, an adjoining ring part that penetrates the window of an iron core and a further shaft part adjoining this.

Bei einem bekannten Stromwandler dieser Art (DT-OS 1 638 589) besteht die Windung aus Profilmaterial oder aus einem Gußteil.In a known current transformer of this type (DT-OS 1 638 589) there is the turn made of profile material or from a casting.

Die Schaftteile der Windung des bekannten Stromwandlers sind nebeneinander angeordnet, 80 daß der bekannte Wandler zur Erfassung sehr hoher Ströme nicht geeignet ist; bei großen Strömen, insbesondere bei Netzkurzschlußströmen, werden nämlich auf die Schaftteile des bekannten Stromwandlers dermaßen gro-Be Kräfte ausgibt, aß die Schaftteile unter Zerstörung der sie umgebenden Isolation auseinandergedrückt werden.The shaft parts of the turn of the known current transformer are next to each other arranged 80 that the known converter is not suitable for detecting very high currents is; in the case of large currents, in particular in the case of network short-circuit currents, namely emits such large forces on the shaft parts of the known current transformer, ate the shaft parts pressed apart, destroying the insulation around them will.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stromwandler, insbesondere Topf- oder Stützerstromwandler, vorzuschlagen, der auch zur Erfassung großer Nenn- und Netzkurzschlußströme eingesetzt werden kann, ohne daß dabei der Wandler Beschädigungen erfährt.The invention is based on the object of a current transformer, in particular Pot or support current transformer, to propose, which is also suitable for the detection of large nominal and mains short-circuit currents can be used without damaging the converter learns.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einem Stromwandler der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß die Schaftteile Rohrstücke mit unterschiedlichem Durchmesser und sind ineinandergesteckt und so unter Einhaltung eines Isolierabstandes angeordnet; der erste Schaftteil ist mit dem einen Ende des Ringteiles und der weitere Schaftteil mit dem anderen Ende des Ringteiles verbunden. To solve this problem, the above are in a current transformer described type according to the invention the shaft parts pipe pieces with different Diameter and are plugged into each other and so in compliance with an insulating distance arranged; the first shaft part is with one end of the ring part and the other Shank part connected to the other end of the ring part.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Stromwandlers wird darin gesehen, daß sich die ineinandergesteckten und so angeordneten RohrstUcke der Schaftteile auch bei hoher Strombelastung gegeneinander abstützen und somit der Primärwicklung eine hohe mechanische Stromstoßfestigkeit verleihen. Die Primärwicklung braucht bei dem erfindungsgemäßen Stromwandler daher nicht durch mechanische Mittel abgestützt zu sein; auch die die Schaftteile umgebende Isolation wird durch mechanische Kräfte selbst bei höchsten Strömen nicht mechanisch beansprucht. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Stromwandlers besteht darin, daß wegen der Verwendung von Rohren diese eine geringe Wandstärke aufweisen können, so daß Wirbelstromverluste klein gehalten sind; die Strombelastbarkeit ist dabei Jedoch nicht eingeschränkt, weil die Rohre einen ausreichend großen Querschnitt zur Führung des Stromes aufweisen.An advantage of the current transformer according to the invention is seen in that the nested and so arranged pipe sections of the shaft parts support against each other even with high current loads and thus the primary winding give high mechanical shock resistance. The primary winding needs in the current transformer according to the invention therefore not supported by mechanical means to be; the insulation surrounding the shaft parts is also created by mechanical forces not mechanically stressed even at the highest currents. Another benefit of the Current transformer according to the invention is that because of the use of tubes these can have a small wall thickness, so that eddy current losses are small are held; However, the current carrying capacity is not restricted because the tubes have a sufficiently large cross-section to guide the flow.

Dieser letztgenannte Vorteil des erfindungsgemäßen Stromwandlers macht sich besonders dann vorteilhaft bemerkbar, wenn auch der Ringteil der Primärwicklung des erfindungsgemäßen Stromwandlers aus einem weiteren Rohrstück besteht, dessen Durchmesser vorzugsweise dem des ersten oder des weiteren Schaftteiles entspricht. Bei einem derartig ausgebildeten Stromwandler sind auch die Wirbelstromverluste im Ringteil klein. Außerdem bietet die Verwendung eines Ringteiles aus einem Rohrstück den Vorteil, daß wegen der möglichen kleinen Wandstärke die Formgebung zur Bildung des Ringteiles vereinfacht ist.This last-mentioned advantage of the current transformer according to the invention makes particularly advantageous when the ring part of the primary winding is also noticeable of the current transformer according to the invention consists of a further piece of pipe whose The diameter preferably corresponds to that of the first or the further shaft part. In the case of a current transformer designed in this way, there are also eddy current losses small in the ring part. In addition, the use of a ring part from a piece of pipe offers the advantage that, because of the possible small wall thickness, the shaping to the formation of the ring part is simplified.

Handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Stromwandler um einen Wandler mit einer Isolierflüssigkeit-Papier-Isolierung, dann weist der Ringteil vorteilhafterweise in seinem am tiefsten gelegenen Bereich eine Öffnung auf und die Papier-Isolierung ist an derselben Stelle mit einem Durchgangsloch versehen. Die Isolierflussigkeit, vorzugsweise Isolieröl, kann dann infolge Konvektion durch den Ringteil und die Schaftteile strömen, wenn der Wandler sich erwärmt. Da diese Erwärmung vor allem beim Durchfließen der Primärwicklung von großen Strömen eintritt, ist durch diese Maßnahme eine hohe Strombelastbarkeit auch im Hinblick auf eine zulässige höchste Temperatur des Wandlers gewährleistet. If the current converter according to the invention is a converter with an insulating liquid-paper insulation, then the ring part advantageously has an opening in its deepest area and the paper insulation is provided with a through hole in the same place. The insulating liquid, preferably insulating oil, can then as a result of convection through the ring part and the Shaft parts flow when the transducer heats up. Because this warming mainly occurs when large currents flow through the primary winding, is through this Measure a high current carrying capacity also with regard to a permissible highest Temperature of the converter guaranteed.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Figur 1 teilweise im Schnitt und teilweise in einer Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel der Prirärwicklung des erfindungsgemäßen Stromwandlers dargestellt; in Figur 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stromwandlers mit einer Öffnung im Ringteil zur Erzielung einer Strömung der Isolierflüssigkeit im Wandler wiedergegeben.To explain the invention, FIG. 1 is partially in section and partly in a side view, an embodiment of the primary winding of the current transformer according to the invention shown; in Figure 2 is a further embodiment of the current transformer according to the invention with an opening in the ring part to achieve a flow of the insulating liquid in the transducer.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 besteht eine Primärwicklung eines Stromwandlers aus einer einzigen Primärwindung 1, die einen ersten Schaftteil 2 aufweist, der sich von Hochspannungspotential, wo ein Hochspannungsanschluß 3 vorhanden ist, zum nicht dargestellten Kern erstreckt. Am in der Figur 1 unteren Teil des Schaftteiles 2 ist beispielsweise durch Schweißen ein Ringteil 4 mit seinem einen Ende 5 mit dem Schaftteil 2 verbunden. Der Ringteil 4 ist ebenso wie der erste Schaftteil 2 von einem Rohrstück gebildet, wobei das den Ringteil 4 bildende Rohrstück ringförmig gebogen ist.In the exemplary embodiment according to FIG. 1, there is a primary winding a current transformer from a single primary winding 1, which has a first shaft part 2, which differs from high-voltage potential, where a high-voltage connection 3 is present, extends to the core, not shown. At the bottom in Figure 1 Part of the shaft part 2 is a ring part 4 with his, for example by welding one end 5 is connected to the shaft part 2. The ring part 4 is just like the first Shank part 2 formed by a pipe section, the pipe section forming the ring part 4 is curved in a ring.

Das andere Ende 6 des Ringteiles 4 ist mit einem weiteren Schaftteil 7 verbunden, beispielsweise verschweißt.The other end 6 of the ring part 4 is connected to a further shaft part 7 connected, for example welded.

Wie die Figur 1 deutlich erkennen läßt, weist der erste Schaftteil 2 einen größeren Durchmesser als der weitere Schaftteil 7 auf, um die beiden Schaftteile 2 und 7 ineinanderstecken zu können. Um eine Verbindung des anderen Endes 6 des Ringteiles 4 mit dem weiteren Schaftteil 7 zu ermöglichen, weist der erste Schaftteil 2 an seinem in der Figur 1 linken unteren Ende eine Ausnehmung 8 auf. Im Bereich dieser Ausnehmung 8 ist das andere Ende 6 des Ringteiles 4 mit dem weiteren Schaftteil 7 verschweißt.As can be clearly seen in FIG. 1, the first shaft part 2 has a larger diameter than the further shaft part 7, around the two shaft parts 2 and 7 fit together can. To connect the other To enable end 6 of the ring part 4 with the further shaft part 7, the first shaft part 2 has a recess at its lower end on the left in FIG. 1 8 on. In the area of this recess 8, the other end 6 of the ring part 4 is with welded to the further shaft part 7.

Am oberen Ende steht das weitere Schaftteil 7 aus dem ersten Schaftteil 2 hervor, um einen weiteren Hochspannungsanschluß 9 mit dem Schaftteil 7 verbinden zu können. Die Primärwicklung ist - wie in Figur 1 nur schematisch angedeutet ist - in bekannter Weise beispielsweise von einer Papier-Isolierung 10 umgeben, die in ihrer Stärke von Hochspannungspotential nach unten hin in bekannter Weise wächst und in ebenfalls bekannter Weise mit spannungssteuernden Einlagen versehen sein kann.At the upper end there is the further shaft part 7 from the first shaft part 2 in order to connect a further high-voltage connection 9 to the shaft part 7 to be able to. The primary winding is - as is only indicated schematically in FIG - Surrounded in a known manner, for example by a paper insulation 10, which grows in its strength from high voltage potential downwards in a known manner and be provided in a known manner with tension-controlling inserts can.

Der Stromfluß durch die Primärwindung 1 des dargestellten Stromwandlers erfolgt in Richtung des Pfeiles 11 von dem einen Hochspannungsanschluß 3 über den ersten Schaftteil 2, verläuft dann weiter in Richtung des Pfeiles 12 über den Ringteil 4, um dann am anderen Ende 6 des Ringteiles 4 auf den weiteren Schaftteil 7 überzugehen. Im Bereich des weiteren Hochspannungsanschlusses 9 erfolgt dann der Stromübergang von dem weiteren Schaftteil 7 auf eine nicht dargestellte Stromschiene.The current flow through the primary winding 1 of the current transformer shown takes place in the direction of arrow 11 from one high-voltage terminal 3 via the first shaft part 2, then continues in the direction of arrow 12 over the ring part 4, in order to then pass over to the further shaft part 7 at the other end 6 of the ring part 4. The current transfer then takes place in the area of the further high-voltage connection 9 from the further shaft part 7 to a busbar, not shown.

Das in Figur 2 dargestellte Ausführungsbeispiel stimmt hinsichtlich des Aufbaues der Primärwicklung mit dem nach Figur 1 vollkommen überein, so daß eine ins einzelne gehende Beschreibung nicht nochmals erforderlich ist. Zum Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist ein Ringteil 20 der Primärwindung 21 in seinem am tiefsten gelegenen Bereich mit einer Öffnung 22 versehen. An derselben Stelle ist auch eine Papier-Isolation 23 mit einem Durchgangsloch 24 versehen, das über einen Boden 25 eines schematisch dargestellten Kessels 26 mündet. In dem Kessel 26 befindet sich eine Isolierflüssigkeit, beispielsweise Isolieröl. Die Papier-Isolation des dargestellten Stromwandlers ist in bekannter Weise mit spannungssteuernden Einlagen 27 und 28 versehen.The embodiment shown in Figure 2 is correct in terms of the structure of the primary winding with that of Figure 1 is completely identical, so that a detailed description is not required again. The difference For the exemplary embodiment according to FIG. 1, there is a ring part 20 of the primary winding 21 provided with an opening 22 in its lowest area. At the same Place is also provided a paper insulation 23 with a through hole 24, the via a base 25 of a boiler 26 shown schematically flows out. An insulating liquid, for example insulating oil, is located in the vessel 26. The paper insulation of the current transformer shown is in a known manner tension-controlling inserts 27 and 28 are provided.

Erwärmt sich der dargestellte Stromwandler im Betrieb infolge des die Primärwindung 21 durchsetzenden großen Stromes, dann strönt infolge Konvektion die im Kessel 26 befindliche Isolierflüssigkeit durch die Mündung des Durchgangsloches 24 in Richtung der dargestellten Pfeile nach oben, tritt durch die Öffnung 22 in den kanalartigen Innenraum des Ringteiles 20 ein und fließt sowohl durch einen ersten Schaftteil 29 als auch einen weiteren Schaftteil 30 nach oben, um an den oberen Enden der beiden Schaftteile wieder auszutreten und außen an der Papier-Isolierung wieder nach unten zu strömen. Damit wird eine Kühlung des Stromwandlers erreicht, die ihn auch bei hoher Strombelastung vor unzulässig hoher Erwärmung schützt.If the current transformer shown heats up during operation as a result of the the primary winding 21 penetrating large current, then flows as a result of convection the insulating liquid in the tank 26 through the mouth of the through hole 24 upwards in the direction of the arrows shown, enters through the opening 22 in the channel-like interior of the ring part 20 and flows through both a first Shaft part 29 and a further shaft part 30 upwards to the upper The ends of the two shaft parts emerge again and the outside of the paper insulation to flow down again. This achieves cooling of the current transformer, which protects it from inadmissibly high heating even with a high current load.

Mit der Erfindung wird ein Stromwandler vorgeschlagen, der wegen der Ausbildung der Primärwindung aus Rohrstücken mit großen Strömen belastet werden kann und daher zur Erfassung auch großer Nenn- und Netzkurzschlußströme geeignet ist.With the invention, a current transformer is proposed that because of the Formation of the primary turn from pipe sections are loaded with large currents can and therefore also suitable for recording large nominal and mains short-circuit currents is.

2 Figuren 3 Patentansprüche2 Figures 3 claims

Claims (3)

PatentansprUche 3Stromwandler, insbesondere Topf- oder Sttzerstromwandler, mit einer Primärwicklung aus einer einzigen Windung, die aus einem ersten Schaftteil, einem sich daran anschließenden, das Fenster eines Eisenkernes durchsetzenden Ringteil und einem sich an diesen anschließenden weiteren Schaftteil besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaftteile (2, 7) Rohrstück mit unterschiedlichem Durchmesser sind, daß die Schaftteile (2, 7) ineinandergesteckt und so unter Einhaltung eines Isolierabstandes angeordnet sind und daß der erste Schaftteil (2) mit dem einen Ende (5) des Ringteiles (4) und der weitere Schaftteil (7) mit dem anderen Ende (6) des Ringteiles (4) verbunden ist (Fig. 1). Current transformers, in particular pot or backup current transformers, with a primary winding of a single turn, which consists of a first shaft part, an adjoining ring part that penetrates the window of an iron core and a further shaft part adjoining this, characterized in that that the shaft parts (2, 7) are pipe sections with different diameters, that the shaft parts (2, 7) plugged into one another and so while maintaining an insulating distance are arranged and that the first shaft part (2) with one end (5) of the ring part (4) and the further shaft part (7) connected to the other end (6) of the ring part (4) is (Fig. 1). 2. Stromwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringteil (4) aus einem weiteren Rohrstück besteht, dessen Durchmesser vorzugsweise dem des ersten oder des weiteren Schaftteiles (7) entspricht (Fig. 2).2. Current transformer according to claim 1, characterized in that the ring part (4) consists of a further piece of pipe, the diameter of which is preferably that of the corresponds to the first or the further shaft part (7) (Fig. 2). 3. tromwandler nach Anspruch 2 mit einer Isolierflüssigkeit-Papier-Isolierung, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringteil (20) in seinem am tiefsten gelegenen Bereich eine Öffnung (22) aufweist und daß die Papier-Isolierung (23) an derselben Stelle mit einem Durchgangsloch (24) versehen ist, so daß die Isolierflüssigkeit infolge Konvektion durch den Ringteil (20) und die Schaftteile (29, 30) strömen kann (Fig. 2).3. Current converter according to claim 2 with an insulating liquid-paper insulation, characterized in that the ring part (20) is located in its lowest area has an opening (22) and that the paper insulation (23) in the same place is provided with a through hole (24) so that the insulating liquid as a result Convection can flow through the ring part (20) and the shaft parts (29, 30) (Fig. 2).