DE1066662B

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Publication number: DE1066662B
Application number: DENDAT1066662D
Authority: DE
Publication date: 1959-10-08

Description

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Die Erfmclung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von T [ochspannungsspulen für Iloclispannungstransformatoreii. Es sind PTochspannungstransformatoren bekannt, deren innere Isolation vorwiegend aus Papier besteht und die zur Isolation und Kühlung in einer organischen oder anorganischen Flüssigkeit untergebracht sind.

Bei einer bekannten Ausbildung der Hochspannungsspule eines solchen Transformators sind zum Zwecke der Lagenisolation über die Wicklung herausi'agende Zwischenlagen aus glattem Papier verwendet, wobei die Papierzwischenlagen radial nach außen umgekrempt sind. Diese Ausbildung ist günstig zur Erhöhung der Durchschlagsfestigkeit an den Stirnflächen der Spulen.

Zur Verdeutlichung der Spannungsbeanspruchung ist in Fig. 1 der Aufbau eines bekannten Transformators im Schnitt dargestellt, wobei alle unwesentlichen Teile fortgelassen sind. Das Wicklungsfenster in einem geerdeten Eisenkern ] enthält dabei die Unterspannungswicklung 2 und die Hochspannungswicklung 3. Die Hochspannungswicklung ist als Lagenwicklung ausgebildet und auf den Isolierzylinder 4 aufgebracht. Zur gegenseitigen Isolation der Lagen sind zwischen fliesen Papicrzwischenlagen 5 angeordnet. Die sich beim Betrieb dieses Transformators im Raum zwischen der Wicklung 3 und der geerdeten Begrenzung 1 ausbildende Potentialverteilimg des elektrischen Feldes wird an Hand von Äquipotentialflächen 6 verdeutlicht.

Während innerhalb der Spule 3 die Beanspruchung der Papierisoiierbahnen senkrecht zur Papierebenc und damit in glinstiger Weise erfolgt, tritt an den Stirnflächen eine erhebliche Tangentialbeanspruchung der Papierbahnen auf, die so hoch werden kann, daß die zulässige Durchschlagsspannung überschritten wird. Diese unerwünscht hohe Längsbeanspruchung kann sehr klein gehalten werden und sogar verschwinden, wenn man die Papierbahnen an den Stirnflächen so umkrempt. daß diese annähernd in Richtung der Äquipotentialflächen weiterlaufen. Die Feldstärke wirkt dann immer senkrecht oder annähernd senkrecht zu den Papierbahnen.

Zum Zvxcke der Umiegung der Fapierbalmen an den Sntdencnden hat man bei einer bekannten Spule für die LagenisolaSion Kreppapiere benutzt. Kachtei-

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Verfahren zur Herstellung von Hochspannungsspulen für Hochspannungstransformatoren

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C H. F. Müller Aktiengesellschaft, Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Alfred Kuntke, Hamburg-Wellingsbüttel,
ist als Erfinder genannt worden

Praxis nicht befriedigend, weil man die Einschnitte in das Papier bis an die sehr dünndrähtige Lackdrahtwicklung durchführen muß, so daß Beschädigungen der Wicklung möglich sind oder daß die zwischen zwei Lagen bestehende Spannungsdifferenz zu einem Durchschlag durch den Einschnitt in die Papierbahn führt.

Diese Schwierigkeiten werden durch die Erfindung behoben. Durch Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung gelingt es, die über die Wicklung iiberstehenden Papierbahnen an den Stirnflächen nach Fertigstellung der Wicklung völlig gleichförmig in Richtung der Aquipotentialebcnen aufz.ukrempen und zu formen, so daß eine —- vom Standpunkt der Hochspannungstechnik aus betrachtet — optimale Gcstaltu ng erreicht wird, über diesen Fortschritt hinaus erhält die Flochspannungswicklung eine große mechanische Festigkeit, die die Kurzschlußsicherhcit erhöht. Während man bei einer Anordnung nach Fig. I während des Wicklungsvorganges eine Verklebung des Drahtes mit dem Wickclpapicr vornehmen muß. um genügende mechanische Festigkeit zu erreichen — ein Vorgang, der zeitraubend ist und zu unterschiedlichen

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Der Erlindung liegt folgender (iedanke zugrunde: Bekanntlich ist die Dehnung von Isolierpapieren abhängig von der Hcrstellungsrichtung des Papiers. In der Herstellungsrichtung der Papicrlxilnien ist die noch nicht zum Zerreißen führende Dehnung bei höherem Feuchtigkeitsgehalt sehr klein, senkrecht dazu ist sie wesentlich größer und kann bei speziellen Papicrsorten noch wesentlich gesteigert werden, und zwar — wie Versuche ergeben haben — bis 20°/» Verlängerung. Während man bisher die Wickelpapierbahiicn von Rollen abschnitt, bei denen in Richtung der Papierbahn die Dehnung klein ist, weil sie der Herstellungsrichtung entspricht, werden beim Verfahren nach der Erfindung die Wickelpapierbahnen in ihrer Längsrichtung senkrecht zur TTerstellungsrichtung des Papiers geschnitten. Das spätere Auskrempen der Stirnfläche, das einer Verlängerung des Umfanges entspricht, erfolgt somit in Richtung der größeren Dehnung.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der Beschreibung der Fig. 2.

Die Spulenwicklung füllt die T^rIache 3, während die entsprechend der Erläuterung im Zusammenhang mit Fig. 1 hergestellten Papierzwischenlagen nach dem Winkelvorgang das Volumen ausfüllen würden, das durch die gestrichelte Linie 7 begrenzt wird.

Befeuchtet man die Stirnseiten der Spulen beispielsweise durch Eintauchen in warmes Wasser, so kann nach dem Entfernen des überschüssigen Wassers nach kurzer Zeit das über die Wicklung hinausragende Wickelpapier umgekrempt werden, Zweckmäßig legt legt man die Spule auf einen Drehtisch und krempt jeweils eine Papierdicke von 1 ... 2 mm. vom äußeren Durchmesser der Spule beginnend, bei gleichzeitigem Drehen der Spule nacheinander um, so daß im Endzustand die Spulenenden eine Form annehmen, die in Fig. 2 unter 8 angedeutet ist.

Durch beiderseitig angebrachte und mechanisch miteinander verbundene tellerförmige Formstücke kann man die Spulenköpfe bei eng aneinanderliegenden, umgekrempten Papierlagen, gegebenenfalls im Vakuum bei höheren Temperaturen, trocknen lassen.

Auch bei sehr dünnen Drriliteii in der Stärke von 0,1 mm ist bei dieser Behandlung die mechanische Belastung klein. .VTan erhält so Hoehspannungsspulen von ausgezeichneten mechanischen und elektrischen Eigenschaften.

Man erkennt durch den Vergleich mit dem Fotentialbild der Fig. E daß die Übereinstimmung des Verlaufs der Papierbahnen mit den Poteiitialflächen sehr befriedigend ist.

ίο l^rs ist auch möglich, die Deformation der Papierlagen durch Zentrifugalkräfte zu erreichen, indem man die Spule nach dem Befeucliten um ihre Mittelachse schnell rotieren läßt. Die auftretenden Zentrifugalkräfte sorgen für eine gleichförmige, gleichzeitige FⁱChnung und Aufrichtung der stirnseitigen Papierbahnen, und durch Einbringen in die vorgenannte Preßform kann die endgültige Form der Stirnseiten erreicht werden. Es ist selbstverständlich, daß die so hergestellte Spule je nach den hochspannungstechnischen Erfordernissen durch weitere Papierbandagen verstärkt werden kann.

P a t ext λ N⁷ s i> r π c. μ κ:

I. Verfahren zur Herstellung von Hoehspannungsspulen für Hochspantiungstransformatoren unter Verwendung von über die Wicklung hinausragenden Zvvischenlagen aus glattem Papier zur Lagenisolation, bei der die Papierzwischenlagen radial nach außen umgekrempt sind, so daß sie mindestens annähernd den Äquipotentialflächen des elektrischen Fehles angepaßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Papier mit seiner Herstellungsrichtung quer zur Wickelrichtung liegt und daß nach Fertigstellung des Wicklungsvorganges durch Befeuchtung der Stirnflächen die Papierzwischenlagen unter Vermeidung von Einschnitten umgekrempt werden, worauf die Spule zum Trocknen zwischen zwei Formstücke eingeklemmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umkrempen durch Zentrifugalkräfte bei schneller Rotation der Spule um ihre Achse bewirkt wird.

Tn Betracht gezogene: Druckschriften :

Deutsche Patentschriften Nr. 593 776. 720 443;

französische Patentschrift Nr. 840 161;

USA.-Patentschrift Nr. 1 970 406;

deutsche Patentanmeldung S 7774 VTIIb/21 d² (bekanntgeniacht am L5. 10. L953)

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen