DE1258939B - Insulating sheet for the production of spatially deformable insulation - Google Patents
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Description
Isolierbahn zur Herstellung räumlich verformbarer Isolierungen Die Erfindung betrifft eine Isolierbahn zur Herstellung räumlich verformbarer Isolierungen, wie sie besonders häufig als Winkelringe oder als umgerissene Isolationen in Lagenwicklungen vorkommen. Solche Isolationen werden immer wieder an solchen Stellen verwendet, an denen auch die Äquipotentialflächen winkelförmig umbiegen. Das tritt im allgemeinen immer am Ende von Wicklungen auf. Diese Wicklungen sind im allgemeinen zylindrisch, so daß die Winkelringe zylindrische Teile sind, die nach innen oder außen »herumgerissene« Flansche besitzen.Insulation sheet for the production of spatially deformable insulation The invention relates to an insulating sheet for the production of spatially deformable insulation, as they are often used as angle rings or as torn insulation in layer windings occurrence. Such insulation is used again and again in such places at which the equipotential surfaces also bend at an angle. That occurs in general always at the end of windings. These windings are generally cylindrical, so that the angle rings are cylindrical parts that are "torn around" inwards or outwards Own flanges.
Ebenso ist es bei Verwendung von Lagenwicklungen bekannt, auf die Drahtlagen feste Isolation zu wickeln, meist unter Dazwischenschaltung von Leisten, die einen ölkühlkanal bilden, und diese feste Isolation um die Lagenränder senkrecht zu ihrem bisherigen Verlauf umzuschlagen. Das Umschlagen läßt sich bei einer festen Isolation ohne Stauchung der einzelnen Bahnen, etwa der meist verwendeten Papierbahnen nur dann erreichen, wenn man an den Rändern den Papierzylinder in einzelne achsparallele Papierstreifen »einreißt« oder einschneidet und diese Streifen dann herumschlägt, so daß sie sich beim nach innen verlaufenden Flansch nach innen etwas überlappen, beim nach außen umgeschlagenen Flansch nach außen etwas auseinandergehen.It is also known when using layer windings on which To wrap wire layers of solid insulation, usually with the interposition of strips, which form an oil cooling channel, and this solid insulation around the layer edges vertically to return to their previous course. The turning can be done at a fixed Isolation without compressing the individual webs, such as the most commonly used paper webs can only be achieved if you move the paper cylinder into individual axes parallel to the edges "Tears" or cuts strips of paper and then folds these strips around, so that they overlap slightly inwards at the inwardly running flange, when the flange is folded outwards, they diverge slightly towards the outside.
Diese bekannte Isolation soll als »umgerissene Isolation« bezeichnet werden.This well-known isolation is said to be referred to as "overturned isolation" will.
Bei dieser bekannten umgerissenen Isolation, bei der, wie in F i g. 1 gezeichnet, mit 50 % überlappung gewickelt wird, besteht die Gefahr, daß Entladungen über die Spalte 3 zwischen den einzelnen Streifen einsetzen können. Die Gefahr eines solchen überschlages infolge nicht genügend großer Gleitwege ist dann um so größer, wenn die beabsichtigte überlappungslänge an einer Stelle nicht das gewünschte Ausmaß hat, z. B. wenn beim öbereinanderwickeln von zwei Streifenbahnen an einer Stelle zwei Spalte 3 direkt übereinander zu liegen kommen. Wenn das Einreißen unbeabsichtigt infolge eines Versehens oder wenn infolge von in Umfangsrichtung (s. Pfeil 4) auftretender Wärmedehnungen oder Spannungen zwei Spalte direkt übereinander zu liegen kommen, ist die Gefahr eines verkürzten Gleitweges groß. Außerdem ist das bekannte Verfahren sehr zeitraubend und zum Teil aufwendig.In this known outlined insulation, in which, as shown in FIG. 1 drawn, wound with 50% overlap, there is a risk that discharges can set in via the gap 3 between the individual strips. The risk of such a rollover due to insufficiently large glide paths is all the greater if the intended overlap length does not have the desired extent at one point, e.g. B. when two gaps 3 come to lie directly on top of each other when winding two strip webs on top of each other. If the tearing occurs unintentionally as a result of an oversight or if two gaps come to lie directly on top of one another as a result of thermal expansion or stresses occurring in the circumferential direction (see arrow 4), the risk of a shortened sliding path is great. In addition, the known method is very time-consuming and in some cases complex.
Zur Herstellung von räumlichen Isolierkörpern, insbesondere von Winkelringen, ist es weiter schon bekannt, in Falten gelegtes Isoliermaterial in Bahnen zu verwenden, so daß das für die- Umlegung in den größeren Durchmesser von Flanschen benötigte Material durch Aufziehen der Falten gewonnen wird. Eine solche Herstellung geht rascher vor sich, außerdem kann das flüssige Isoliermittel, z. B. Isolieröl, besser eindringen.For the production of three-dimensional insulating bodies, in particular angular rings, it is also known to use insulation material laid in folds in strips, so that needed for the assignment in the larger diameter of flanges Material is obtained by pulling up the folds. Such a production is possible faster in front of you, in addition, the liquid isolating agent, e.g. B. insulating oil, better penetration.
Für besonders hochwertige Isolierungen in sehr hohen elektrischen Feldstärken jedoch ist eine sehr dichte und möglichst spaltfreie, kompakte Isolierung erforderlich. Eine solche Isolierung läßt sich durch das Aufwickeln der in Querrichtung vorgefalzten Isolierbahnen allein nicht ohne weiteres erreichen, da die Falzungen beim Aufwickeln unter Zug aufgezo= gen werden können.For particularly high quality insulation in very high electrical Field strengths, however, is a very dense and, if possible, gap-free, compact insulation necessary. Such insulation can be achieved by winding the transverse direction pre-folded insulating sheets alone cannot easily be achieved, since the folds can be pulled open when winding up.
Zur Herstellung räumlich verformbarer Isolierungen, insbesondere für winkelringförmige Barrieren in Hochspannungsgeräten, besonders Transformatoren, Drosseln u. dgl., wird eine Isolierbahn vorgeschlagen, die maschinell in Längsrichtung so vorgefalzt ist, daß mindestens stellenweise mehrere Schichten übereinanderliegen, wobei erfindungsgemäß etwa senkrecht zu den Falzen in Längsrichtung verlaufende Isolierstoffstreifen vorgesehen sind, die die gefalzte Bahn festlegen und den Wickelzug aufnehmen.For the production of spatially deformable insulation, especially for angular ring-shaped barriers in high-voltage devices, especially transformers, Chokes and the like, an insulating sheet is proposed, which is machined in the longitudinal direction is pre-folded in such a way that at least in places several layers are on top of each other, according to the invention running approximately perpendicular to the folds in the longitudinal direction Strips of insulating material are provided, which define the folded web and the winding tension take up.
Ein einfaches Beispiel einer solchen Isolierbahn zeigt F i g. 3. Hier sind die in Längsrichtung gefalzten Streifen mit 5 bis 7, das in Querrichtung verbindende Band mit 8 bezeichnet. Die Teile 5 bis 7 können in einer an sich bekannten, aber zum Falzen von Bändern mit größeren Breiten hergerichteten Maschine etwa nach F i g. 2 gefalzt werden. Dabei läuft ein Band 5 in Querrichtung, es wird an der Stelle 5' gefalzt, so daß die darauf folgende Bahn 6 wieder zurückläuft, dann wird es bei 6' wieder gefalzt, so daß die weiterlaufende Bahn 7 parallel zu 5 verläuft, dann wird wieder bei 6" gefalzt, so daß eine Bahn 6 wieder rückläufig bis zur weiteren Falzstelle 5" verläuft, woran sich wieder der normal in Querrichtung verlaufende Teil 5 anschließt usw.A simple example of such an insulating sheet is shown in FIG. 3. Here are the longitudinally folded strips with 5 to 7, the one connecting in the transverse direction Band labeled 8. The parts 5 to 7 can be in a known per se, but machine prepared for folding ribbons with larger widths according to F i g. 2 to be folded. A belt 5 runs in the transverse direction, it is at the point 5 'folded so that the following web 6 runs back again, then it is at 6 'folded again so that the continuing web 7 runs parallel to 5, then is folded again at 6 ", so that one web 6 goes back again to the next Fold point 5 "runs, whereupon the normal in the transverse direction running part 5 connects, etc.
F i g. 4 zeigt eine solche winkelförmig umgeschlagene Isolierform. Darin ist mit 9 der zylindrische Teil, mit 10 die zylindrische Achse und mit 11 der flanschartige Teil bezeichnet, der, da es sich um flexible, räumlich verschiebbare Einzelbahnen handelt, oben und unten durch Ringscheiben 12 gehalten wird. An der Außenseite von 9 liegt im Fall der Logenwicklung die Lage 13 an, wie das im Fall der F i g. 7 näher erläutert ist.F i g. 4 shows such an insulating shape folded over at an angle. In it is the cylindrical part with 9, the cylindrical axis with 10 and with 11 the flange-like part denotes which, since it is flexible, spatially displaceable Single tracks are held above and below by annular disks 12. At the In the case of the box winding, layer 13 lies on the outside of 9, as in the case the F i g. 7 is explained in more detail.
F i g. 5 zeigt zwei Lagen der Isolierbahn nach der Erfindung vor dem winkelförmigen Umbiegen in Pfeilrichtung. Die in Längsrichtung vorgefalzten Teile 5 bis 7 werden dabei umgebogen, während die in Querrichtung verlaufenden Teile 8 nur entlang dem zylindrischen Bereich verlaufen.- Eine Ansicht einer solchen Isolierstoftbahn zeigt F i g. 6 @im Ausschnitt. Die Seiten 6 sind dabei durch 7 verdeckt und gestrichelt angedeutet, während die Teile 5 im Mittelbereich sichtbar sind. Die Bezeichnungen sind in allen Figuren entsprechend gewählt. Die Pfeilrichtung in F i g. 6 zeigt die Wickelrichtung an.F i g. 5 shows two layers of the insulating sheet according to the invention before angular bending in the direction of the arrow. The parts pre-folded lengthways 5 to 7 are bent over, while the parts 8 run only along the cylindrical area.- A view of such an insulating sheet shows Fig. 6 @ in the excerpt. The pages 6 are covered by 7 and dashed indicated, while the parts 5 are visible in the central area. The names are chosen accordingly in all figures. The direction of the arrow in FIG. 6 shows the winding direction.
F i g. 7 zeigt schließlich ein Beispiel dafür, wie über eine Drahtlage 13 Längsbahnen 5 bis 7 und Querbahnen 8 nach der Erfindung gewickelt werden. Strichpunktiert ist dabei die Wicklungsachse 10 angedeutet. Hierbei erkennt man, daß im Gegensatz zu den F i g. 5, 6 und 9 die Querbahnen 8 aus mehreren einzelnen Querbändern bestehen, die auf die Längsbahnen geklebt sein können, und daß diese Querbänder 8 bei verschiedenen Bahnen gegeneinander versetzt sind, so daß sie radial weniger auftragen. Man kann diese Querbänder 8 aus dünnen Kunststoffolien herstellen im Gegensatz zu den Teilen 5 bis 7, die auch im zylindrischen Teil als Isolierbarrieren wirken, diese Bahnen 8 haben dort keine Barrierenwirkung mehr. Man kann die überlappende Lage der Querbänder 8 entweder dadurch erreichen, daß man die einzelnen Längsbahnen axial gegeneinander verschiebt oder spiralförmig aufwickelt.F i g. Finally, Figure 7 shows an example of how about a layer of wire 13 longitudinal webs 5 to 7 and transverse webs 8 are wound according to the invention. Dash-dotted the winding axis 10 is indicated. Here you can see that in contrast to the F i g. 5, 6 and 9 the transverse webs 8 consist of several individual transverse belts, which can be glued to the longitudinal webs, and that these transverse bands 8 at different Tracks are offset from one another, so that they radially apply less. One can produce these transverse belts 8 from thin plastic films in contrast to the parts 5 to 7, which also act as insulating barriers in the cylindrical part, these tracks 8 no longer have a barrier effect there. One can see the overlapping position of the transverse bands 8 can either be achieved by axially opposing the individual longitudinal tracks shifts or winds up spirally.
F i g. 8 zeigt eine Ansicht des zylindrischen Teils, wobei eine doppelt gefalzte Anordnung als Längsbahn gewählt ist, so daß nur die Teile 5 der Längsbahnen sichtbar sind.F i g. Figure 8 shows a view of the cylindrical part, one being double folded arrangement is chosen as a longitudinal web, so that only the parts 5 of the longitudinal webs are visible.
F i g. 9 zeigt die räumliche Ansicht einer winkelringförmig nach außen umgebogenen Längsbahn in doppelt gefalzter Ausführung gemäß F i g. 3. Man erkennt die Teile 5 bis 7 der Längsbahnen im zylindrischen und im radial nach außen umgebogenen Teil sowie die darauf aufgewickelte zylindrische Querbahn B. Unten ist der winkelförmige Teil der Längsbahn schon radial herumgeschlagen, oben dagegen ist der Zustand gezeichnet, in dem die Längsbahn noch nicht nach außen herumgeschlagen ist. Nach dem erfolgten Umschlagen kann man längs der strichpunktierten Linie 20 aufschneiden und erhält so zwei Winkelringe, einen oberen und einen unteren, wie sie für das Randfeld von Transformatoren verwendet werden. Man steckt solche Winkelringe zwischen zwei Zylinder, die im zylindrischen Teil der Wicklungen den ölraum zwischen zwei radial benachbarten Wicklungen in radialer Richtung unterteilen.F i g. 9 shows the three-dimensional view of an angled ring outwards bent longitudinal web in double-folded design according to FIG. 3. One recognizes the parts 5 to 7 of the longitudinal tracks in the cylindrical and in the radially outwardly bent Part and the cylindrical transverse web B wound on it. Below is the angular one Part of the longitudinal path has already been turned around in the radial direction, but the state is shown above, in which the longitudinal track has not yet turned outwards. After the Turning over can be cut open along the dash-dotted line 20 and obtained so two angle rings, one upper and one lower, as they are for the edge field of Transformers are used. You put such angled rings between two cylinders, in the cylindrical part of the windings the oil space between two radially adjacent ones Subdivide the windings in the radial direction.
Um nun möglichst wenig Toleranz zu erhalten, ist es zweckmäßig, den Winkelring bei der Herstellung gleich auf den Isolierzylinder aufzuwickeln, auf dem er später-benutzt wird,-bzw. auf einen solchen gleichen Durchmessers. Dazu wickelt man die mit den Querbändern 8 straff gehaltenen Längsbahnen 5 bis 7 auf den Zylinder in Pfeilrichtung auf und schlägt nach dem Aufwickeln wie beschrieben um und trennt dann längs der strichpunktierten Linie 20 auf.In order to obtain as little tolerance as possible, it is advisable to wind the angle ring onto the insulating cylinder during manufacture, on which it will later be used, -or. to such an equal diameter. For this purpose, the longitudinal webs 5 to 7, which are held taut by the transverse bands 8, are wound onto the cylinder in the direction of the arrow and, after winding, it is turned over as described and then separated along the dash-dotted line 20 .
Man kann schließlich auch die Isolierstofbahnen mehr oder weniger schwach öder halbleitend machen, indem man statt Isolierpapier für die Längs- und Querbahnen, etwa mit Ruß angereichertes Papier, sogenanntes Karbonpapier, Rußpapier od. dgl. verwendet. Außerdem kann man diese Isolierstoffbahnen metallisieren oder mit Metallfolien oder -bändern kaschieren. Im ersteren Fall der schwach leitenden Isolierstoffbahn zeigt F i g. 10 ein nach einer bekannten Anordnung hergestelltes Anlenkgitter, bestehend aus den Querstreifen 21 und einem Längsstreifen 22 etwa aus Kupfer oder Aluminium. Die Querbänder können dabei spiralförmig aufgewickelt und dann aufgeschnitten werden, wenn sie mit dem Längsband 22 verlötet sind. Dann ist die zylindrisch gewickelte Bahn 8 ein schwach leitender Teil, und die Teile 17 und 18 ebenfalls ein schwach leitender winkelförmiger Kragen, etwa eines Schildes, wie er schon als »Wannenschild« für Logenwicklungen vorgeschlagen wurde. Die Teile 21 und 22 sind dabei die eigentlichen Anlenk-Metallbeläge, die die Stoßströme führen, während die Teile 8, 17 und 18 die scharfen Kanten dieser Anlenkstreifen abschirmen.Finally, one can also make the insulating material webs more or less weakly or less semiconducting by using, for example, paper enriched with soot, so-called carbon paper, soot paper or the like instead of insulating paper for the longitudinal and transverse webs. In addition, these strips of insulating material can be metallized or covered with metal foils or strips. In the first case of the weakly conductive insulating sheet, FIG. 10 a hinged grille made according to a known arrangement, consisting of the transverse strips 21 and a longitudinal strip 22, for example made of copper or aluminum. The transverse strips can be wound up in a spiral shape and then cut open when they are soldered to the longitudinal strip 22. Then the cylindrically wound web 8 is a weakly conductive part, and the parts 17 and 18 also a weakly conductive angular collar, for example of a shield, as it was already proposed as a "tub shield" for box windings. The parts 21 and 22 are the actual articulation metal coverings that guide the surge currents, while the parts 8, 17 and 18 shield the sharp edges of these articulation strips.
F i g. 10 ist dabei nur ein Beispiel für die Ausführung eines Schildes, wie es bei Logenwicklungen üblich ist. Dabei hat das Schild genau die winkelringförmige Gestalt der Logenisolation. Die flanschartigen Teile 17,18 dienen dabei gleichzeitig dazu, die Erdkapazität an den Stirnseiten der Lagen abzuschirmen. Das in F i g. 10 gezeichnete Beispiel benutzt als Längsbahn eine einfach gefalzte Bahn.F i g. 10 is just one example of the design of a sign, as is customary with lodge developments. The shield has exactly the angular ring-shaped one Shape of the lodge isolation. The flange-like parts 17, 18 serve at the same time to shield the earth capacitance at the end faces of the layers. The in Fig. The example shown in FIG. 10 uses a single folded web as the longitudinal web.
F i g. 11 zeigt einen Schnitt durch zwei solche Längsbahnen mit den halbleitend gemachten Teilen 17 und 18, ihre überlappte Anordnung und die Anbringung von stark leitenden Streifen 23 zwischen zwei solchen Längsbahnen, die Querbahnen sind dabei nicht eingezeichnet. Eine aus solchen Elementen aufgebaute, leitend gemachte Isolierstoffbahn ist gleichfalls als Schild in Transformatoren sehr geeignet, zumal wenn es in Verbindung mit gleichartig aufgebauten Isolierstoffbahnen verwendet wird, weil dann infolge gleichartiger Schrumpfung bei den Trocknungsvorgängen sich das Schild mechanisch fest an die Isolierstoffbahn anlegt, so daß die einzelnen Schildelemente 17 und 18 von F i g. 11 durch entsprechende Isolierstoffelemente verkleidet sind. Die halb- oder schwach leitenden Schildelemente 17 und 18 schirmen auch hier wiederum die scharfen Kanten der stromführenden Anlenkbänder 23 vorteilhaft ab.F i g. 11 shows a section through two such longitudinal webs with the parts 17 and 18 made semiconducting, their overlapping arrangement and the attachment of highly conductive strips 23 between two such longitudinal webs; the transverse webs are not shown. An insulating strip made up of such elements, made conductive, is also very suitable as a shield in transformers, especially if it is used in conjunction with similarly structured insulating strips, because then, due to similar shrinkage during the drying process, the shield is mechanically firmly attached to the insulating strip, so that the individual shield elements 17 and 18 of FIG. 11 are covered by appropriate insulating elements. The semi-conductive or weakly conductive shield elements 17 and 18 again advantageously shield the sharp edges of the current-carrying articulation strips 23.
Mit diesen Beispielen ist nur eine kleine Auswahl der Möglichkeiten nach der Erfindung aufgeführt. Die Erfindung vereinigt in sich die Vorteile der bekannten Plisseebahnen, nämlich daß die Isolierstoffbahn, auch wenn sie zur Herstellung von ,räumlich verformbaren Isolierungen verwendet wird, überhaupt keine Spalte mehr aufweist, durch die Gleitentladungen hindurchtreten können, und daß eine nach der Erfindung hergestellte Isolierstoffbahn mechanisch in sich geschlossen bleibt und niemals in Einzelteile zerfallen kann (dieser letzte Umstand erleichtert auch das Umbiegen der flanschartigen Teile, etwa bei Winkelringen od. dgl:) mit dem wesent lichen Vorteil, daß die erfindungsgemäß eingelegten Längsbänder einen starken Wickelzug aufnehmen können und die aufgewickelte Isolierung infolgedessen eine unerreichte Verdichtung erfährt, was die Isolierfestigkeit beträchtlich erhöht.These examples are only a small selection of the possibilities listed according to the invention. The invention combines the advantages of known pleated sheets, namely that the insulating sheet, even if they are used for production of, spatially deformable insulation is used, no more gaps at all has through which sliding discharges can pass, and that one after the Invention produced insulating sheet remains mechanically closed and can never disintegrate into individual parts (this last circumstance also makes that easier Bending of the flange-like parts, for example with angle rings or the like :) with the essential lichen Advantage that the longitudinal strips inserted according to the invention have a strong winding tension can absorb and the wound insulation as a result an unmatched Compaction is experienced, which increases the insulation strength considerably.
Versuche haben gezeigt, daß ein mechanisch begonnenes einfaches Umbiegen an einer Umfangsstelle des Ringes genügt, um auch an den benachbarten Umfangsstellen ein allmähliches Heraufbiegen der entsprechenden Längsbahnen zu erreichen, so daß durch einfache Handhabung, Glättung und anschließende Pressung der ringförmige Flansch in kürzester Zeit hergestellt werden kann. Dieses Verfahren ist daher besonders zur schnellen und rationellen Fertigung von Winkelringen und Winkelflanschisolationen bei Lagenwicklungen geeignet. Es kann dazu dienen, die Aufbauzeiten für die betreffenden Transformatoren ganz erheblich zu verkürzen.Tests have shown that a simple bending started mechanically at one point on the circumference of the ring is sufficient to also at the neighboring points on the circumference to achieve a gradual upward bending of the corresponding longitudinal tracks, so that through simple handling, smoothing and subsequent pressing of the annular flange can be produced in a very short time. This procedure is therefore special for the fast and efficient production of angle rings and angle flange insulation suitable for layer windings. It can be used to track the setup times for that To shorten transformers quite considerably.
Es seien hier noch einige weitere Gedanken zur Erfindung herausgestellt, die bei den beschriebenen Beispielen Verwendung finden können. Die in den F i g. 9 und 10 locker gezeichneten flanschartigen Teile der Längsbahnen 5, 6 und 7 bzw. 17 und 18 können in Achsrichtung durch Aufpressen von Ringen zusammengedrückt und eventuell noch zusammengeklebt werden, so daß sie sehr feste ringförmige glatte Flansche darstellen. Auch hier wird die Abnahme der Dicke durch Ringe bei Lagen 19 ausgeglichen.A few more ideas about the invention should be highlighted here, which can be used in the examples described. The in the F i g. 9 and 10 loosely drawn flange-like parts of the longitudinal tracks 5, 6 and 7 or 17 and 18 can be pressed together in the axial direction by pressing rings and possibly still to be glued together so that they are very firm annular smooth Represent flanges. Here, too, the decrease in thickness is caused by rings in layers 19 balanced.
Claims (13)
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| DE (1) | DE1258939B (en) |
Cited By (3)
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| EP0466642A1 (en) * | 1990-07-10 | 1992-01-15 | H. Weidmann AG | Shielding for an electric device |
| EP1385180A1 (en) * | 2002-07-23 | 2004-01-28 | BLOCK Transformatoren-Elektronik GmbH & Co. KG Verden | Folded insulating sheet and its use |
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- 1963-01-07 DE DE1963L0043835 patent/DE1258939B/en active Pending
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