DE741239C - Glimmschutz, insbesondere fuer die Wicklungen elektrischer Hochspannungsmaschinen - Google Patents

Description

• Glinunschutz, insbesondere für die Wicklungen elektrischer Hochspannungsmaschinen Beim Bau von Drehstromgeneratoren für Betriebsspannungen von mehr als io kV werden die Prüfspannungen so hoch, daß am Austritt der Wicklungsstäbe aus dem aktiven Eisen Glimmentladungen auftreten. .Diese Entladungen entstehen dadurch, daß die elektrischen Feldlinien an der Kante des aktiven Eisens stark zusammengedrängt werden und hohe Feldstärken entstehen, die die Luftschicht an dieser Stelle durchschlagen.
• Um derartige Glimmentladungen am Nutaustritt der Wicklungsstäbe zu verhindern, muß ein sog. Glimmschutz vorgesehen werden. Als Glimmschutz sind Einrichtungen bekanntgeworden, bei denen die Isolation der Wicklungsstäbe am Nutaustritt und weiter außerhalb mit einem halbleitenden Belag versehen ist. Weiterhin ist es auch bekannt, über die Isolation der Wicklungsstäbe ein geschlitztes oder unterteiltes Isolierrohr aufzubringen, das in die erweiterte Nut hineinragt und außerhalb des wirksamen Eisens mit einer Band- oder Schnurbandage umwickelt wird. Für diese zusätzliche Bandage wird entweder ein Halbleiter verwendet oder auch ein Stoff, der mit einer halbleitenden Einlage versehen ist. Dieser halbleitende Belag hat die Aufgabe, das Spannungsgefälle auf eine längere Strecke hin` gleichmäßig zu verteilen, so daß die übermäßige Beanspruchung der Luftschicht an der Eisenkante vermieden wird.
• Derartig aufgebaute Glimmschutzeinrichtungen haben nun den Nachteil, daß sich die Leitfähigkeit -des halbleitenden Belages infolge verschiedener Feuchtigkeitsaufnahme im Laufe der Betriebszeit ändert, wodurch sich die Wirkung des Glimmschutzes verschlechtert. Ferner hat die Herstellung des Glimmschutzes aus halbleitenden Bändern, die nach dem Einbringen der Wicklungsstäbe in die Nut aufgewickelt werden, den Nachteil, daß ein gewisser Mindestabstand zwischen den einzelnen isolierten Stäben nicht unterschritten werden darf, da sonst die von Hand aufzuwickelriden Bänder nicht zwischen den Leitern durchgezogen werden können. Bei der Bemessung des Abstandes der Wicklungsstäbe ist außerdem zu beachten, daß das Band auf den letzten Stab auch dann noch aufgewickelt werden muß, wenn die zu beiden Seiten befindlichen Stäbe bereits ihr Glimmschutzband erhalten haben und dadurch der freie Raum schon wesentlich verkleinert worden ist. Durch die Notwendigkeit, den erwähnten Wickelraum für die Bänder offen zu halten, wird unter Umständen der Maschinendurchmesser und damit die Größe der Maschine und der Preis ungünstig beeinflußt. Es kommt noch dazu, daß das Aufwickeln der Bänder von Hand schwer nachgeprüft werden kann, so daß leicht unsorgfältige Arbeit unterläuft. Diese Fehler werden aber erst festgestellt, wenn die fertige Maschine der Spannungsprobe unterzogen wird.
• Weiterhin sind auch schon Glimmschutzeinrichtungen bekanntge-,vorden, die aus unabhängig von den Wicklungsstäben und ihrer Isolation hergestellten Hülsen bestehen und nach dem Einbau der isolierten Stäbe in die Maschine auf diese aufgeschoben werden. Die bekannten maschinell hergestellten Glimmschutzhülsen bestehen im wesentlichen aus einem Innenrohr aus Isoliermaterial, einer mittleren leitenden Schicht unä aus einem über dem Leiter aufgebrachten zusätzlichen Isolierrohr. Derartig aufgebaute Glimnischutzhülsen sind jedoch für Drehstromgeneratoren für Betriebsspannungen von mehr als io kV völlig ungeeignet. Durch die '\'erwendung einer leitenden Schicht innerhalb der Glimmschutzhülse kann das Spannungsgefälle nicht in geeigneter Weise umgeformt werden, um die dielektrischen Beanspruchungen genügend herabzusetzen. Außerdem können durch die Verwendung eines metallischen Leiters für die Glimmschützhülse niemals Widerstände erzielt werden, die groß genug sind, daß die schwachen Verschiebungsströme Spannungsgefälle von mehreren i ooo Volt erzeugen.
• Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine Glimmschutzhülse zu schaffen, die den an sie bei elektrischen Hochspannungsmaschinen gestellten Anforderungen genügt. Erfindungsgernäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Glimmschutzhülse aus einer Hartpapierhülse, einem auf dieser aufgewickelten halbleitenden Belag und einer isolierenden Deckschicht aufgebaut wird. Die einzelnen Papierschichten der Hartpapierhülse werden zweckmäßig mit einem härtbaren Isolierlack untereinander verklebt. Zur Erhöhung der Glinimschutzwirkung wird in weiterer Ausbildung der Erfindung der halbleitende Belag in der Hülse in einzelne Ringzonen verschiedener ' Leitfähigkeit unterteilt, und zwar derart, daß die Leitfähigkeit dieser Zonen vom aktiven Eisen weg erheblich sinkt.
• Die erfindungsgemäße Glimmschutzhülse ist in der Abb. i beispielsweise dargestellt. In dieser Abbildung bedeuten i das aktive Eisen der Maschine, 2 den Wicklungsstab, der in den Nuten des aktiven Eisens liegt, umgeben von der Stabisolation 3, die in der Regel aus Glimmer, Papier und Lack hergestellt und heiß aufgebügelt wird. Die Glimmschutzhülse besteht aus mehreren Lagen Papier 4., auf die mehrere Beläge 5 bis 8 aufgewickelt sind. Der erste Belag 5, der unmittelbar in der Nachbarschaft des aktiven Eisens liegt, besteht aus Metall. Die anschließenden Beläge 6, 7 und 8 können aus Stoffen verschiedener Leitfähigkeit bestehen, z. B. aus Baumwollband, das mit verschiedenen Graphitlacken getränkt ist, oder besser aus einem Halbleiter, z. B. Asbestgewebe oder Asbestpapier, das mit verschiedenen halbleitenden oder isolierenden Lacken getränkt ist.
• je nach den verschiedenartigen Eigenschaften dieser Lacke wird der Grundstoff mehr oder weniger stark seiner halbleitenden Eigenschaften beraubt. Auf diese Weise entstehen die Zonen 6, 7, 8 mit verschiedener Leitfähigkeit. Vorzugsweise wird die Leitfähigkeit dieser Zonen so abgestuft, daß sie vom aktiven Eisen weg erheblich sinkt. Diese Halbleitenden Beläge werden der weiteren Erfindung entsprechend vollständig in die Hülse eingeschlossen, und zwar dadurch, daß weitere Papierschichten 9 darauf gewickelt werden, ;so daß die halbleitenden Schichten praktisch von der Luft abgeschlossen sind. Die Papierschichten werden vorteilhaft mit einem härtbaren Lack zusammengeklebt. An dem metallischen Belag 5 wird eine Anschlußleitung io angebracht, die an einer passenden Stelle mit dem aktiven Eisen verbunden ist, um einen sicheren Anschluß der Glimnischutzhülse an das aktive Eisen zu erreichen, oder es können entsprechende Teile des Metallbelages 5 aus der Hülse hervorstehen, so daß beim Aufschieben der Hülse eine Druckverbindung zwischen dem Belag und dem aktiven Eisen entsteht. Auf der anderen Seite hat der Metallbelag den Vorteil, daß der anschließende Halbleiter innerhalb der festen Hülse durch Überlappen mit dem Metall in gute und dauerhafte Berührung gebracht werden kann.
• Die in dieser Weise aufgebaute Glimmschutzhülse kann auf Wickelmaschinen fabrikationsmäßig unter voller Wahrung der Gleichmäßigkeit hergestellt und nach Einbau des Leiterstabes in die Maschine auf diesen Stab aufgeschoben und an die Anschlußleitung io angeschlossen werden. Sie braucht in der Maschine erheblich -,veniger Platz als für das Aufwickeln der Bänder vorgesehen werden müßte. Sie hat ferner den Vorteil, daß der Halbleiter oben und unten mit Hilfe von Papierschichten von der Luft abgeschlossen ist, so daß seine Leitfähigkeit sich nicht nachträglich verändert. Die Hülse hat ferner den Vorteil, daß jedes einzelne Stück nach Fertigstellung unmittelbar auf einem Modell der Spannungsprobe unterworfen werden kann, bevor es in die Maschine eingebaut wird. Hierdurch werden nachträgliche Durchschläge bei der Prüfung der ganzen Maschine vermieden und unsorgfältige Arbeit von vornherein ausgeschieden. Werden die Maschinenstäbe sogleich zusammen mit den Stirnverbindungen in einem Stück angefertigt, dann ist vor dem Einbau in die Maschine zunächst die eine Hülse bis zur Stirnverbindung über den Stab zu stecken, dann der Stab in die Nut einzuführen und zuletzt wieder das aus der Nut herausragende Ende des Stabes mit der zweiten Glimmschutzhülse zu versehen.
• Der halbleitende Belag kann entweder, wie in der Abb. i dargestellt, aus mehreren Zonen 6, 7, 8 gebildet werden oder er kann in Form von schraubenförmig aufgebrachten Windungen hergestellt werden, die nach außen einen immer geringeren Querschnitt haben und deren einzelne Windungen sich nicht berühren oder durch dazwischenliegende Isolierschichten getrennt sind. Der Halbleiter kann auch zur Verlängerung des Stromweges entsprechend Abb.2 mäanderförmig eingeschnitten werden, wobei der Querschnitt der einzelnen Teile nach außen zu kleiner wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Glimmschutz insbesondere für die Wicklungen elektrischer Hochspannungsmaschinen, bestehend aus unabhängig von den Wicklungsstäben und ihrer Isolation hergestellten Hülsen, die nach dem Einbau der isolierten Stäbe in die Maschine auf diese aufgeschoben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen aus einer Hartpapierhülse (4), einem auf dieser aufgewickelten :halbleitenden Belag (5, 6, 7, 8) und einer isolierenden Deckschicht (9) bestehen, wobei die einzelnen Papierschichten der Hartpapierhülse mit einem hartbaren Isolierlack untereinander verklebt sind. a. Glimmschutz nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der halbleitende Belag in der Hülse aus Asbestband oder Asbestpapier besteht, welches auf die Hartpapierunterlage aufgewickelt und in einzelnen Ringzonen (6, 7, 8) mit halbleitenden Lacken verschiedener Leitfähigkeit oder verschiedenen isolierenden Lacken gestrichen ist. 3. Glimmschutz nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der halbleitende Belag aus mehreren Asbestlagen oder -bändern mit nach außen sich verringerndem Querschnitt besteht. 4. Glimmschutz nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der halbleitende Belag durch Einschnitte mäanderförmig unterteilt äst in der Weise, daß der hierdurch entstehende Leiterquerschnitt nach außen zu kleiner wird (Abb. 2). 5. Glimmschutz nach Anspruch i bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß der halbleitende Belag nach dem Ständereisen zu in eine metallische Schicht (5) übergeht, die mit dem Ständereisen durch eine Anschlußleitung (io) oder einen Druckkontakt verbunden ist. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschrift Nr. 597308, q.98119; französische Patentschrift Nr. 695 437.