NO138705B - Spenningstransformator. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en spenningstransformator, omfattende en hul støtteisolator, en inne i denne anordnet hovedisolator, minst en primærvikling og minst en sekundærvikling samt nødvendige ledninger, idet hovedisoLatorcn er rørformet og består av flere inne i hverandre og i det minste delvis avtrappet anordnede metallmembranrørelementer og mellom disse anordnede isolerrørelementer, idet minst en første vikling er anordnet rundt omkring hovedisolatoren og idet minst en andre vikling i det minste tilnærmet er anordnet midt imot den første vikling inne i hovedisolatoren .

I spenningstransformatorer med såkalte stavkjerner utgjøres kjernen av en ferromagnetisk stav, på hvilken sekundærviklingen er viklet i form av en lav sylinder. Utenpå sekundærviklingen befinner hovedisoleringen seg i form av et rør, og på dette den sylinderformige primærviklingen. Magnetstrømmen slutter seg via luften, idet magnetkretsens ekvivalente luftgap er relativt stort.

For tilveiebringelse av tilstrekkelig stor tomgangsinduktans

må man anvende et stort jerntverrsnitt og/eller stort antall viklingsomdreininger. Dimensjonene av transformatorens aktive deler og derved også materialkostnadene er store. Ved hurtige spenningsforandringer fordeler potensialene seg på grunn av den store jordkapasiteten ulineært i primærviklingens lengderetning, hvorfor det kreves mer isolering mellom de øverste lin-ningslagene enn på andre steder i viklingen.

Formålet med oppfinnelsen er å avhjelpe ovenfornevnte ulemper.

Spenningstransformatoren ifølge oppfinnelsen kjennetegnes hoved-sakelig ved at magnetkretsen består av to adskilte kjernedeler, av hvilke den første kjernedel strekker seg fra hovedisolatorens ytre overflate, utvendig rundt den første vikling, i det minste tilnærmet til den ene ende av hovedisolatoren og består av et åkparti som føyer seg etter hovedisolatoren og er forbundet med høyspenningspotensial og av et til dette åkparti koblet, i aksial retning i det minste tilnærmet midt imot første vikling beliggende hulsylindret søyleparti som i aksial retning er elektrisk isolerende oppdelt og med sin til åkpartiet koblede ende likeledes er forbundet med høyspenningspotensial, men ved sin andre ende slik som den dermed forbundne andre kjernedel er forbundet med jordpotensial, hvilken andre kjernedel strekker seg fra hovedisolatorens indre overflate, rundt den andre vikling på innsiden, frem til nevnte ende av hovedisolatoren til forbindelses-stedet med den andre ende av det hulsylindriske søyleparti.

Ytterligere utførelsesformer av spenningstransformatoren ifølge oppfinnelsen kjennetegnes av hva som er angitt i de etterfølgende patentkrav 2-6, samt av den etterfølgende beskrivelse av en fore-trukket utførelsesform av oppfinnelsen under henvisning til den vedlagte tegning.

Tegningen viser i snitt en utførelsesform av spenningstransformatoren ifølge oppfinnelsen.

Lengden av transformatorens hovedisoleringsrør 1 er 2H - H<1>, hvor H er den korteste strekning, over hvilken spenningsbelastningen kan deles i støtteisolatorens 1 aksialretning, og H ' = høyden av det åk, gjennom hvilket isoleringsrøret 1 løper. Hovedisoleringsrøret 1 består av et flertall innbyrdes like

lange innenfor hverandre beliggende metallmembranrør 11, hvis lengde er H + H<1>, samt mellom disse beliggende innbyrdes like tykke, tynne isolersylindre 12, hvilke er lengre enn metallmembransylindrene 11. Endene av metallmembransylindrene 11, i den ene ende av hovedisoleringsrøret 1 ligger i et stykke H/m lenger bort fra og i den andre enden tilsvarende nærmere hoved-isoleringsrørets 1 midtdel enn den nærmest innenforliggende metallmembransylinderens 11 ende, idet m = antallet isolermembransylin-dre 12.

Videre er primærviklingen 5, regnet fra hovedisoleringsrørets 1 ene ende, over en strekning H viklet konsentrisk med hovediso-leringsrøret 1 således, at metallmembransylinderens 11 ender ligger midt overfor primærviklingen 5 og i radialretningen på samme side om hovedisoleringssylinderen som primærviklingen 5.

Sekundærviklingen 4 er i sin tur viklet i aksialretning på

samme sted som primærviklingen 5, men på andre siden av hoved-isoleringsrøret 1 i radialretningen. Magnetkretsens 2, 3, 6

ene halvdel 2, 2', 2'<1> strekker seg som et tilnærmelsesvis en-hetlig ferromagnetisk legeme fra hovedisoleringsrørets 1 flate omtrentlig ved rørets 1 midtpunkt innvendig omkring sekundærviklingen 4 og hovedisoleringsrørets 1 endekant til et punkt ved primærviklingens 5 ved jordpotensial beliggende ende og er i sin helhet omtrentlig ved jordpotensial.

Magnetkretsens 2, 3, 6 nedre halvdel 3, 6 omfatter i sin tur en

i sin lengderetning elektrisk isolerende magnetsøyle 6, som strekker seg fra primærviklingens 5 ved jordpotensial beliggen-

de (nedre) ende 14 til primærviklingens 5 høyspenningsende, samtet åk 3, som strekker seg fra primærviklingens 5 på høy-spenningssiden beliggende (øvre) ende 15 til frontflaten av hovedisoleringsrørets 1 midtdel i aksialretningen til samme ni-

vå som magnetkretsens jordpotensial værende halvdel 2, men i radialretningen på motsatt side om røret 1. Herved oppstår en magnetkrets, som i seg innbefatter primær- og sekundærvikling-

ene 5, 4 og den mellom disse beliggende del av hovedisolerings-røret 1 og som av hovedisoleringsrøret 1 avbrytes således at et

luftgap like stort som isoleringsmellomrommet dannes.

Kjernen 2, 3, 6 med spolene 5, 4 og isoleringsrøret 1 er plassert i en hul støtteisolator 7 således at hovedisoleringsrørets 1

akse har samme retning som støtteisolatorens 7 akse. Herved befinner den ende av hovedisoleringsrøret 1, i hvilken alle metall-membransylindrenes ender ligger på den ytre flaten, seg helt og holdent inne i støtteisolatoren 7.

Transformatorens alle aktive deler er altså plassert inne i støtte-isolatoren 7. Den ved jordpotensial værende, med endeflenser 2'' forsynte ferromagnetiske innersøylen 2 fungerer som viklings-stamme for sekundærviklingen 4, hvilken er formet som en lang sylinder. Hovedisoleringsrøret 1 er viklet på det av den ferromagnetiske innersøylen 2 og sekundærviklingen 4 dannede jevn-tykke røret således at den innerste metallmembransylinderens nedre ende befinner seg ved sekundærviklingens 4 nedre ende og det ytterste metallmembransjiktets 11 nedre ende befinner seg ved sekundærviklingens 4 øvre ende. Hovedisoleringsrørets 1 nedre parti er utrettet ved hjelp av en fyllisolering 13, således at primærviklingen 5 har kunnet vikles på et underlag i form av en jevntykk sylinder. Primærviklingens 5 vinninger er fordelt jevnt over hele strekningen H, slik at potensialfordelingen er lineær. ..På primærviklingen 5 befinner det seg et sylinderformet, i sin lengderetning elektrisk isolerende magnetrør 6, hvis øvre ende står i galvanisk forbindelse 16 med primærviklingens 5 øvre ende 15, og hvis nedre ende er ved jordpotensial via ledningene 10,

21, 17. Mellom det elektriske isolerende magnetrørets 6 øvre ende og den ytre flaten av hovedisoleringsrørets 1 midtdel, er beliggende et ferromagnetisk åk 3, som i sin helhet har samme potensial som primærviklingens 5 øvre ende 15. Hovedisolerings-røret 1 strekker seg gjennom det ovenfor beliggende åket 3 og avbryter således magnetkretsen 2, 3, 6 med et luftgap av samme størrelse som isoleringsmellomrommet. Luftgapets innvirkning på magnetkretsens 2, 3, 6 egenskaper kan forminskes ved å for-

øke det øvre åkets høyde H'.

Innenfor rammen av oppfinnelsen kan man avvikende fra det i det foregående beskrevne utførelseseksempelet, tenke seg å la primær-og sekundærviklingen bytte plass, idet nevnte elektriske isolerende magnetrør 6 også kan befinne seg innenfor hovedisolatoren 1.

Kjernedelen 3, 6 behøver ikke heller utgjøres av en koaksialt anordnet ring, men den kan være utformet f.eks. som en søyle. Kjernedelen 2'' kan på den annen side også omgi hovedisolatoren og den første viklingen. Kjernedelen 2'' behøver på sin side ikke være flenslik, og den kan utvide seg også innad (når primærviklingen befinner seg inne i hovedisolatoren).

Claims (5)

1. Spenningstransformator, omfattende en hul støtteisola-tor, en inne i denne anordnet hovedisolator, minst en primærvikling og minst en sekundærvikling samt nødvendige ledninger, idet hovedisolatoren er rørformet og består av flere inne i hverandre og i det minste delvis avtrappet anordnede metallmembran-rørelementer og mellom disse anordnede isolerrørelementer, idet minst en første vikling er anordnet rundt omkring hovedisolatoren og idet minst en andre vikling i det minste tilnærmet er anordnet midt imot den første vikling inne i hovedisolatoren, karakterisert ved at magnetkretsen (2, 3, 6) består av to adskilte kjernedeler, av hvilke den første kjernedelen (3, 6) strekker seg fra hovedisolatorens (1) ytre overflate, utvendig rundt den første vikling (5), i det minste tilnærmet til den ene ende av hovedisolatoren (1) og består av et åkparti (3) som føyer seg etter hovedisolatoren (1) og er forbundet med høyspenningspotensial og av et til dette åkparti, koblet, i aksial retning i det minste tilnærmet midt imot før-ste vikling (5) beliggende hulsylindret søyleparti (6) som i aksial retning er elektrisk isolerende oppdelt og med sin til åkpartiet (3) koblede ende likeledes er forbundet med høyspenn-ingspotensial, men ved sin andre ende slik som den dermed forbundne andre kjernedel (2, 2', 2<1>') er forbundet med jordpotensial, hvilken andre kjernedel strekker seg fra hovedisolatorens (1) indre overflate, rundt den andre vikling (4) på innsiden, frem til nevnte ende av hovedisolatoren (1) til forbindelses-

stedet med den andre ende av det hulsylindriske søyleparti (6).

2. Spenningstransformator som angitt i krav 1, karakterisert ved at lengden (H) av hovedisolatorens (1) avtrappede del (avtrappede deler) er i det minste like lang som den korteste strekning,, over hvilken spenningsbelastningen kan fordeles i hovedisolatorens (1) aksialretning.

3. Spenningstransformator som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at avtrappingen er begrenset til de deler av hovedisolatoren (1) som i aksial retning ligger utenfor kjernen (2, 3, 6) eller midt imot den forste vikling (5).

4. Spenningstransformator som angitt i ett av kravene 1 til 3, karakterisert ved at den andre kjernedelens (2) innerdel (2') er sylinderformet og utstyrt med en uttagning, i hvilken den andre vikling (4) kan vikles.

5. Spenningstransformator som angitt i ett av kravene 1 til 4, karakterisert ved at den forste kjernedel (3, 6) er sylinderformet og utstyrt på innersiden med en uttagning for den forste vikling (5). 6o Spenningstransformator som angitt i ett av kravene 1 til 5, karakterisert ved at kjernedelenes (2, 3, 6) aksiale utstrekning er storre enn viklingenes (4, 5)„