DE1114923B - Stossspannungsfeste Wicklung fuer Transformatoren u. dgl. - Google Patents

Description

• Stoßspannungsfeste Wicklung für Transformatoren u. dgl. Die Erfindung bezieht sich auf eine Wicklung für Transformatoren u. dgl., bestehend aus hintereinandergeschalteten, zweigängig gewickelten Doppelscheibenspulen mit zwei parallelen Stromzweigen, und besondere Maßnahmen zur Erhöhung der Stoßspannungsfestigkeit.
• Bekanntlich sind Wicklungen für Transformatoren u. dgl. durch Stoßspannungsbeanspruchungen, besonders im Wicklungseingangsgebiet, stark gefährdet. Es ist nicht immer angängig, durch Verstärkung der Isolation der Windungen und Spulen eine Wicklung stoßspannungsfest zu machen. Bei einer aus Scheibenspulen aufgebauten Wicklung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, durch Erhöhung der Serienkapazität eine gleichmäßigere Spannungsverteilung längs der Wicklung beim Auftreffen von Stoßspannungen zu erzielen und so die hohen Spannungsbeanspruchungen einzelner Wicklungsteile zu vermeiden.
• Es sind verschiedene Maßnahmen bekanntgeworden, die diesen Zweck erfüllen. Bei bekannten Wicklungen werden zu diesem Zweck Doppelspulen bzw. Spulengruppen gebildet, bei denen der Leiter zunächst z. B. in einer Abwärtsspirale durch die erste Spule geführt wird, dann in einer Aufwärtsspirale die zweite Spule durchläuft, wieder in die erste Spule zurückgeführt wird, diese wieder in einer Abwärtsspirale durchläuft und schließlich noch einmal in einer Aufwärtsspirale durch die zweite Spule der Doppelspule geführt wird. Diese Leitungsführung wiederholt sich von Doppelspule zu Doppelspule. Auf diese und ähnliche Weise kommen Windungen nebeneinander zu liegen, zwischen denen mehr als eine Windungsspannung herrscht. Bei diesen Wicklungen erhält man zwar innerhalb der Doppelspulen bzw. Spulengruppen eine gute kapazitive Kopplung; jedoch ist zwischen benachbarten Doppelspulen bzw. Spulengruppen diese gute kapazitive Kopplung nicht vorhanden. Die nicht im Zuge der Leitungsführung liegenden Rückverbindungen dieser Spulen müssen gelötet werden. Durch das Löten der Rückverbindungen entsteht ein um so größerer Arbeitsaufwand, je mehr parallele Stromzweige eine Wicklung besitzt.
• Bei Hochspannungswicklungen größerer Leistung muß der Kupferquerschnitt oft in zwei parallele Stromzweige aufgeteilt werden. Nachteilig ist bei den bekannten Wicklungen, daß innerhalb einer Doppelspule mindestens zwei nicht im Zuge der Leitungsführung liegende Rückverbindungen nötig sind, bei denen der Draht zunächst unterbrochen und später gelötet und nachisoliert werden muß. Außerdem ist auch bei den bekannten Wicklungen mit zwei parallelen Stromzweigen die gute kapazitive Kopplung zwischen benachbarten Doppelspulen bzw. Spulengruppen nicht vorhanden.
• Die vorliegende Erfindung vermeidet die geschilderten Nachteile und erreicht ohne zusätzlichen Verlust an Wickelraum eine optimale Kapazitätserhöhung in einer zweigängig gewickelten Doppelscheibenspulenwicklung mit nur einer Drahtunterbrechung je Doppelspule. Gemäß der Erfindung wird bei einer mit zwei parallelen Stromzweigen ausgeführten Scheibenspulenwicklung für Transformatoren u. dgl., bestehend aus hintereinandergeschalteten, zweigängig gewickelten Doppelscheibenspulen mit zwei parallelen Stromzweigen, die Kapazitätserhöhung dadurch erreicht, daß zur Erhöhung der Stoßspannungsfestigkeit die zweigängig gewickelten Scheibenspulen so geschaltet werden, daß, im Schnitt durch die Wicklung gesehen, der eine Stromzweig (Stromzweig 1) schleifenförmig und der andere Stromzweig (Stromzweig II) wellenförmig durch die Wicklung geführt wird, so daß zwischen allen benachbarten Doppelspulen zwei vom Betriebsstrom in gleicher Richtung durchflossene Verbindungen entstehen, von denen die eine am inneren und die andere am äußeren Spulenumfang liegt.
• An Hand der Abbildungen soll die Erfindung näher erläutert werden. Abb.l zeigt schematisch einen Schnitt durch eine aus zwei Doppelspulen a und b bestehende, erfindungsgemäß gewickelte Scheibenspulenwicklung, deren Wickelachse mit c bezeichnet ist. Jede Spule hat der einfacheren Darstellung wegen nur acht übereinanderliegende Windungen, von denen vier auf den Stromzweig I und vier auf den Stromzweig II entfallen. Die Reihenfolge der hintereinandergeschalteten Windungen ist für den Stromzweig I durch die fortlaufenden Nummern 101 bis 116 und für den Stromzweig 1I durch die Nummern 201 bis 216 angedeutet. Der Stromzweig I beginnt mit einer am inneren Umfang liegenden Windung in der ersten Spule, dann folgen drei Windungen in der zweiten Spule; über eine rückläufige Schaltverbindung zwischen den Windungen 104 und 7.05 folgen nun drei Windungen in der ersten Spule und anschließend eine am inneren Umfang liegende Windung in der zweiten Spule. Im gleichen Sinne setzt sich die Schaltung in der Doppelspule b fort. Der Stromzweig II beginnt mit vier Windungen in der ersten Spule, dann folgen vier Windungen in der zweiten Spule. Im gleichen Sinne setzt sich die Schaltung in der Doppelspule b fort. In Abb. 2 und 3 sind die beiden Spulen einer Doppelspule in Seitenansicht schematisch und ohne Berücksichtigung der Krümmung dargestellt. Diese Darstellungen zeigen, daß alle Schaltverbindungen am inneren bzw. äußeren Spulenumfang angeordnet sind und somit gegenüber einer normalen Doppelscheibenspulenwicklung kein zusätzlicher Verlust an Wickelraum entsteht.
• In Abb.2 sind die Anfänge und in Abb.3 die Enden der beiden parallelen Stromzweige mit I und 1I bezeichnet. Die freien Windungsenden des Stromzweiges I sind mit 1 und die freien Windungsenden des Stromzweiges II mit 2 bezeichnet. Denkt man sich die Abb.3 senkrecht nach oben versetzt, so decken sich die miteinander zu verbindenden Windungsenden der Abb. 2 mit denen der Abb. 3. Wie aus den Abb.2 und 3 zu ersehen ist, trägt kein Wicklungsteil und keine Schaltverbindung über den Spulendurchmesser hinaus auf.
• In Abb. 1 ist der Stromzweig I sowohl in der Doppelspule a als auch in der Doppelspule b schleifenförmig durch die Wicklung geführt. Es kann jedoch durch gegenseitiges Vertauschen der innerhalb der Doppelspule b liegenden Schaltverbindungen - am inneren und äußeren Umfang dafür gesorgt werden, daß in der Doppelspule b der Stromzweig 1I schleifenförmig durch die Wicklung geführt wird, d. h., man kann abweichend von der Darstellung in Abb. 1 von Doppelspule zu Doppelspule die Stromzweige I und 1I abwechselnd schleifenförmig und wellenförmig durch die Wicklung führen.
• Eine Wicklung nach der Erfindung kann wie jede normale Doppelscheibenspulenwicklung mit zum Teil gestürzten Spulen gewickelt werden, so daß in jeder Doppelspule nur eine Drahtunterbrechung notwendig ist, die als Rückverbindung geschweißt oder gelötet werden muß. Will man im Verlauf der Wicklung fortlaufend eine Verdrillung der Stromzweige l und 1I erreichen, so kann vorteilhaft nach Abb. 4 gewickelt werden. Diese Schaltung trägt ebenfalls alle Merkmale der Erfindung, ergibt also die angestrebte Verbesserung der Stoßspannungsverteilung durch die verbesserte kapazitive Kopplung benachbarter Scheibenspulen und gewährleistet gleichzeitig gleiche Stromverteilung in den parallelen Stromzweigen durch die Verdrillung. Messungen haben bestätigt, daß durch eine Wicklung nach der Erfindung ohne zusätzlichen Verlust an Wickelraum eine wesentlich größere Längskapazität der Wicklung erreicht wird als bei bekannten Wicklungen mit vergleichbarer, auf die Betriebsspannung bezogener Spannungsdifferenz zwischen nebeneinanderliegenden Drähten.
• Die in den dargestellten Beispielen gewählten Spulenzahlen und Windungszählen sind nicht verbindlich und können beliebig geändert werden. Erfindungsgemäß aufgebaute Wicklungsteile können auch mit in bekannter Weise aufgebauten Wicklungsteilen kombiniert werden. In einer Wicklung nach der Erfindung können ein oder beide parallele Stromzweige auch aus mehreren Teilleitern bestehen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Stoßspannungsfeste Wicklung für Transformatoren u. dgl., bestehend aus hintereinandergeschalteten, zweigängig gewickelten Doppelscheibenspulen mit zwei parallelen Stromzweigen, dadurch gekennzeichnet, daß die zweigängig gewickelten Scheibenspulen so geschaltet sind, daß, im Schnitt durch die Wicklung gesehen, der eine Stromzweig (Stromzweig I) schleifenförmig und der andere Stromzweig (Stromzweig II) wellenförmig durch die Wicklung geführt wird, so daß zwischen allen benachbaren Doppelspulen zwei vom Betriebsstrom in gleicher Richtung durchflossene Verbindungen entstehen, von denen die eine am inneren und die andere am äußeren Spulenumfang liegt.
2. 2. Wicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Kreuzen der beiden Stromzweige eine vollkommene Verdrillung der beiden parallelen Stromzweige erzielt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr.1039 620, 1002 873; schweizerische Patentschriften Nr. 310 044, 329 523, 270 657.