DE599092C

DE599092C - Einrichtung zur Verhuetung von hohen Windungsspannungen bei Transformatoren

Info

Publication number: DE599092C
Application number: DE1930599092D
Authority: DE
Original assignee: Werkzeugmaschinenfabrik Oerlikon Buhrle AG
Current assignee: Rheinmetall Air Defence AG
Priority date: 1930-11-28
Filing date: 1930-12-25
Publication date: 1934-06-25

Description

Einrichtung zur Verhütung von hohen Windungsspannungen bei Transformatoren Bei der Beanspruchung von Transformatorenwicklungen oder anderen Spulen mit Wanderwellen mit steiler Front treten bekanntlich hohe Windungsspannungen auf, die zur Beschädigung der Wicklung führen können. Ein Teil dieser hohen Windungsspannungen ist auf das Einschwingen der Spulenspannungen von der anfänglich nichtlinearen zur linearen Spannungsverteilung längs der Wicklung zurückzuführen. Die nichtlineare Spannungsverteilung längs der Wicklung ist, wie bekannt, aus der Kombination von Eigenkapazität zwischen den Windungen der Spule und der Erdkapazität der Windungen zu erklären. Als Erdkapazität ist dabei die Kapazität gegen die nicht Spannung führenden Teile, wie Kessel, Eisenkern, des Transformators zu betrachten. Auch die Unterspannungswicklung kann in vielen Fällen als erdpotentialführend betrachtet werden.
Es ist nun eine Reihe von Anordnungen bekanntgeworden, bei denen Mittel angewandt werden, um die lineare Spannungsverteilung längs der Wicklung zu erzwingen. Zu diesem Zweck wird die verteilte Kapazität der Spule gegen die der ankommenden Leitung in einem gewissen Grade vergrößert. Dies geschieht meist durch den Einbau von leitenden Flächen. Eine solche Anordnung zeigt Fig. r der schematischen Zeichnung. Darin ist r die ankommende Leitung. Die verteilte Erdkapazität der Wicklung ist durch die Kondensatoren a, die verteilte Windungskapazität durch die Kondensatoren 3 dargestellt. Die Kondensatoren 4 stellen. die verteilte Kapazität gegen den Schirm 5 darr, die die lineare Spannungsverteilung herstellen. Die Anordnung ist symmetrisch und für jede Phase bzw. Säule ausgebildet. 6 stellt die nicht Spannung führenden Teile, also z. B. Eisenkern und Kessel, des Transformators dar. 8 ist der Mittelpunkt der Wicklung und ; eine leitende Verbindung mit dem geerdeten Gestell des Transformators. Bei einem Transformator mit isoliertem Nullpunkt ist diese Verbindung nicht vorhanden, jedoch befindet sich auch dann der Mittelpunkt der Wicklung auf Erdpotential infolge der Leitungskapazitäten bei Normalbetrieb.
Diese letztere Anordnung ist jedoch nur wirksam, solange sich der Nullpunkt der Wicklung auf ungefährem Erdpotential befindet. Dies ist jedoch bei einem Erdschluß einer Phasenleitung nicht mehr der Fall. Diesen Fall zeigt Fig. z. Hier geht die günstige Wirkung der Schutzkapazitäten 4 auf dem geerdeten Schenkel verloren, da nun die Kapazitäten 2 und 4 . dieser Phase von demselben Potential gespeist werden. Dadurch wird aber die nicht stationäre Spannungsverteilung längs der Wicklung besonders ungünstig, und es können deshalb noch größere Windspannungen auftreten, als wenn der Transformator ohne Schutzanordnung ausgestattet wäre. Bedenkt man-ferner, daß Erdschlüsse zu den häufigsten überspannungsquellen gehören, so sieht man, daß es wichtig ist, diesen Nachteil der bisher bekannten Schutzanordnung zu beheben.
Dies kann mit der Einrichtung, welche der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, voll und auf die einfachste Weise erreicht werden.
Die Einrichtung gemäß der Erfindung besteht darin, daß die kapazitiven Ströme, welche in den mit den zu schützenden: Wicklungen nicht leitend verbundenen. Teilen des Transformators verlaufen, durch einen weiteren leitenden Schirm dem Mittelpunkt der Wicklung zugeführt werden. Dieser Schirm muß natürlich genau so isoliert sein wie der Mittelpunkt selbst.
Ein. Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Fig. 3. g ist der Schutzschirm, der die Kapazitätsströme gegen die geerdeten Teile des Transformators abfängt und dem Mittelpunkt der Wicklung zuführt. Wie man erkennt, wird durch einen Erdschluß einer Phase der Verlauf der Kapazitiv- und Leitungsströme im Gegensatz zu den bisher bekannten Anordnungen nicht geändert.
Die Fig. 3 betrifft einen einphasigen Transformator mit isoliertem. Mittelpunkt; jedoch läßt sich die neue Anordnung ohne prinzipielle Änderung auch auf drei- und mehrphasige Systeme anwenden.

Claims

PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur Verhütung von hohen Windungsspannungen bei Transformatoren mit auf mindestens zwei Schenkeln symmetrisch verteilten Hochspannungswicklungen, deren nicht geerdeter Mittelpunkt angenähert Erdpotential besitzt, und mit an den Wicklungsanfängen angeschlossener kapazitiver - Schutzanordnung in Gestalt von leitenden Schirmen, dadurch gekennzeichnet, daß die in die mit den zu schützenden Wicklungen nicht leitend verbundenen Teile des Transformators verlaufenden kapazitiven Ströme durch einen weiteren leitenden Schirm, der ebenso wie der Mittelpunkt der Wicklung isoliert ist, dem Mittelpunkt der Wicklung zugeführt werden.