DE2830210A1 - High-tension-resistant transmitter for telecommunications - comprises two coils with sheathed terminals, encased in casting-resin-packed injection-moulded, epoxy! resin blocks - Google Patents

Abstract

High-voltage-resistant transmitter for use in telecommunication technology has at least two galvanically sepd. and insulated coils, each of which is embedded in a plastics block whose wall thickness is appropriate to the required dielectric strenth. At least 1 of the blocks consists of an insulating injection-moulding resin packed with identical or similar casting resin, suitably an epoxy resin. Connecting terminals of both coils protrude from the blocks and are surrounded by high-voltage-resistant tubular envelopes.

Description

Hochspannungsfester Ubertrager für die NachrichtentechnikHigh-voltage resistant transformer for communications technology

Beschreibung: Die Erfindung betrifft einen hochspannungsfesten Ubertrager für die Nachrichtentechnik, mit wenigstens zwei galvanisch voneinander getrennten und gegeneinander isolierten Wicklungen.Description: The invention relates to a high-voltage-resistant transformer for communications technology, with at least two galvanically separated and windings isolated from one another.

Derartige Ubertrager werden als Schutz- oder Trennübertrager von Nachrichtenleitungen eingesetzt, um die angeschlossenen Geräte vor Beeinflussungen durch atmosphärische Entladungen oder durch Vorgänge auf den Nachrichtenleitungen benachbarter Starkstromleitungen zu schützen. Für diesen Zweck wird eine hohe Spannungsfestigkeit zwischen den einzelnen Wicklungen sowie zwischen den Wicklungen und dem Ubertragergehäuse gefordert.Such transmitters are used as protective or isolating transmitters for communication lines used to protect the connected devices from exposure to atmospheric agents Discharges or processes on the communication lines of neighboring power lines to protect. For this purpose there is a high dielectric strength between each Windings as well as between the windings and the transformer housing required.

Es ist allgemein bekannt, die Wicklungen eines Ubertragers gegen den Kern je nach der Form des Kernes durch einen Wickelkörper aus Isolierstoff oder durch geeignete Bandagen zu isolieren. Es ist ferner allgemein bekannt, die meist aus Lackdraht gewickelten Wicklungen eines Ubertragers durch Zwischenlagen, die vorwiegend als gewickelte Bandagen ausgeführt werden, gegeneinander zu isolieren. Bei höheren Forderungen an die Spannungsfestigkeit muß durch einen mehr oder weniger aufwendigen Imprägniervorgang mit geeigneten Vergußmassen versucht werden, die immer vorhandenen Lufteinschlüsse mit Vergußmasse zu füllen. Die Spannungsfestigkeit solcher konventionell hergestellten Ubertrager ist daher auch bei sorgfältiger Herstellung beschränkt, bzw. von der genauen Beherrschung des Imprägniervorganges abhängig.It is well known that the windings of a transformer against the Core, depending on the shape of the core, by a winding body made of insulating material or to isolate with suitable bandages. It is also well known most of the time from enamelled wire wound windings of a transformer through intermediate layers, the are mainly designed as wrapped bandages to insulate against each other. In the case of higher demands on the dielectric strength, a more or less must be used complex impregnation process with suitable casting compounds are tried, which always to fill existing air pockets with potting compound. The dielectric strength of such Conventionally manufactured transformer is therefore even with careful manufacture limited or dependent on the precise mastery of the impregnation process.

Als Alternative zu dieser Bauweise sind bisher zwei Vorschläge bekannt, die sich auf hochspannungsfeste Ubertrager für breite Frequenzbänder beziehen. Es ist ein Transformator zum Ubertragen breiter Frequenzbänder bekannt, bei dem die Wicklungen aus-Koaxialkabel gewickelt werden, dessen Außenleiter die eine und dessen Innenleiter die andere Wicklung bilden, wobei der Scheinwiderstand des Koaxialkabels dem durch den Transformator anzupassenden Widerstand gleich ist (DE-OS 22 18 710).As an alternative to this design, two proposals are known so far, which refer to high-voltage-resistant transformers for wide frequency bands. It a transformer for transmitting wide frequency bands is known in which the Windings of coaxial cable are wound, the outer conductor one and the other Inner conductors form the other winding, with the impedance of the coaxial cable the resistance to be matched by the transformer is the same (DE-OS 22 18 710).

Die Spannungsfestigkeit zwischen Primär- und Sekundärwicklung ist hierbei im wesentlichen durch die Spannungsfestigkeit der verwendeten Koaxialleitung bestimmt. Da jedoch eine Koaxialleitung einer bestimmten Spannungsfestigkeit auch einen bestimmten Mindestquerschnitt- besitzt, ist die Zahl der Windungen, die bei den heute üblichen kompakten Kernen aufgebracht werden können, ziemlich beschränkt. Ein Ubertrager dieser Art mit der im Niederfrequenz-Bereich üblichen Anpassung an 600 Ohm wird wegen der dafür geforderten hohen Windungszahlen entweder unhandlich groß, oder man verwendet eine kleine Windungszahl und nimmt in Kauf, daß im Niederfrequenz-Bereich bei Kennwiderständen von ca. 600 Ohm keine guten Ubertragungseigenschaften realisierbar sind. Hinzu kommt, daß nur ein Ubersetzungsver hältnis von 1 : 1 möglich ist.The dielectric strength between the primary and secondary winding is in this case mainly due to the dielectric strength of the coaxial cable used certainly. However, since a coaxial line of a certain dielectric strength also Has a certain minimum cross-section, is the number of turns that at the compact cores customary today can be applied, quite limited. A transformer of this type with the customary adaptation to in the low-frequency range 600 ohms is either unwieldy because of the high number of turns required large, or you use a small number of turns and accept that in the low-frequency range good transmission properties cannot be achieved with characteristic resistances of approx. 600 ohms are. In addition, only a 1: 1 translation ratio is possible.

Es ist weiterhin ein hochspannungsfester breitbandiger Ubertrager fUr die Nachrichtentechnik bekannt, bei dem jede Wicklung aus einem Strang von mehreren gegeneinander isolierten, miteinander verdrillten oder verseilten Drähten besteht, bei dem die Einzeldrähte eines jeden Stranges von einer gemeinsamen spannungsfesten Isolierung umgeben und zur Darstellung einer gewUnschten Windungszahl hintereinander geschaltet sind (DE-AS 26 02 668).It is still a high-voltage-resistant broadband transmitter known for communications engineering, in which each winding consists of a strand of several consists of mutually insulated, twisted or stranded wires, in which the individual wires of each strand of a common voltage-proof Surrounding insulation and to represent a desired number of turns in a row are switched (DE-AS 26 02 668).

Dieser Ubertrager gestattet bei kompakten Kernformen so hohe Windungszahlen, daß neben TF-Signalen auch NF-Signale einwandfrei übertragen werden. Hinzu kommt, daß höhere Spannungsfestigkeiten auf einfache Weise durch Vergrößerung der Isolationsdicke der Stränge möglich werden, und daß Ubersetzungsverhältnisse abweichend von 1 : 1 möglich sind.With compact core shapes, this transformer allows such high numbers of turns, that in addition to TF signals, LF signals are also transmitted properly. Come in addition, that higher tensile strengths in a simple way by enlarging the insulation thickness of the strands are possible, and that transmission ratios deviating from 1: 1 are possible.

Diese beiden Vorschläge sind jedoch nicht geeignet für solche Ubertragertypen, bei denen zur Gewährleistung der erforderlichen Ubertragungseigenschaften ca. 1000 Windungen auf relativ kompakte Kerne aufgebracht werden müssen. Dies ist z.B. der Fall bei Ubertragern mit Rufstromübertragung von 25 oder 50 Hz oder bei 50 Hz-Fernspeiseübertragern zur Stromversorgung von TF-Zwischenverstärkern auf Luftkabelstrecken.However, these two proposals are not suitable for those types of transmitters, for those to ensure the necessary transmission properties approx. 1000 Windings must be applied to relatively compact cores. This is e.g. the This is the case with transmitters with ringing current transmission of 25 or 50 Hz or with 50 Hz remote feed transmitters for the power supply of TF repeaters on aerial cable routes.

Der Er-findung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen hochspannungsfesten Ubertrager anzugeben, bei dem es sehr viel leichter ist, zwischen Primär- und Sekundärwicklung eine von Lufteinschlüssen weitgehend freie Isolationsschicht anzubringen, als bei der Verwendung mehrerer Bandagen mit einmaliger-oder mehrfacher Imprägnierung, der Windungszahlen von ca 1000 zuläßt und dessen Spannungsfestigkeit durch Steigerung der Isolationsdicke erhöht werden kann.The object of the invention is therefore to provide a high-voltage-resistant Specify a transformer with which it is much easier to switch between the primary and secondary winding to apply an insulation layer largely free of air inclusions than with the use of several bandages with single or multiple impregnation, the Permits number of turns of approx. 1000 and its dielectric strength by increasing it the insulation thickness can be increased.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch-gelöst, daß jede einzelne Wicklung in einem Block aus Kunststoff mit einer der Spannungsfestigkeit entsprechenden Wandstärke eingeschlossen ist.This object is achieved according to the invention in that each individual Winding in a block of plastic with a dielectric strength corresponding Wall thickness is included.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 aufgeführt.Refinements of the invention are set out in subclaims 2 to 7 listed.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß es mit ihr möglich ist, außerordentlich hochspannungsfeste Ubertrager herzustellen, deren elektrische Eigenschaften ein breites Band an Forderungen abdecken können. So wurde an einem Muster eines Niederfrequenz-Übertrager für einen Frequenz-Bereich von 0,3 bis 6 KHz mit Rufstromübertragung eine Spannungsfestigkeit von 50 kV bei einer Frequenz von 50 Hz während einer Minute erzielt. Mit größerer Wandstärke der Blöcke sind leicht höhere Werte zu erzielen.The advantages that can be achieved with the invention are, in particular, that it is possible with it to produce extremely high-voltage-resistant transformers, whose electrical properties can cover a wide range of requirements. So was a sample of a low frequency transformer for a frequency range from 0.3 to 6 KHz with ringing current transmission a dielectric strength of 50 kV a frequency of 50 Hz for one minute. With a greater wall thickness of the Blocks are easy to achieve higher values.

Ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below.

In der Figur ist ein Ubertrager mit Ringkern 1 und mit zwei Wicklungen 3 und 6 schematisch dargestellt. Der Ringkern 1 kann vor dem Aufbringen der ersten Wicklung 3 mit einer Isolierschicht 2 umgeben werden, wenn hohe Anforderungen an die Spannungsfestigkeit zwischen Kern 1 und der ersten Wicklung 3 gestellt werden. F(ir viele Anwendungsfälle kann der Kern 1 aber auch direkt mit der ersten Wicklung 3 bewickelt werden. Nach der Fertigstellung der ersten Wicklung 5 und dem Ummanteln der Anschluß drähte 8 mit einem hochspannungsfesten Schlauch 10 wird der Kern 1 und die Wicklung 3 mit einem spannungsfesten Isolierstoff 4 vergossen, der anschließend aushärtet. Das Vergießen kann vorteilhafterweise so erfolgen, daß eine toroidförmige Gießform 5 am Boden mit einer Kunststoffschicht der gewUnschten Dicke gefüllt wird, daß dann der Kern 1 mit der Wicklung 3 zentrisch eingelegt und anschließend die Gießform 5 bis zu ihrem oberen Rand mit flüssigem Isolierstoff ausgegossen wird.The figure shows a transformer with a toroidal core 1 and with two windings 3 and 6 shown schematically. The toroidal core 1 can before the application of the first Winding 3 can be surrounded with an insulating layer 2 if high demands are made the dielectric strength between core 1 and the first winding 3 can be set. For many applications, however, the core 1 can also be used directly with the first winding 3 are wound. After completing the first winding 5 and sheathing the connection wires 8 with a high-voltage-resistant hose 10 becomes the core 1 and the winding 3 is encapsulated with a voltage-resistant insulating material 4, which then hardens. The potting can advantageously be done so that a toroidal Casting mold 5 is filled at the bottom with a plastic layer of the desired thickness, that then the core 1 is inserted centrally with the winding 3 and then the Casting mold 5 is poured up to its upper edge with liquid insulating material.

Der Vergußvorgang kann vereinfacht werden, wenn die Gießform 5 mit einem verdickten, der gewUnschten Wandstärke des fertigen Blocks entsprechenden Wandstärke ausgestaltet ist, oder wenn im Innern der Gießform 5 nicht gezeichnete Leisten oder Vorsprünge angebracht sind, die ein zentrisches Einlegen des Kernes 1 mit der Wicklung 3 gewährleisten. Soll die volle Spannungsfestigkeit der Gießform ausgenutzt werden, kann ihre zum Vergießen dienende rRnung mit einem Deckel 12 verschlossen werden. Der Vergießvorgang kann bei geeignetem Vergußmaterial maschinell und unter Vakuum erfolgen, wobei die Luft durch die Öffnungen zwischen den Wickeldrahten und in dem nicht bewickelten Sektor leicht entweichen kann. Die Wandstärke der Gießform 5 kann der verlangten Spannungsfestigkeit angepaßt werden.The casting process can be simplified if the casting mold 5 with a thickened one, corresponding to the desired wall thickness of the finished block Wall thickness is designed, or if not shown inside the mold 5 Strips or projections are attached, which allow a centric insertion of the core 1 with the winding 3. Should the full dielectric strength of the casting mold are used, their groove used for potting can be closed with a cover 12 will. The potting process can be carried out mechanically and with a suitable potting material Vacuum take place, the air through the openings between the winding wires and can easily escape in the non-wrapped sector. The wall thickness of the Casting mold 5 can be adapted to the required dielectric strength.

Der Innenraum kann soweit verkleinert werden, daß beim Vergußvorgang praktisch nur noch die in der Wicklung enthaltene Luft durch die Vergußmasse ersetzt wird. Nach dem Aushärten der Vergußmasse 2 und 4 und eventuellem Aufsetzen des Deckels 12 wird die toroidförmige Gießform 5 mit der Sekundärwicklung 6 bewickelt, wobei es vorteilhaft für die Spannungsfestigkeit ist, wenn die Stelle, an der die Anschlußdrähte 8 mit ihrem hochspannungs festen Schlauch 10 aus der Wicklung 3 herausgeführt sind, beim Wickeln ausgespart bleibt. Die Anschlußdrähte 9 der zweiten Wicklung 6, die wieder mit einem hochspannungsfesten Schlauch 11 umgeben sind, werden vorteilhafterweise an eine von den Anschlußdrähten 8 der ersten Wicklung 3 weit entfernte Stelle gelegt. Danach wird auch die zweite Wicklung 6 in einem Kunststoffblock 7 eingegossen. Dieser Vergußvorgang kann mit einer zweiten, nicht gezeichneten Gießform ähnlich der Gießform 5 vorgenommen werden, es kann für diesen Zweck aber auch das vorgesehene Ubertragergehäuse benutzt werden, wobei vorher die Anschlußdrähte 8 und 9 mit den vorgesehenen, nicht gezeichneten, Kontaktstiften verbunden sind.The interior space can be reduced to such an extent that during the casting process practically only the air contained in the winding is replaced by the potting compound will. After the potting compound 2 and 4 has hardened and the cover may have been put on 12, the toroidal casting mold 5 is wound with the secondary winding 6, wherein it is advantageous for the dielectric strength if the point at which the connecting wires 8 with their high-voltage-resistant hose 10 are led out of the winding 3, is left out when winding. The connecting wires 9 of the second winding 6, the are again surrounded by a high-voltage-resistant hose 11, are advantageously placed at a distance from the connecting wires 8 of the first winding 3 point. Then the second winding 6 is also cast in a plastic block 7. This The casting process can be similar to the casting mold with a second, not shown casting mold 5 can be made, but it can also use the transformer housing provided for this purpose be used, the connecting wires 8 and 9 with the provided, not beforehand drawn, contact pins are connected.

Es ist vorteilhaft, die Gießform 5 aus einem ähnlichen oder dem gleichen Werkstoff zu fertigen, wie er für das Vergießen der Wicklungen verwendet wird. Eine besonders spannungsfeste Ausführung ergibt sich, wenn für die Gießform 5 eine Epoxidpreß-oder Spritzmasse und zum Vergießen ein Epoxidharz verwendet wird, weil auf diese, Weise an allen Grenzschichten eine ausgezeichnete Haftung infolge einer Gefügeverbindung erzielt werden kann. Für die Herstellung der Gießform 5 eignet sich das bei der Verwendung von Epoxidharzen bereits bekannte Niederdruck-Spritzguß-Verfahren oder ein Verfahren mit automatlschem Druckgelieren (ADG-Verfahren).It is advantageous to make the mold 5 from a similar or the same To manufacture material as it is used for potting the windings. One a particularly stress-resistant design is obtained if the casting mold 5 is an epoxy press or Injection molding compound and an epoxy resin is used for potting because in this way excellent adhesion at all boundary layers due to a structural connection can be achieved. For the production of the casting mold 5, this is suitable for Use of epoxy resins or known low-pressure injection molding processes a process with automatic pressure gelling (ADG process).

Bei kleinen Stückzahlen kann die Gießform 5 unter Verwendung einer Form aus beispielsweise Silikon aus dem gleichen Gießharz gefertigt werden, wie es beim anschließenden Vergießen der Wicklungen 3 und 6 verwendet wird.In the case of small numbers of items, the mold 5 using a Mold can be made from, for example, silicone from the same casting resin as it is used in the subsequent casting of the windings 3 and 6.

Bei geringeren Anforderungen an die Spannungsfestigkeit kann die Gießform 5 auch entfallen, das Vergießen der Wicklung 3 erfolgt dann in einer Form beispielsweise aus Silikon, die anschließend wieder entfernt wird.If there are fewer demands on the dielectric strength, the casting mold 5 are also omitted, the potting of the winding 3 then takes place in a mold, for example made of silicone, which is then removed again.

Es ist erkennbar, daß sich mit dem beschriebenen Aufbau sehr hochspannungsfeste Ubertrager für Frequenzen zwischen 25 Hz und 108 kHz, also mit relativ hohen Windungszahlen herstellen lassen. Die Bandbreite dieser Ubertrager läßt sich mit den bekannten Mitteln leicht an die gestellten Forderungen anpassen.It can be seen that the structure described is very resistant to high voltages Transmitter for frequencies between 25 Hz and 108 kHz, i.e. with a relatively high number of turns can be produced. The bandwidth of this transmitter can be compared with the known Easily adjust resources to meet the requirements.

Die Breitbandigkeit läßt sich beispielsweise dadurch steigern, daß auch die erste Wicklung 3 mit einem im Bereich der Anschlußdrähte 8 liegenden unbewickelten Sektor hergestellt wird. Dieser unbewickelte Sektor ist dann vorzugsweise ebenso groß wie der im gleichen Bereich liegende unbewickelte Sektor der zweiten Wicklung 6.The broadband can be increased, for example, that also the first winding 3 with an unwound one lying in the area of the connecting wires 8 Sector is established. This unwound sector is then preferably the same as large as the unwound sector of the second winding located in the same area 6th

Claims (1)

Ansprüche: S Sochspannungsfester Ubertrager fUr die Nachrichtentechnik, mit wenigstens zwei galvanisch voneinander getrennten und gegeneinander isolierten Wicklungen, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß jede- einzelne Wicklung (3 oder 6) in einem Block (2, 4 oder 7) aus Kunststoff mit einer der Spannungsfestigkeit entsprechender Wandstärke eingeschlossen ist, 2. Ubertrager nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Block (2, 4, 5) für wenigstens eine Wicklung (3) aus einer Gießform (5) aus Isolierstoff und einer darin befindlichen Vergußmasse (2, 4) besteht, 3. übertrager nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Gießform (5) und die Vergußmasse (2, 4) aus einander ähnlichen Kunststoffen bestehen. Requirements: S high-voltage resistant transformer for communications technology, with at least two galvanically separated and insulated from one another Windings, it is possible to indicate that every single winding (3 or 6) in a block (2, 4 or 7) made of plastic with one of the dielectric strengths corresponding wall thickness is included, 2. Transmitter according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the block (2, 4, 5) for at least one Winding (3) from a casting mold (5) made of insulating material and one located therein Potting compound (2, 4) consists, 3. transmitter according to claim 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the casting mold (5) and the casting compound (2, 4) from one another similar plastics exist. 4. Ubertrager nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Gießform (5) aus einer Epoxidspritz- oder Preßmasse und die Vergußmasse (2, 4) aus einem Epoxidharz besteht. 4. Transmitter according to claim 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the casting mold (5) consists of an epoxy injection molding or molding compound and the casting compound (2, 4) consists of an epoxy resin. 5. Ubertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c hg e k e n n z e i c h n e t, daß der Block (2, 4, 5) einer ersten Wicklung (3) den Wickelkörper für eine zweite Wicklung (6) bildet. 5. Transmitter according to one of claims 1 to 4, d a d u r c hg e it is not indicated that the block (2, 4, 5) of a first winding (3) is the winding body forms for a second winding (6). 6. Ubertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Anschlußdrähte (8, 9) der Wicklungen (3, 6) mit hochspannungsfesten Schläuchen (10, 11) umgeben aus dem jeweiligen Block (2, 4, 5 oder 7) herausragen. 6. Transmitter according to one of claims 1 to 5, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the connecting wires (8, 9) of the windings (3, 6) with high-voltage-resistant hoses (10, 11) surrounded from the respective block (2, 4, 5 or 7) protrude. 7. Ubertrager nach einem der AnsprUche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß diejenige Stelle eines Blocks (2, 4, 5), aus der Anschlußdrähte (8) herausragen, in der oder den folgenden Wicklungen (6) ausgespart ist.7. Transmitter according to one of claims 1 to 6, d a d u r c h g e It is not possible to indicate that the point of a block (2, 4, 5) from which the connecting wires are made (8) protrude, in which or the following winding (6) is cut out.