DE971609C - Wicklungsaufbau fuer Transformatoren und Drosselspulen - Google Patents

Wicklungsaufbau fuer Transformatoren und Drosselspulen

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DE971609C
DE971609C DEA8012D DEA0008012D DE971609C DE 971609 C DE971609 C DE 971609C DE A8012 D DEA8012 D DE A8012D DE A0008012 D DEA0008012 D DE A0008012D DE 971609 C DE971609 C DE 971609C
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DE
Germany
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winding
partial
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shield elements
coils
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Expired
Application number
DEA8012D
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English (en)
Inventor
James Murray Weed
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AEG AG
Original Assignee
AEG AG
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Publication of DE971609C publication Critical patent/DE971609C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/343Preventing or reducing surge voltages; oscillations
    • H01F27/345Preventing or reducing surge voltages; oscillations using auxiliary conductors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Regulation Of General Use Transformers (AREA)

Description

  • Wicklungsaufbau für Transformatoren und Drosselspulen Um die Hochspannungswicklung von Transformatoren bzw. Drosselspulen gegen Überspannungen zu schützen, ist es erstrebenswert, die Anfangsspannung möglichst gleichmäßig über die ganze Wicklung zu verteilen. Dies kann dadurch geschehen, daß die Wicklung spannungsgesteuerte Abschirmungen erhält. Beispielsweise werden zwischen den einzelnen Wicklungsspulen Metallscheiben oder -zylinder angeordnet und so die Spulenkapazität vergrößert. Auch hat man bereits die Innenfläche und die Außenfläche der Spulen metallisch abgeschirmt. Außerdem sind Schilde vorgeschlagen worden, die längs oder dicht am äußeren Umfang der Wicklung angeordnet und im wesentlichen als induktionsfreie Schleifen aus Wicklungskupfer ausgebildet sind. Diese Schilde können gut und fest isoliert werden; deshalb wird fier Abstand zur Wicklung sehr klein. Je enger aber die Schilde auf der Wicklung sitzen, um so größer werden die Kapazitäten und damit die Wirkungen, die auf die Anfangsverteilung bei Überspannungen erzielt werden.
  • Nachteilig ist bei allen diesen Anordnungen, daß die Abschirmungen jeweils an bestimmte Teile der Wicklung angeschlossen werden und die Verbindung zu denselben und die Anschlüsse selbst gut isoliert werden müssen, was bei hochspannungführenden Wicklungen nicht immer ohne Schwierigkeit möglich ist.
  • Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten wurde daher schon eine Wicklungsanordnung für Hochspannungstransformatoren mit in festen Isolierstoffen eingebetteten elektrostatischen Schirmen in Form von sich teleskopartig nur mit einem Teil ihrer Längen überdeckenden Metalleinlagen vorgeschlagen, bei der die Potentialsteuerung vom Wicklungsanfang aus erfolgt. Die Metalleinlagen oder Beläge sind hierbei nur in zwei Ebenen oder nur auf zwei Zylindermantelflächen derart verteilt angeordnet, daß längs der Wicklung auf einen in der einen Ebene liegenden Belag ein in der zweiten Ebene liegender Belag abwechselt. Diese-.Beläge können nun derart galvanisch leitend miteinander verbunden sein, daß je zwei in verschiedenen Ebenen liegende, miteinander verbundene Beläge mit den folgenden zwei untereinander verbundenen Belägen kapazitiv gekoppelt sind. Bei dieser Anordnung ist streng darauf geachtet, daß die so ausgebildete Potentialsteuerung keine Vergrößerung des Wicklungsabstandes erforderlich macht.
  • Durch diese gleichförmige Ausbildung der Metalleinlagen ergibt sich zwischen den einzelnen Schilden eine gleichmäßige kapazitive Kopplung, die im wesentlichen durch den natürlichen Verlauf der auftreffenden Spannung eine nichtlineare Spannungsverteilung ergibt, während eine ideale Spannungsverteilung einen linearen Spannungsverlauf über .die gesamte Länge der Wicklung aufweist.
  • Diese Nachteile werden nun dadurch beseitigt, daß bei einem Wicklungsaufbau für Hoch-Spannungstransformatoren und Drosselspulen mit zur Verbesserung der Anfangsverteilung der Spannung über die Wicklung bei auftretenden Stoßspannungen vorgesehenen, am Außenumfang der Wicklung lagenweise angeordneten einzelnen Schildelementen mit vom Wicklungseingang aus erfolgender Potentialsteuerung erfindungsgemäß sämtliche Schildelemente, die vorzugsweise die gleiche Breite wie die Barunterliegenden Wicklungsspulen haben, zu Teilschilden mit zueinander und zu den .Barunterliegenden Spulen unterschiedlichem Abstand galvanisch verbunden sind, wobei sich sowohl die Zahl der Teilschilde in den von ihnen gebildeten Teilschildketten als auch die Anzahl der übereinanderliegenden, kapazitiv gekoppelten Teilschilde bzw. Schildelemente nach dem Ende der Wicklung zu verringert.
  • Sind mehrere Teilschildketten vorhanden, so wird die erste Kette leitend mit dem Wicklungsanfang verbunden, während die restlichen elektrostatisch serienweise dazu gekoppelt sind, so daß der Ladestrom der letzten Kette bzw. des letzten Teilschildes über alle vorhergehenden Ketten fließt. Das erste Teilschild jeder Kette liegt dicht über dem darunter befindlichen Wicklungsteil, so daß eine sehr feste Kopplung beider Teile entsteht. Die restlichen Teilschilde dagegen haben eine weniger feste Kopplung mit den entsprechenden Spulen, was durch Veränderung des Abstandes beider Teile zueinander erreicht wird. Diese Teilschilde sind außen teilweise überlappt durch andere Teilschilde, die mit ersteren verhältnismäßig fest gekoppelt sind. Von diesen außenliegenden Teil-Schilden bzw. Schildelementen gehen leitende Verbindungen zu den vorhergehenden Teilschilden der Kette, die wieder mehr oder minder dicht auf der dazugehörigen Spule liegen. Der Betrag der Überlappung dieser Schilde nimmt vom Anfang zum Ende der Wicklung in dem Maße ab, wie sich der totale Ladestrom, der über die Stellen zu den nachfolgenden Schildgruppen fließt, vermindert.
  • Durch diese Anordnung der Teilschilde der einzelnen Ketten sowie dadurch, daß die Teilschilde zueinander und zu den darunterliegenden Spulen verschiedenen Abstand haben, entsteht eine kapazitive Spannungsverteilung, die einem idealen Spannungsverlauf weitgehend angenähert und damit die Spannungsbeanspruchung ausreichend gleichmäßig ist, so daß die Isolation beim Auftreten von Überspannungen nicht über den normalen zulässigen Wert beansprucht wird.
  • Da die Schildelemente zweckmäßig genau so breit sind wie die darunterliegenden Wicklungsspulen, so tritt keine Behinderung des Ölumlaufes ein, was besonders vorteilhaft ist; jedoch können die Schildelemente auch so ausgebildet sein, daß von ihnen zwei Spulen überdeckt werden. Dann ist zwar gegenüber der ersten Ausführung die Hälfte der Ölkanäle überdeckt, trotzdem ist aber der Ölumlauf noch ausreichend.
  • Die Schildelemente selbst können z. B. ohne weiteres als induktionsfreie Schleifen ausgebildet sein.
  • DieverschiedenenAusführungsarten sollen nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert werden.
  • Fig. i zeigt das kapazitiveErsatzschaltbild einer Wicklung. Die Kapazitäten der einzelnen Spulen i9 gegenüber dem Kern sind mit Cs bezeichnet, die Kapazitäten der einzelnen Spulen zueinander mit C, und die Kapazitäten zwischen der Spule und dem dazugehörigen Schild mit Cl bis C4. Der Strahlungsring 23 ist mit -der Hochspaiinungsklemme 25 leitend verbunden, das Ende der Wicklung ist in diesem Fall geerdet, was aber nicht unbedingt notwendig ist.
  • In Fig.2 sind die Spannungsverteilungen über den ganzen Wicklungsbereich dargestellt. Die ideale Verteilung, die praktisch nicht erreicht zu werden braucht, stellt die Gerade 32 dar, die Kurve 31 zeigt die Spannungsverteilung bei einer Wicklung ohne Abschirmung und die Kurve 35 die Spannungsverteilung' bei einer Wicklung mit Abschirmungen, wie sie der Erfindung zugrunde liegen. Diese Spannungsverteilung ist für alle Fälle ausreichend, da eine volle Kompensation nach der Kurve 32 unnötig und zu kostspielig ist. Ein einfaches Ausführungsbeispiel der kapazitiven Kopplung mit Hilfe von Schildelementen zeigt die Fig. 3. Das aus zwei Schildelementen bestehende Teilschild 43 ist über das Schildelement 42' mit dem aus drei Schildelementen gebildeten Teilschild 42 und damit mit der Eingangsspannung, die über die Klemme 25 eintreten kann, kapazitiv gekoppelt. Weitere Ausführungsformen sind in den Fig.4 bis 7 angegeben. Fig. 8 zeigt eine Anordnung, bei der jeweils zwei Spulen von einem Schildelement überdeckt werden.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: z. Wicklungsaufbau für Hochspannungstransformatoren und Drosselspulen mit zur Verbesserung der Anfangsverteilung der Spannung über die Wicklung bei auftretenden Stoßspannungen vorgesehenen, am Außenumfang der Wicklung lagenweise angeordneten einzelnen Schildelementen mit vom Wicklungseingang aus erfolgender Potentialsteuerung, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Schildelemente, die vorzugsweise die gleiche Breite wie die Barunterliegenden Wicklungsspulen haben, zu Teilschilden mit zueinander und zu den Barunterliegenden Spulen unterschiedlichem Abstand galvanisch verbunden sind, wobei sich sowohl die Zahl der Teilschilde in den von ihnen gebildeten Teilschildketten als auch die Anzahl der übereimanderliegenden, kapazitiv gekoppelten Teilschilde bzw. Schildelemente nach dem Ende der Wicklung zu verringert. a. Wicklungsaufbau nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die Schildelemente im wesentlichen in Form der an sich bekannten induktionsfreien Schleifen ausgebildet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 47 i 184, 90 3 12. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 909 479.
DEA8012D 1940-07-11 1941-07-12 Wicklungsaufbau fuer Transformatoren und Drosselspulen Expired DE971609C (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US971609XA 1940-07-11 1940-07-11

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DE971609C true DE971609C (de) 1959-02-26

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ID=22261600

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DEA8012D Expired DE971609C (de) 1940-07-11 1941-07-12 Wicklungsaufbau fuer Transformatoren und Drosselspulen

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DE (1) DE971609C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1295069B (de) * 1965-08-16 1969-05-14 Licentia Gmbh Wicklungsanordnung fuer Transformatoren hoher Spannung und hoher Leistung

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE471184C (de) * 1929-02-15 Aeg Wicklungsaufbau fuer Transformatoren mit einer aus einzelnen Spulen geschichteten Hochspannungswicklung und konzentrisch zu dieser Wicklung angeordneten, voneinander isolierten einzelnen Metallzylindern
DE904312C (de) * 1939-08-30 1954-02-18 Siemens Ag Durch elektrostatische Schirme geschuetzte Wicklung fuer Transformatoren
DE909479C (de) * 1939-08-12 1954-04-22 Siemens Ag Wicklungsanordnung fuer Hochspannungstransformatoren

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