DE934961C - Hochspannungstransformator mit allseitig in festes Isoliermaterial eingepackter, fluessigkeitsgekuehlter Hochspannungswicklung - Google Patents

Description

• Hochspannungstransformator mit allseitig in festes Isoliermaterial eingepackter, flüssigkeitsgekühlter Hochspannungswicklung Bei Transformatoren und Drosselspulen für hohe und höchste Spannungen schalt man vielfach die Hochspannungswicklung mit festem Isoliermaterial vollständig, d. h. allseitig ein. Bei derartigen Wicklungen macht einerseits die Wicklungskühlung Schwierigkeiten, da die Streukanäle zwischen Hoch-und Niederspannungswicklung vollständig mit festem Isoliermaterial ausgefüllt sind und die Wicklungsisolation wie ein homogenes Gebilde wirkt. Andererseits ist das Aufrechterhalten einer ständigen Wicklungspressung bei im Betrieb sich einstellendem Wicklungsschwund nicht mehr gesichert, da die Wicklungsisolation in der Längsrichtung nicht nachgibt. Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile in einfacher Weise zu beseitigen und eine Wicklung zu schaffen, die sowohl eine bequeme Kühlmittelführung im Wicklungsverband als auch eine dauernde Wicklungspressung bei vollständig mit Isoliermaterial eingepackten Wicklungen gewährleistet.
• Erfindungsgemäß ist die auf der Wicklungsseite mit dem niedrigsten Potential gegen Erde liegende Isolierverschalungsseite von im Querschnitt U-förmigen Kappenringen gebildet. Deren Flansche greifen dabei mit dem festen Isoliermaterial der Wicklungsisolationsaußen- und -innenzylinder unter Belassung von Kanälen kammartig ineinander, so daß einerseits das Kühlmittel über die hierbei freigelassenen Kanäle in die Wicklung ein- bzw. aus dieser austreten kann und andererseits die Kappenringisolation unter dem Druck der Wicklungspresse dem Schwund der Wicklung zu folgen vermag.
• Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes. Mit i ist der Eisenkern angedeutet, dem benachbart die auf den beiden Stirnseiten mit Strahlungsringen 2 bzw. 3 versehene Niederspannungswicklung 4 liegt, die von einer Isolierverschalung allseitig fest umschlossen ist. Die Hochspannungswicklung besteht im Ausführungsbeispiel aus mehreren Einzellagen 6, 7; 8 und g. Auf den Stirnseiten dieser Wicklung sind die Strahlungsringe i i und 12 angeordnet. Der Strahlungsring ii besteht im dargestellten Beispiel aus Vollmaterial. Er kann jedoch ebensogut auch hohl ausgeführt sein. Die Isolierverschalung 13 der Hochspannungswicklung ist auf der Seite des Strahlungsringes i i, der am Wicklungsanfang liegt, entsprechend den dort auftretenden höchsten Spannungsbeanspruchungen stark isoliert. Auf der Seite des Strahlungsringes 12 dagegen, der mit dem an Erde bzw. bei einem Drehstromsystem an den isolierten Nullpunktleiter angeschlossen ist, ist die Stirnisolation dementsprechend schwächer bemessen. Die Isolation der Hoch- und Niederspannungswicklung liegen in dem zwischen den beiden Wicklungen befindlichen Streukanal dicht aufeinander, so daß der Streukanal vollständig mit festem Isoliermaterial ausgefüllt ist. In der Nähe des Strahlungsringes 12 ist die Isolierverschalung aufgelockert, d. h., sie ist an dieser Stelle nicht aus homogenem, festem Material hergestellt, sondern an dieser Stelle wechseln festes Isoliermaterial mit flüssigem Isoliermaterial ab. Zu diesem Zweck ist die dem Strahlungsring 12 benachbarte Isolation von einem oder mehreren im Querschnitt U-förmigen Kappenringen 14 gebildet. Diese greifen mit ihren in der Wicklungsachse verlaufenden Schenkelstücken 15 in Ringnuten 16, die in den Stirnen der äußeren und inneren Isolierzylinder,der Isolierverschalung 13 angebracht sind, ein. Sie bilden mit diesen zusammen ein kammartiges Gebilde, das zwischen den ineinandergreifenden Teilen Kanäle 17 frei läßt. Durch diese kann das Kühlmittel strömen.
• Die Kühlmittelzuführung zur Hochspannungswicklung geschieht im Ausführungsbeispiel über. den hohl ausgeführten Strahlungsring 12, an den eine weiter nicht gezeichnete Ölzuleitung angeschlossen ist. Der Strahlungsring 12 hat auf seiner der Wicklung zugekehrten Seite am Umfang verteilte Öffnungen 18, die gegebenenfalls auch je nach ihrer Lage zur Einströmstelle des Kühlmittels in den Strahlungsring auch verschieden groß sein können. Durch diese Öffnungen strömt das Kühlmittel in einen oder mehrere Wicklungskühlkanäle ig ein, steigt in diesen unter dem Druck einer an die Kühlmittelzuleitung angeschlossenen Ölumlaufpumpe hoch und fließt, nachdem es auf der dem Strahlungsring i i zugekehrten Wicklungsstirnseite über an der Wicklungsstirn vorgesehene Aussparungen 2o der Wicklungslagen 7 und 8 in die Wicklungskühlkanäle 2i umgeleitet ist, in diesen im Gegenzug zum einströmenden Kühlmittel zum Strahlungsring 12 zurück, wo es durch die Öffnungen 22 der Wicklungslagen 6 und g in die Durchströmkanäle übertritt, die das kammartige Isolationsgebilde an dieser Stelle ergeben, über die es die Wicklung dann schließlich verläßt.
• Die Kappenringisolation kann aus mehreren übereinandergelegten Einzelringen oder aus einem einzigen entsprechend stark ausgeführten Kappenring hergestellt sein. Es muß dabei nur dafür Sorge getragen werden, daß die in der Wicklungsachse sich erstreckenden Schenkel mit den entsprechenden und mit ihnen kämmenden Teilen der Isolierzylinder der Wicklungsverschalung 13 einen genügend großen Kriechweg ergeben: Die Aussparung darf jedoch dabei nicht in den feldmäßig hoch beanspruchten Teil des Streukanals reichen.
• 23 ist ein Druckring der Hochspannungswicklung, der gleich wie der Druckring 24 der Niederspannungswicklung die Wicklung gegen ein Widerlager 25 preßt und so ständig die Wicklung unter Druck hält. Wenn die Hochspannungswicklung während des Betriebes schwindet, kann der Druckring der Wicklung folgen, da die Kappenringisolation infolge ihres kammartigen Ineinandergreifens ein Nachgeben der Isolation gestattet.
• Die Erfindung bringt folgende Vorteile: Während die Stellei des höchsten Spannungspotentials der Wicklung voll verschalt bleibt, findet an der Stelle des niedrigsten Spannungspotentials gegen Erde und gegen die Nachbarwicklungen, also an den Stellen, die eine Isolationsschwächung vertragen, eine Auflockerung des Isolationsgefüges statt, und zwar so, daß sich beim Pressen und Nachpressen der Wicklung die zylindrischen Teile des Winkelringes oder U-Ringes an den Stirnseiten der Wicklung bequem in die Isolationszylinder im Streukanal teleskopartig verschieben können. Bei allseitig verschalten Wicklungen ist dies nur mit großer Schwierigkeit oder überhaupt nicht möglich. Die aufgelockerte Isolation läßt sich gleichzeitig auch noch dazu benutzen, Kanäle für die Kühlölab-und -zufuhr zu schaffen, so daß wenigstens auf der einen Wicklungsseite die manchmal unerwünschte Kühlölab- oder -zufuhr nicht durch die Wicklungsableitung oder gar gesonderte Rohre geführt werden muß.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Hochspannungstransformator oder -drossel mit allseitig in festes Isoliermaterial eingepackter, flüssigkeitsgekühlter Wicklung, die unter dem Druck einer Wicklungspresse steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierverschalung auf der Wicklungsseite mit dem niedrigsten Potential gegen Erde und gegen seine Nachbarwicklungen durchbrochen und aufgelockert ist und daß sie an dieser Stelle von z. B. im Querschnitt U-förmigen Kappenringen gebildet ist, deren Flansche mit dem festen Isoliermaterial der Wicklungsisolationsaußen- und -innenzylinder unter Belassung von Kanälen kammartig ineinandergreifen, so daß einerseits das Kühlmittel in die Wicklung eintreten bzw. aus dieser austreten kann und andererseits die Preßvorrichtung dem Schwund der Wicklung entsprechend nachstellbar ist.
2. 2. Transformator nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Innen- und Außenzylinder der Wicklungsisolation auf ihrer, der Kappenisolation zugewendeten Stirnseite mit Ringnuten versehen sind, in die vorspringende Schenkelteile der kappenartig ausgebildeten Wicklungsstirnisolation eingreifen.
3. 3. Transformator nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelzuführung zur Wicklung über den auf der Stirnkappenseite liegenden hohl ausgebildeten Strahlungsring erfolgt, der über wicklungsseitig vorgesehene Öffnungen das Kühlmittel nach einem oder mehreren in der Wicklung vorgesehene Kühlkanäle leitet, in denen es hochsteigt und nach Umlenkung auf der anderen Wicklungsstirnseite, gegebenenfalls innerhalb eines dort vorgesehenen hohlen Strahlungsringes, über in der Wicklung vorhandene weitere konzentrisch zu den ersten Kanälen liegende Kühlkanäle im Gegenzug zurückfließt, bis es über in der Nähe des unteren Strahlungsringes in der Wicklung angebrachte Austrittsöffnungen in die in der Kappenringisolation vorhandenen Kanäle überströmt, aus denen es die Wicklung wieder verläßt. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 589 444, 551 148, 564 817, 714 480, 727 564, 873 279-