DE1263125B

DE1263125B - Spatially deformed insulation for high voltage devices

Info

Publication number: DE1263125B
Application number: DE1962L0042862
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Willy Rabus
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1962-09-03
Filing date: 1962-09-03
Publication date: 1968-03-14
Also published as: GB1058064A

Description

Räumlich verformte Isolierung für Hochspannungsgeräte Es ist bekannt, die Enden der Wicklungen von Transformatoren oder die Ränder der Metallfassung von Hochspannungsdurchführungen oder ähnlichen elektrischen Anordnungen, also die Isolierung im Gebiet eines inhomogenen, etwa rotationssymmetrischen elektrischen Feldes durch Aufwickeln von dünnem Isoliermaterial und dessen nachträglichen Verformungen zu isolieren. Häufig werden dabei sogenannte »Winkelringe« gebildet.Spatially deformed insulation for high voltage equipment It is known the ends of the windings of transformers or the edges of the metal socket of High-voltage bushings or similar electrical arrangements, i.e. the insulation in the area of an inhomogeneous, approximately rotationally symmetrical electric field Winding up of thin insulating material and its subsequent deformation isolate. So-called "angle rings" are often formed.

Besonders vorteilhaft ist es, diese Winkelringe in der Weise herzustellen, daß die betreffenden Elektroden durch überstehende Lagen aus Weichpapier gegen die Gegenelektrode isoliert und die überstehenden Enden der Weichpapierlagen derart versetzt gegeneinander eingerissen und dann umgelegt werden, daß die umgelegten Papierstreifen sich überlappen und überdecken. Solche »Winkelringe« aus Weichpapier werden dann noch durch Preßspanscheiben versteift. Sie ergeben, vor allem wenn sich die Anordnung unter ö1 befindet, sehr gute Isolationsverhältnisse.It is particularly advantageous to manufacture these angular rings in such a way that that the electrodes concerned by protruding layers of soft paper against the Counter electrode insulated and the protruding ends of the soft paper layers like this offset against each other torn and then turned over that the turned over Paper strips overlap and overlap. Such "angle rings" made of soft paper are then stiffened by chipboard disks. You surrender, especially when yourself the arrangement is under ö1, very good insulation conditions.

Die eben beschriebene Herstellungsweise der Winkelringe ist jedoch teuer und zeitraubend. Man hat daher schon eine Verbilligung dadurch versucht, daß die Weichpapierlagen vor dem Aufwickeln auf die Elektroden- auf der Vorratstrommel mit entsprechenden Einschnitten gleicher Teilung an den überstehenden Enden versehen werden. Es hat sich aber gezeigt, daß auf diese Weise eine einwandfreie überlappung der Papierstreifen nur bei sehr geringer Wandstärke der Isolierlage möglich ist. Die Verwendung dieser Herstellungsweise ist daher sehr stark eingeengt. Um diesen Nachteil zu umgehen, ist auch schon vorgeschlagen worden, die Einschnitte in die überstehenden Enden beim Aufwickeln der Papierlagen auf. die zu isolierenden Elektroden vorzunehmen und das Schneiden vom Wickeldorn aus zu steuern. Durch geeignete Maßnahmen läßt sich, unabhängig von der Dicke der Lagenisolation, dann ohne Schwierigkeit eine einwandfreie Überdeckung der Weichpapierstreifen erzielen. Nachteilig ist aber hier die Notwendigkeit, jede einzelne Wickelmaschine mit einer aufwendigen Einrichtung für das Einschneiden der Enden der Lagenisolation auszurüsten. Da die Wickelzeit für das Aufbringen der Lagenisolation meist nur einen kleinen Teil der Gesamtwickelzeit darstellt, ist die Zusatzeinrichtung auch sehr schlecht ausgenutzt.However, the manufacturing method of the angle rings just described is expensive and time consuming. One has therefore already tried to make it cheaper by the fact that the soft paper layers before being wound onto the electrodes on the supply drum provided with corresponding incisions of the same pitch at the protruding ends will. But it has been shown that in this way a perfect overlap the paper strip is only possible with a very thin wall thickness of the insulating layer. The use of this production method is therefore very restricted. To this one To circumvent the disadvantage, it has also been proposed to cut the protruding ends when winding the paper layers. the electrodes to be isolated and to control the cutting from the winding mandrel. By taking appropriate measures can then be done without difficulty, regardless of the thickness of the layer insulation achieve a perfect covering of the soft paper strips. But it is disadvantageous here the need for every single winding machine with an elaborate facility to be equipped for cutting the ends of the layer insulation. Because the winding time usually only a small part of the total winding time for applying the layer insulation represents, the additional device is also very poorly used.

Die Problematik der bisherigen Vorschläge sei an Hand der Abbildungen dargestellt.The problem with the previous proposals is based on the illustrations shown.

In F i g. 1 ist zunächst im Prinzip eine Hochspannungsdurchführung dargestellt, die aus dem Durchführungsflansch 3 und der Flanschisolation 4 besteht. Die letztere ist in dem Beispiel U-förmig um den Flansch 3 umgeschlagen. Ihre Herstellung ist so zu denken, daß das Isoliermaterial, aus dem die Isolation 4 gebildet ist, zunächst ähnlich wie die Bolzenisolation 2 mit überstehenden Enden auf den Bolzen aufgewickelt und nachträglich dann in der bekannten Weise um den Durchführungsflansch 3 umgerissen wurde.In Fig. 1, a high-voltage bushing is initially shown in principle, which consists of the bushing flange 3 and the flange insulation 4 . The latter is folded around the flange 3 in a U-shape in the example. Their production is to be thought of such that the insulating material from which the insulation 4 is formed was initially wound onto the bolt with protruding ends in a manner similar to the bolt insulation 2 and then subsequently torn around the bushing flange 3 in the known manner.

In F i g. 2 ist nun eine solche bekannte Einrichtung zur Herstellung winkelgesteuerter Fiederung dargestellt. Bei dieser wird auf das mit 5 bezeichnete Werkstück von einer Vorratsrolle 6 die Weichpapierbahn 7 aufgewickelt. Mit Hilfe eines vom Werkstück bzw. von dessen Wickeldorn aus betätigten Steuerkontaktes 8 wird die Schneid- bzw. »Fieder«-Einrichtung 9 so gesteuert, daß die Einschnitte in die Papierbahn 7 unabhängig von der Dicke der auf das Werkstück aufgebrachten Isolation, d. h. unabhängig von dem jeweiligen Wickeldurchmesser, einer gleichen Winkelteilung des Werkstückes entsprechen. Bei größerem Durchmesser ergibt sich dann zwangläufig eine absolut gemessen größere Teilung als bei kleinerem Wickeldurchmesser. Durch geignete Einstellung läßt sich so eine stets einwandfreie überläppung des eingeschnittenen Teils der Papierbahn erreichen. Diese Steuerung ist in der deutschen Patentschrift 911291 beschrieben.In Fig. 2 is now such a known device for manufacturing angle-controlled feathering shown. With this one is marked with 5 Workpiece from a supply roll 6, the soft paper web 7 wound up. With help a control contact 8 actuated by the workpiece or its winding mandrel the cutting or "feather" device 9 is controlled so that the incisions in the paper web 7 regardless of the thickness of the applied to the workpiece Isolation, d. H. regardless of the respective winding diameter, the same Correspond to the angular division of the workpiece. With a larger diameter results then inevitably a larger pitch measured in absolute terms than with a smaller winding diameter. With a suitable setting, a perfect overlapping of the Reach the incised part of the paper web. This control is in the German Patent 911291 described.

In erwähnter Patentschrift ist entsprechend F i g. 3 ebenfalls schon vorgeschlagen, die Einschnitte nicht bis zum Rand der Isoliermaterialbahn (Abstand 10), sondern nur bis zu einem bestimmten Abstand von demselben (Abstand 11) vorzusehen, damit sich die so vorbereiteten Bahnen leicht auf das zu isolierende Werkstück umwickeln lassen und die sonst losen und flatternden Fiederstreifen nicht durchelnandergeraten.In the patent mentioned, FIG. 3 already suggested that the incisions not to the edge of the insulating material web (distance 10), but only to be provided up to a certain distance from the same (distance 11), so that the paths prepared in this way can easily be transferred to the area to be isolated workpiece let it be wrapped around and do not get the otherwise loose and fluttering plumage strips through each other.

Der eingangs erwähnte Nachteil dieses Verfahrens, der im wesentlichen in der notwendigen Kupplung der Schneide-Einrichtung mit der Werkstück-Wickelbank besteht und damit trotzdem eine gute überdeckung der. Schneidlücken in den lagenweise aufgebrachten vorgefiederten Isolierstoffbahnen erreicht wird, läßt sich nach der Erfindung dadurch beheben, daß die Lagen je. aus mindestens drei gleichzeitig aufgebrachten Bahnen bestehen, wobei die außenliegenden Fiederungen gegen die innenliegenden Fiederungen um eine halbe Fiederbreite versetzt sind.The disadvantage of this method mentioned at the beginning, which is essentially in the necessary coupling of the cutting device with the workpiece winding bench exists and thus a good coverage of the. Cutting gaps in the layers applied pre-pinnate insulating material webs is achieved, can be according to the Invention fix that the layers each. from at least three simultaneously applied There are webs, with the outer feathering against the inner feathering are offset by half a leaflet width.

Eine derart- vorbereitete kombinierte - Isoliermaterialbahn ist in F i g. 4 im Querschnitt dargestellt. Mit 12 ist dabei die mittlere Bahn, aufgelöst in einzelne Streifen, bezeichnet, mit 13 die obere und mit 14 die untere Bahn.A combined insulation material web prepared in this way is shown in F i g. 4 shown in cross section. At 12, the middle orbit is dissolved into individual strips, labeled, with 13 the upper and with 14 the lower track.

Macht man nun die beiden äußeren Bahnen 13 und 14 aus einem Material mit der halben Dicke der mittleren Bahn 12, -dann ist beim- Aufwickeln .einer solchen kombinierten Bahn nach F i g. 4 unabhängig von der Streifenbreite der Bahn bzw. dem Durchmesser des Werkstückes gewährleistet, daß höchstens Lücken in der Isolierung von der doppelten Stärke der äußeren Bahnen,- die gleich ist der Dicke der mittleren Bahn, vorhanden sind. Selbstverständlich wird man die Dicke der mittleren Isolierstoffbahn 12 an den jeweiligen Isolationszweck anpassen.If one now makes the two outer webs 13 and 14 from a material with half the thickness of the middle web 12, then it is possible to wind up such a combined web according to FIG. 4, regardless of the width of the strip of the strip or the diameter of the workpiece, ensures that there are at most gaps in the insulation of twice the thickness of the outer strips - which is the same as the thickness of the middle strip. It goes without saying that the thickness of the central insulating material web 12 will be adapted to the respective insulation purpose.

Eine Modifikation der Ausführung nach F i g. 4 besteht darin, daß- die mittlere .Bahn 12 nicht--aus einer, sondern aus zwei Bahnen mit der Dicke der äußeren Isolierstoffbahnen 13, 14 ausgeführt wird, wobei die Lücken der beiden mittleren Bahnen sich decken können.A modification of the embodiment according to FIG. 4 consists in that- the middle .Bahn 12 not - from one, but from two webs with the thickness of the outer insulating material webs 13, 14 is carried out, with the gaps of the two middle Orbits can coincide.

Bei Vorbereitung; der vorgenannten Isolierstoffbahnen ist darauf zu achten, daß die Streifenteilung in den aufeinanderliegenden Bahnen des Isoliermaterials jeweils so eingestellt wird, daß nach einer Umdrehung des zu isolierenden Werkstückes keine gegenseitige Verschiebung der Lücken eingetreten ist. Diese Forderung wird etwa dadurch erfüllt, daß die Vorbereitung der Isolierstoffbahnen dadurch erfolgt, daß sie beim »Fiedern« mit Hilfe eines Hilfswickelkörpers mit einer dem jeweiligen Werkstück-Wickeldurchmesser proportionalen Teilung eingeschnitten werden. Diese Maßnahme wird dadurch erleichtert, daß der Hilfswickelkörper den gleichen Grunddurchmesser wie das zu isolierende Werkstück- besitzt.When preparing; the aforementioned insulating material is to be used make sure that the strips are divided in the layers of insulating material that lie on top of each other is set so that after one revolution of the workpiece to be isolated no mutual shifting of the gaps has occurred. This requirement will approximately fulfilled by the fact that the insulation strips are prepared by that during "feathering" with the help of an auxiliary cone with one of the respective Workpiece winding diameter proportional pitch can be cut. These Measure is facilitated by the fact that the auxiliary winding body has the same basic diameter how the workpiece to be isolated has.

Die Fiederung selbst kann man nun so vornehmen, daß sie auf dem Hilfswickelkörper erfolgt, wobei dann zum Versetzen der Schnitte das Umwickeln auf einen zweiten Hilfswickelkörper erforderlich wird: Damit wird auch erreicht, daß der auf das Werkstück auf den kleinen Durchmesser auflaufende Teil der Isolierstoffbähnen auf dem zweiten Hilfswickelkörper außen liegt." Andererseits läßt --sich die Fiederung der Isolierstoffbahnen auch während des Auflaufens auf den Hilfswickelkörper durchführen. Man -wird- dann die drei bzw. vier . oder- mehr übereinanderliegenden Isolierstoffbahnen gleichzeitig schneiden und die beiden außenliegenden Bahnen so gegen die Mittenbahn bzw. die Mittenbahnen umleiten, daß auf den Hüfswickelkörper die vorgesehene Lage, der Teilungen sich einstellt. Die Umleitung selbst ist dabei vom Wickeldurchmesser--abhängig zu steuern. Ebenso kann man bei dem -hier zur Diskussion stehenden, Verfahren, das von Hilfswickelkörpern Gebrauch macht, eine Steuerung der Schneideinrichtung vom Wickeldorn des Hilfswickelkörpers aus mit Vorteil anwenden, da die hier in Frage kommende Wickelmaschine ausschließlich für Zwecke der Herstellung von vorbearbeitetem Isoliermaterial dient.The feathering itself can now be made so that it is on the auxiliary winding body takes place, in which case the wrapping is then carried out on a second auxiliary winding body in order to offset the cuts is required: This also ensures that the on the workpiece on the small Diameter of the part of the insulation strips on the second auxiliary bobbin is on the outside. "On the other hand, the feathering of the insulation strips can also be used Carry out during the run-up on the auxiliary winding body. Then you -will- be three or four. or - more insulating strips lying one above the other at the same time cut and the two outer tracks so against the middle track or the Redirect middle tracks that the intended position of the divisions on the Hüfselgebor adjusts itself. The diversion itself is dependent on the winding diameter steer. In the case of the procedure under discussion here, the makes use of auxiliary bobbins, a control of the cutting device from Use the winding mandrel of the auxiliary winding body with advantage, as the one in question here Coming winding machine exclusively for the purpose of producing pre-processed Insulating material is used.

Die in einer an sich bekannten Einrichtung etwa nach F i g. 2 gedachte Herstellung der Mehrfachisolierstoffbahn nach der Erfindung arbeitet mit kontinuierlich ablaufenden Isoliersto$bahnen. Um Beschädigungen der Isolierstoffbahnen zu vermeiden, kann man die »Fieder«-Einrichtung während des Schnittes schwingend den Isolierstoffbahnen für eine kurze Wegstrecke nachlaufen lassen.In a device known per se, for example according to FIG. 2 thought Production of the multiple insulation sheet according to the invention works with continuously running insulating sheets. In order to avoid damage to the insulating material, the "feather" device can be swayed along the insulating material during the cut let it run for a short distance.

Die auf den Hilfswickelkörper aufgewickelten und versetzt gefiederten Isolierstoffbahnen werden für die weitere Verarbeitung dadurch vorbereitet, daß diese Isolierstoübahnen in Form dünner -untereinander zusammenhängender Lagen, durch untereinander versetzte, etwa parallel zur Wickelachse geführte Schnitte abgelöst und anschließend zur Bildung der endgültigen Isolierung auf dem Werkstück auf dieses aufgelegt werden.The feathered ones wound onto the auxiliary winding body and offset Insulating material strips are prepared for further processing in that these insulating strips in the form of thin interconnected layers through staggered cuts running roughly parallel to the winding axis are removed and then to form the final insulation on the workpiece be put on.

In F i g. 5 ist nun dargestellt, wie unter Anwendung des vorstehend Beschriebenen die Lagenwicklung eines Hochspannungstransformators mit Innenwickelringen ausgestattet wird. Mit 21 und 22 sind dabei die zu isolierenden Lagen dargestellt. Ihre Wickelachse ist rechts dieser gezeichneten Querschnitte zu denken. Auf die Wicklungslagen, hier sei die Lage 22 näher betrachtet, folge dann eine dünne Lage Weichpapier 23 und hierauf das mit zwei Abtreppungen versehene vorgefiederte Isoliermaterial 24, das zunächst als Isolierzylinder gleichachsig mit der Wicklungsachse aufgebracht wird. Das äußere Ende des Isolierkörpers 24 ist mit 25 bezeichnet. Nach Aufbringen dieses Isolierzylinders 24, 25 wird die Lagenisolation 26 so aufgewickelt, daß sie axial die Abtreppungen des Isolierzylinders 24, 25 möglichst gut ausfüllt. Zum Schluß kann auf die Lagenisolation 26 bzw. auf den Isolierzylinder 24, 25 noch eine Lage dünnen Preßspans 27 aufgebracht werden, der ebenfalls schon vorgefiedert sein kann. Nach Fertigstellung der Wicklung wird man das Wicklungsfüllstück 28 entfernen, so daß der Isolierzylinder 24, 25 längs der Schnittlinie- 29- aufgeschnitten werden kann. Nach Entfernung des oberen Teils 25 kann das überstehende Ende des Teils 24 in Form eines Innehwinkelringes 30 umgelegt werden. Der ebenfalls mit umgelegte Preßspan 31 vermeidet ein Flattern der einzelnen Weichpapierstreifen.In Fig. 5 it is now shown how the layer winding of a high-voltage transformer is equipped with inner winding rings using what has been described above. With 21 and 22 the layers to be isolated are shown. Your winding axis is to be thought of on the right of these cross-sections drawn. On the winding layers, here the layer 22 is considered in more detail, a thin layer of soft paper 23 and then the pre-pinnated insulating material 24 provided with two steps, which is first applied as an insulating cylinder coaxially with the winding axis. The outer end of the insulating body 24 is denoted by 25. After this insulating cylinder 24, 25 has been applied , the layer insulation 26 is wound up in such a way that it fills the steps of the insulating cylinder 24, 25 as well as possible axially. Finally, a layer of thin press chip 27 can be applied to the layer insulation 26 or to the insulating cylinder 24, 25, which can also be pre-feathered. After completion of the winding, the winding filler piece 28 will be removed so that the insulating cylinder 24, 25 can be cut open along the cutting line -29-. After removing the upper part 25, the protruding end of the part 24 can be folded over in the form of an angle ring 30. The pressboard 31, which is also folded over, prevents the individual strips of soft paper from fluttering.

Sinngemäß wird dann auch der Innenwinkelring für die Wicklungslage 21 gebildet.The inner angled ring for the winding layer then becomes analogous 21 formed.

Wurde in der vorstehenden Beschreibung als Isoliermaterial im wesentlichen Weichpapier erwähnt, so kann grundsätzlich jedes in Folienform erhältliche Isoliermaterial gegebenenfalls auch für Trockentransformatoren so verarbeitet werden.Has been used as an insulating material in the above description Soft paper mentioned, basically any insulating material available in film form can be used if necessary, can also be processed for dry-type transformers.

Claims

Claims: 1. Spatially deformed insulation for high-voltage devices, especially for the edge area of the windings of transformers and chokes, made of layers of pre-pinnate insulation strips, characterized in that - the layers each from at least three simultaneously applied Pass lanes, the outer feathering (13, 14) against the inner feathering (12) are offset by half a leaflet width (Fig. 4).

2. Spatially deformed Insulation according to Claim 1, characterized in that the two outer strips of insulating material (13, 14) have half the thickness of the central web (12) (FIG. 4).

3. Spatially deformed Insulation according to Claim 1, characterized in that a total of four strips of insulating material approximately the same thickness of insulating material are put together, the two middle ones Lanes roughly coincide in their cut edges.

4. Spatially deformed insulation according to claims 1 to 3, characterized in that the insulating material webs before applying when feathering with the help of an auxiliary winding body, regardless of respective working diameter of the workpiece, cut with the same angular division will.

5. Spatially deformed insulation according to claims 1 to 4, characterized in that that the auxiliary bobbin has the same basic diameter as the workpiece to be isolated owns.

6. Spatially deformed insulation according to claims 1 to 5, characterized in that that the insulating material directly on the auxiliary winding body or during winding is feathered on the auxiliary winding body (Fig. 2).

7. Spatially deformed insulation according to claims 1 to 6, characterized in that when forming end angle rings the prepared insulating material (24) stepped axially with the main insulation (26) can be joined together without a gap if possible (Fig. 5). B. Spatially deformed Insulation according to claims 1 to 7, characterized in that the used The insulating material is soft paper. Publications considered: German patent specification No. 911291.