DE1072734B

DE1072734B - Dros seispule especially TFH lock and Kutzschlussbegrenrungsspule

Info

Publication number: DE1072734B
Application number: DENDAT1072734D
Authority: DE
Inventors: und Anton Rau Stuttgart-Hofen Dr-Ing Heinz Moller Stuttgart-Bad Cannstatt
Original assignee: LICENTIA Patent-Verwaltungs GmbH Frankfurt/M
Publication date: 1960-01-07

Description

Drosselspule, insbesondere TFH-Sperre und Kurzschlußbegrenzungsspule In Hoch- und Mittelspannungsnetzen wird bekanntlich die Übermittlung von Nachrichten sowie die Durchgabe von Meß-, Regel- und Steuerwerten mittels hochfrequenter Trägerfrequenz vorgenommen. Um ein Abfließen der hochfrequenten Trägerströme der Fernmeldeanlage über die Sammelschiene und über die Kapazität der angeschlossenen Starkstromgeräte gegen Erde zu verhindern und ferner dafür Sorge zu tragen, daß die Trägerströme nicht in Stichleitungen bzw. Abzweigungen der Hochspannungsanlage gelangen, die nicht zur Übertragung der Trägerströme ausgenutzt werden sollen, werden in die Hochspannungsleitungen Wellensperren, sogenannte TFH-Sperren, eingebaut.Choke coil, especially TFH lock and short-circuit limiting coil As is well known, the transmission of messages is used in high and medium voltage networks as well as the transmission of measurement, regulation and control values by means of a high-frequency carrier frequency performed. To an outflow of the high-frequency carrier currents of the telecommunication system via the busbar and via the capacity of the connected high-voltage devices to prevent earth and also to ensure that the carrier currents do not get into stub lines or branches of the high-voltage system that not to be used for the transmission of the carrier currents, are in the high voltage lines Shaft locks, so-called TFH locks, built in.

Derartige Sperren bestehen im wesentlichen aus einer eisenlosen Drosselspule kleiner Induktivität, die durch geeignete Schaltelemente zu einem Resonanzkreis ergänzt wird, oder aus einer Drosselspule großer Induktivität, die im allgemeinen ohne Resonanzabstimmung für die Sperrung eines großen Frequenzbereichs ausgeführt ist.Such barriers essentially consist of an ironless choke coil small inductance, which by means of suitable switching elements to a resonance circuit is supplemented, or from a choke coil of large inductance, which in general executed without resonance tuning for the blocking of a large frequency range is.

Der Einbau der Sperren erfolgt in den Zug der Hochspannungsleitung selbst, und es ist deshalb erforderlich, die Sperre den dort herrschenden Verhältnissen und Beanspruchungen anzupassen. Dies gilt insbesondere für die thermische und dynamische Festigkeit der Wicklung. In den für die Sperren geltenden Vorschriften wird gefordert, daß die Sperren je nach Type bis zum 100fachen des Nennstromes auszulegen sind. Die dabei auftretenden axialen und radialen Kräfte erreichen sehr große Werte, die es erforderlich machen, den mechanischen Aufbau sehr sorgfältig und sicher durchzuführen.The barriers are installed in the train of the high-voltage line itself, and it is therefore necessary to lock the prevailing conditions there and to adapt stresses. This is especially true for the thermal and dynamic Winding strength. The regulations applicable to bans require that the locks are to be designed up to 100 times the rated current, depending on the type. The resulting axial and radial forces reach very large values, the make it necessary to carry out the mechanical construction very carefully and safely.

Als zweckmäßigste Spulenform wird bisher für Selektivsperren fast allgemein die Zylinderwicklung gewählt, während sich für die Breitbandsperren eine Scheibenwicklung als günstiger erweist. Bei einer bekannten Sperre mit Scheibenwicklung sind die einzelnen Windungen bzw. Scheiben durch isolierende Distanzstücke z. B. bestehend aus einer Glimmerpreßmasse gegenseitig abgestützt, mit der Aufgabe, den gewünschten.- Luftzwischenraum zur Kühlung herzustellen. An den beiden Enden des durch die Wicklung gebildeten Zylinders sind Drucksterne angebracht, die durch einen zentralen Mittelbolzen die Spule verspannen. Durch die im Kurzschluß auftretenden hohen Stromkräfte ist es erforderlich, eine Vielzahl von Distanzstücken zwischen den Spulenscheiben sowie zwischen den einzelnen Windungen einzulegen, um die freien, zwischen den Distanzstücken sich bildenden Leitungsabschnitte möglichst klein zu halten und hierdurch die erforderliche mechanische Festigkeit der Spule sicherzustellen. Bei einigen besonders hoch beanspruchten Typen dieser Bauart mußte für die Wicklung hartgezogenes Kupfer verwendet werden, um eine Konstruktion mit annehmbar freien Leitungsabschnitten zwischen den Distanzklötzen zu erhalten.So far, the most appropriate coil shape for selective locks has been almost generally the cylinder winding is chosen, while the broadband locks a Disc winding proves to be cheaper. In a known lock with disc winding are the individual turns or discs by insulating spacers z. B. consisting of a mica molding compound mutually supported, with the task of the desired.- create air gap for cooling. At both ends of the The cylinder formed by the winding is attached to the printing stars by a tension the coil in the central central bolt. By the occurring in the short circuit high current forces it is necessary to place a large number of spacers between to insert the reel washers and between the individual windings in order to remove the free, between the spacers forming line sections as small as possible hold and thereby ensure the required mechanical strength of the coil. In some particularly highly stressed types of this type had to be used for the winding Hard drawn copper used to make a construction with acceptably free To get line sections between the spacer blocks.

Es ist auch eine Drosselspule mit Flachdrahtwick Jung in Scheibenspulenanordnung bekannt, bei der die Scheiben kegelförmig ausgebildet und durch trapezförmige Abstandsstücke distanziert sind. Die Spulen dieser Drossel sind mit dicht aneinanderliegenden isolierten Windungen aus Flachdraht ohne Luftzwischenräume gewickelt und durch Kunstharz zu einem in sich stabilen Kegelmantel verfestigt. Mittels vorzugsweise keramischer- Abstandsstücke unter Verwendung von Kunstharzklebelack sind die Spulen zu einem einzigen Wicklungsblock verfestigt.It is also a choke coil with flat wire wind Jung in a disc coil arrangement known in which the discs are conical and trapezoidal spacers are distant. The coils of this choke are insulated with tightly packed Windings of flat wire wound with no air gaps and closed by synthetic resin solidified in a stable cone shell. By means of preferably ceramic Spacers using synthetic resin glue are the coils into one solidified single winding block.

Bei Sperren für - große Nennströme bereitet die Wicklung der großen Leiterquerschnitte Schwierigkeiten, so daß hierfür der Leiterquerschnitt in mehrere parallele Leiter aufgeteilt werden muß. Zur Verringerung der Wirbelstromverluste werden bei bekannten Drosseln die einzelnen parallel geschalteten Leiter etwa in Spulenmitte verdrillt, so daß jeder Einzelleiter denselben magnetischen Fluß umfaßt. Der konstruktive Aufbau der Spule wird dadurch noch komplizierter.In the case of blocking for - large rated currents, the winding prepares the large Conductor cross-sections difficulties, so that this the conductor cross-section in several parallel conductors must be split. To reduce eddy current losses in known chokes, the individual conductors connected in parallel are approximately in The center of the coil is twisted so that each individual conductor contains the same magnetic flux. This makes the construction of the coil even more complicated.

Ähnliche konstruktive Schwierigkeiten ergeben sich bei Kurzschlußbegrenzüngsdrosseln, die zum Begrenzen des Kurzschlußstromes in Stromverteilungsanlagen, zum Erhöhen der Kurzschlußspannung von Transformatoren usw. verwendet werden. Auf die bei diesen Drosseln auftretenden Schwierigkeiten braucht im einzelnen nicht eingegangen zu -,verden..Similar constructional difficulties arise with short-circuit limiting chokes, those to limit the short-circuit current in power distribution systems, to increase it the short-circuit voltage of transformers, etc. can be used. On those with these Throttling occurring difficulties need not be discussed in detail -, verden ..

Bei den bekannten Spulenkonstruktionen besteht der Nachteil, daß im Schadensfalle auch schon bei kleineren Schäden keine Möglichkeit gegeben ist, an Ort und Stelle eine Reparatur vorzunehmen. Besonders bei durch Kunstharz zu einem einzigen Wicklungsblock verfestigten Spulen ist es ohne Zerstörung der Kunstharzumkleidung nicht möglich, Wicklungsschäden zu beheben.In the known coil designs there is the disadvantage that in There is no possibility of damage even with minor damage Carry out a repair on the spot. Especially with synthetic resin to one single winding block solidified coils it is without destruction the synthetic resin cladding is not able to repair damage to the winding.

Um diese Nachteile zu beheben und um den konstruktiven Aufbau einer Drosselspule, insbesondere TFH-Sperre und Kurzschlußbegrenzungsspule mit scheibenförmiger Wicklung, bestehend aus einzelnen, mit einem irreversibel erhärtenden Kunstharz umkleideten, in sich starren Scheiben, die über etwa rippenartige Distanzklötze senkrecht zur Spulenachse gegeneinander distanziert werden, wesentlich zu vereinfachen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Distanzklötze der Scheiben an die senkrecht zur Spulenachse stehenden Flächen der Spulenumkleidung in Form von Rippen verschiedener Breite unmittelbar angegossen und die Spulenscheiben wahlweise je nach gewünschter Induktivität zusammenschaltbar bzw. lösbar sind. Eine derart ausgeführte Drosselspule besitzt den wesentlichen Vorteil, daß sie aus kleinen Spuleneinheiten mechanisch fest aufgebaut ist und jederzeit wieder in ihre Einzelteile ohne Beschädigung des die Leiter umhüllenden Kunstharzmantels zerlegt werden kann.In order to remedy these disadvantages and to improve the structural design of a Choke coil, especially TFH lock and short-circuit limiting coil with a disc-shaped Winding, consisting of individual, with an irreversibly hardening synthetic resin encased, rigid panes over rib-like spacer blocks be spaced from each other perpendicular to the coil axis, to simplify significantly, the invention proposes that the spacer blocks of the discs to the perpendicular to the coil axis standing surfaces of the coil casing in the form of ribs of various Width directly cast on and the spool discs optionally depending on the desired Inductance can be interconnected or detached. A choke coil designed in this way has the major advantage that it consists of small coil units mechanically is firmly constructed and can be broken down into its individual parts at any time without damaging the the conductor enveloping synthetic resin jacket can be disassembled.

Um den Zusammenbau der einzelnen Scheiben zu einer Spule zu vereinfachen, erweist es sich als zweckmäßig, in die breiteren Rippen Vertiefungen einzugießen, in die beim Zusammenbau mehrerer Scheiben Keile eingelegt werden. Ferner ist es von Vorteil, an die breiteren Rippen Augen mit Löchern zur Aufnahme von Spannbolzen einzugießen.To simplify the assembly of the individual discs to form a coil, If it proves to be expedient to pour indentations into the wider ribs, in which wedges are inserted when assembling several panes. Furthermore it is It is advantageous to have eyes on the wider ribs with holes to accommodate clamping bolts pour in.

Als Isolationsmaterial für die einzelnen Scheibenwindengen wird zweckmäßigerweise bandförmiger Isolierstoff, vorzugsweise Glasseide, mit geringerer Breite als die Leiterbreite verwendet. Beim Umgießen der Wicklungsscheiben dringt die Vergußmasse in die Randzone der Leiter zwischen die einzelnen Windungen ein und stützt die Windungen auf ihrer gesamten Länge gegeneinander ab.The insulation material for the individual windshield winches is expediently tape-shaped insulating material, preferably fiberglass, with a smaller width than that Ladder width used. When casting around the winding disks, the casting compound penetrates into the edge zone of the conductor between the individual turns and supports the turns against each other over their entire length.

Sind die einzelnen Scheiben gleichsinnig gewickelt und liegt der Wicklungsanfang außen, das Wicklungsende innen, so müßte, um für die Gesamtspule den gleichen Wickelsinn zu erhalten, eine Schaltverbindung vom inneren Umfang der vorhergehenden bis zum äußeren Umfang der folgenden Scheibe gelegt werden. Dies ist unerwünscht. Klappt man jedoch jede zweite Spulenscheibe beim Zusammenbau um 180° um, so kommt der Wicklungsanfang, im Wickelsinn betrachtet, abwechselnd außen und innen zu liegen. Die zu verbindenden Stellen liegen dann nebeneinander, und lange Schaltverbindungen werden eingespart.If the individual disks are wound in the same direction and the winding start is located on the outside, the winding end on the inside, would have to have the same winding direction for the entire coil to obtain a circuit connection from the inner circumference of the previous to the outer circumference of the following disc. This is undesirable. Works However, if you turn every second coil disc by 180 ° during assembly, the winding starts viewed in the direction of winding, to lie alternately outside and inside. The ones to be connected Places are then next to each other, and long circuit connections are saved.

Bei aus mehreren parallelen Drähten gewickelten Spulen ergibt sich dabei der Vorteil, daß nach jeder Spule die Teilleiter zwangsweise verdrillt werden. Die Wirbelstromverluste der Gesamtspule sind daher sehr klein.In the case of coils wound from several parallel wires, the result is this has the advantage that the sub-conductors are forcibly twisted after each coil. The eddy current losses of the entire coil are therefore very small.

Als Leitermaterial wird ein Werkstoff gewählt, dessen Ausdehnungskoeffizient dem der Vergußmasse möglichst gleichkommt. Aluminium erfüllt diese Forderung mit Gießharz am besten und ist außerdem leicht.A material is selected as the conductor material, its coefficient of expansion that of the potting compound is as similar as possible. Aluminum also fulfills this requirement Cast resin works best and is also light.

In der Zeichnung wird eine Drosselspule gemäß der Erfindung dargestellt.In the drawing, a choke coil according to the invention is shown.

Fig. 1 zeigt die Spule in der Draufsicht, Fig.2 einen Schnitt durch die Spule entlang der Linie A-B.Fig. 1 shows the coil in plan view, Fig. 2 a section through the coil along the line A-B.

Die mit 1 bezeichnete Wicklung, bestehend aus mehreren parallel geschalteten Teilleitern 2, 3, 4, ist mit Gießharz 5 umkleidet. Zwischen den einzelnen Windungen ist Glasseidenband 6 von kleinerer Breite als die Leiterbreite eingelegt, so daß an der Randzone 7 der Wicklung Gießharz zwischen die Windungen eindringen kann, das die Windungen auf ihrer gesamten Länge gegeneinander abstützt. Die Umkleidung ist mit Rippen 8 zur Versteifung und Distanzierung versehen. An die breiten Rippen 9 sind Augen 10 mit Löchern 11 zur Aufnahme der Verspannbolzen 12 angegossen. Außerdem enthalten die Rippen 9 Aussparungen 13 zur Aufnahme von Keilen 14, die die einzelnen Scheiben gegen Verdrehen sichern. Der Anschluß 15 der Spule liegt in dem gewählten Beispiel außen, das Ende 16 innen. Der Wickelsinn verläuft gemäß der eingezeichneten Pfeilrichtung. Die auf die erste Spulenscheibe folgende Spulenscheibe ist um 180° um die Achse. C-D gedreht, -so daß ihr Spulenanfang im Wickelsinn betrachtet nach innen zu liegen kommt und mit einer Lasche 17 an die vorhergehende Spule angeschlossen wird. An dieser Verbindungsstelle werden, wie aus der Zeichnung hervorgeht, die einzelnen Leiter zwangsweise verschränkt.The winding labeled 1, consisting of several parallel-connected Partial conductors 2, 3, 4 are clad with casting resin 5. Between the individual turns glass fiber tape 6 is inserted from a width smaller than the conductor width, so that Cast resin can penetrate between the windings at the edge zone 7 of the winding, that supports the turns against each other over their entire length. The dressing is provided with ribs 8 for stiffening and distancing. The broad ribs 9 eyes 10 with holes 11 for receiving the bracing bolts 12 are cast. aside from that contain the ribs 9 recesses 13 for receiving wedges 14, which the individual Secure the washers against twisting. The connection 15 of the coil is in the selected one Example outside, the end 16 inside. The winding direction is as shown Direction of arrow. The reel disc following the first reel disc is 180 ° around the axis. C-D rotated so that the beginning of the bobbin is viewed in the winding direction comes to lie inside and connected with a tab 17 to the previous coil will. At this connection point, as can be seen from the drawing, the individual ladder forcibly crossed.

Claims

PATL: \ T 1 \ @ f'Itt '(: £ IE: 1st choke coil, especially TFH lock and Short-circuit limiting coil with disc-shaped winding, consisting of individual, with an irreversible. hardening synthetic resin coated, rigid panes, which about rib-like spacer blocks perpendicular to the coil axis against each other be distanced, characterized in that the spacer blocks on the discs the surfaces of the bobbin casing that are perpendicular to the bobbin axis in the form of Ribs of different widths cast directly on and the reel discs optionally can be interconnected or detached depending on the desired inductance.

2. Choke coil according to claim 1, characterized in that recesses in the wider ribs are cast into which wedges are inserted when assembling several panes.

3. choke coil according to claim 1, characterized in that the wider ribs Eyes are cast on with holes to accommodate clamping bolts.

4. Choke coil according to claim 1 to 3, characterized in that the insulation between the individual Disc windings made of a strip-shaped insulating material, preferably glass fiber, with width is smaller than the width of the ladder.

5. Choke coil according to claim 1 to 4, characterized in that when assembling several coil disks at each electrical connection point, the winding consisting of several parallel conductors is entangled, the entanglement preferably being carried out by folding over every second disk by 180 °. Documents considered: German Patent No. 966 274; German patent application L6284VIIIb / 21d2 (published December 13, 1951); German exposition L 18039 VIIIb / 21 d2 (published on July 19, 1956); Swiss Patent No. 268 951; Magazine "Radio und Fernsehen", 1956, No. 13, p. 389/390; "Die Umschau" magazine, 1956, No. 16, pp. 481 to 484.