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DE29503853U1 - Wire ladder for windings of electrical machines and devices - Google Patents

Wire ladder for windings of electrical machines and devices

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Publication number
DE29503853U1
DE29503853U1 DE29503853U DE29503853U DE29503853U1 DE 29503853 U1 DE29503853 U1 DE 29503853U1 DE 29503853 U DE29503853 U DE 29503853U DE 29503853 U DE29503853 U DE 29503853U DE 29503853 U1 DE29503853 U1 DE 29503853U1
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DE
Germany
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conductor
partial
conductors
twisted
section
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
DE29503853U
Other languages
German (de)
Inventor
Peter Breuer
Paul Ing Perger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ASTA Elektrodraht GmbH
Original Assignee
ASTA Elektrodraht GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by ASTA Elektrodraht GmbH filed Critical ASTA Elektrodraht GmbH
Publication of DE29503853U1 publication Critical patent/DE29503853U1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K3/12Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots
    • H02K3/14Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots with transposed conductors, e.g. twisted conductors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K11/20Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
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Description

Die Erfindung betrifft einen Drilleiter für Wicklungen elektrischer Maschinen und Geräte, insbesondere Transformatoren, der aus einzelnen lackisolierten flachen Teilleitern zu einem rechteckigen Querschnitt zusammengesetzt ist, wobei die Teilleiter an den beiden Flachseiten des Querschnittes im entgegengesetzten Sinne schräg verlaufen und an den Schmalseiten des Querschnittes durch eine Kröpfung von einer Seite an die andere übertreten und die übereinander angeordneten Teilleiter im Querschnitt, gegebenenfalls im Abstand nebeneinander angeordnet sind. The invention relates to a twisted conductor for windings of electrical machines and devices, in particular transformers, which is composed of individual enamel-insulated flat partial conductors to form a rectangular cross-section, wherein the partial conductors run obliquely in opposite directions on the two flat sides of the cross-section and pass from one side to the other on the narrow sides of the cross-section by means of a bend, and the partial conductors arranged one above the other are arranged next to one another in the cross-section, optionally at a distance.

Derartige Drilleiter, deren Teilleiter einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, sind bekannt. Bei der Verseilung der Teilleiter zum Drilleiter wechselt aus zwei nebeneinanderliegenden Stapeln von Einzelleitern jeweils der oberste und unterste Leiter in den anderen Stapel über, wobei die Einzelleiter vorzugsweise um jeweils eine halbe Schrittlänge versetzt werden. Dabei wird bei ungeradzahligen Drilleitern eine gleichbleibende Gesamthöhe erreicht. Vorwiegend wurde die Isolation der fertig hergestellten Drilleiter mittels Papierumwicklung vorgenommen.Such twisted conductors, whose partial conductors have a rectangular cross-section, are known. When the partial conductors are twisted together to form a twisted conductor, the top and bottom conductors from two adjacent stacks of individual conductors are transferred to the other stack, with the individual conductors preferably being offset by half a step length. This achieves a constant overall height for odd-numbered twisted conductors. The insulation of the finished twisted conductors was mainly carried out using paper wrapping.

Bekannt sind weiters konventionelle Sensoren zur punktförmigen Temperaturkontrolle an elektrische Leitern und Wicklungen, zur Vermeidung von möglichen Schäden durch Übertemperatur. Conventional sensors are also known for point-based temperature control on electrical conductors and windings in order to avoid possible damage caused by excess temperature.

Bekannt sind neuerdings auch drahtförmige Verteilungsfühler aus Glasfaser, die an elektrischen Leitern, z.B. für Transformatoren, angebracht oder mitgewickelt sind und mittels einer speziellen Meßtechnik die Messung eines kontinuierlichen Temperaturprofils über die gesamte Leiterlänge ermöglichen, wobei punktuelle Aufwärmungen aufgezeigt werden.Wire-shaped distribution sensors made of glass fiber have also recently become known. These are attached to or wound onto electrical conductors, e.g. for transformers, and use a special measuring technique to enable the measurement of a continuous temperature profile over the entire length of the conductor, whereby localized heating is identified.

Im Gegensatz zur konventionellen punktmäßigen Technik, wo die Messung der Temperatur mit Hilfe eines Spezialsensors erfolgt, der am äußeren Ende der Faser angebracht ist, basiert diese Vertei!temperatur Sensortechnologie (DTS) aufIn contrast to the conventional point-based technology, where the temperature is measured using a special sensor attached to the outer end of the fiber, this distribution temperature sensor technology (DTS) is based on

einem komplett andersartigen Prinzip. Hier erfolgt die Messung an der gesamten Länge der Faser (Durchmesser z.B. 0,6 mm), wodurch es möglich ist, eine unendlich größere Anzahl von Informationen zu erhalten, wobei immer eine ausreichende Genauigkeit eingehalten wird (+/- 2°C/lm). Man schickt einen kurzen andauernden Lichtimpuls mit erhöhter Frequenz, der durch einen Laser erzeugt wird, in eine vielschichtige Glasfaser. Die physikalische Eigenschaften des reflektierten Lichtsignals werden durch die Temperatur verändert. Das Signal wird gefiltert um das Licht in "Raman" ablesen zu können, das aus zwei Komponenten besteht, wobei die eine Komponente nur von der Temperatur abhängig ist. Indem man die Übertragungszeit vom Emmissionszeitpunkt bis zu jenem mißt, wo diese Komponente verändert wird kann man den Ort bestimmen, der die Veränderung des Lichtsignals bewirkt hat. Eine Mittelwertrechnung zur Ausschaltung des Störpegels erhöht die Feinfühligkeit des Meßsystems.a completely different principle. Here the measurement is made along the entire length of the fiber (diameter e.g. 0.6 mm), which makes it possible to obtain an infinitely larger amount of information, while always maintaining sufficient accuracy (+/- 2°C/lm). A short, continuous light pulse with an increased frequency, generated by a laser, is sent into a multilayered glass fiber. The physical properties of the reflected light signal are changed by the temperature. The signal is filtered in order to be able to read the light in "Raman", which consists of two components, one of which is only dependent on the temperature. By measuring the transmission time from the time of emission to the time where this component is changed, the location that caused the change in the light signal can be determined. An average calculation to eliminate the noise level increases the sensitivity of the measuring system.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Drilleiter der eingangs zitierten Art zu schaffen, bei dem es mit Hilfe der vorher beschriebenen Meßmethode möglich ist, aufgrund eines gemessenen kontinuierlichen Temperaturprofils über die gesamte Länge des Drilleiters punktuelle Aufwärmungen zu erfassen, sowie daraus resultierende mögliche Schäden am Gerät durch gegensteuernde Maßnahmen zu vermeiden. The object of the invention is to provide a twisted conductor of the type cited at the outset, in which it is possible, with the aid of the previously described measuring method, to detect localized heating on the basis of a measured continuous temperature profile over the entire length of the twisted conductor, and to avoid possible damage to the device resulting therefrom by counteracting measures.

Der erfindungsgemäße Drilleiter ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teilleiter mit einem in einer Nut eingebetteten glasfaseroptischen Verteilungsfühler in diesem Drilleiter mitgewickelt ist, wobei vorzugsweise diese Nut an der Flachseite des mitgewickelten lackisolierten Teilleiters angebracht ist und eine, diesen glasfaseroptischen Verteilungsfühler mit der Kontur dieses Teilleiters bündig abschließende, Tiefe aufweist. The twisted conductor according to the invention is characterized in that at least one partial conductor with a glass fiber optic distribution sensor embedded in a groove is wound in this twisted conductor, wherein this groove is preferably attached to the flat side of the wound lacquer-insulated partial conductor and has a depth that makes this glass fiber optic distribution sensor flush with the contour of this partial conductor.

Diese Nut zur Aufnahme des glasfaseroptischen Verteilungsfühlers wird durch ein spezielles Fertigungsverfahren z.B. mittels eines Ziehvorganges mit geigneten Ziehwerkzeugen vorgenommen.This groove for accommodating the fiber optic distribution sensor is made using a special manufacturing process, e.g. by means of a drawing process with suitable drawing tools.

Die Form der Nut ist so gewählt, daß dieser Verteilungsfühler nach Lackisolierung des Teilleiters und des Verteilungsfühlers mit der Kontur des Teilleiters bündig abschließt.The shape of the groove is selected so that this distribution sensor is flush with the contour of the conductor after the conductor section and the distribution sensor have been lacquer-insulated.

Mit der Erfindung ist es erstmals möglich, mit einem Drilleiter ein kontinuierliches Temperaturprofil zu erstellen, das die bisherigen punktuellen Methoden zur Erfassung von Übertemperaturen in einem Drilleiter verfeinert.The invention makes it possible for the first time to create a continuous temperature profile using a twisted conductor, which refines the previous point-based methods for detecting excess temperatures in a twisted conductor.

Der Vorteil dabei ist das rasche Aufspüren von anormalen Erwärmungen über die gesamte Länge des Drilleiters, welches eine Grundbedingung ist, um eine vorzeitige starke Abnützung der Isolierung, die direkt mit der Betriebtemperatur im Zusammenhang steht, oder gar Schaden bzw. Ausfall des Transformators , zu verhindern.The advantage of this is the rapid detection of abnormal heating along the entire length of the twisted conductor, which is a basic requirement to prevent premature severe wear of the insulation, which is directly related to the operating temperature, or even damage or failure of the transformer.

Da z.B. bei einem Transformatoren mit herkömmlicher Punktmessung der Temperatur, aufgrund der Unkenntnis der genauen Position der heißen Stellen in einer Wicklung, der Transformator weit unter der maximalem Toleranztemperatur betrieben wird, besteht ein weiterer Vorteil der genauen Kenntnis der einzelnen heißen Punkte in einem Drilleiter darin, daß bei der Auslegung eines Transformators eine höhere Betriebstemperatur gewählt und/oder der Wirkungsgrad gesteigert werden kann. Das heißt, daß mit demselben Transformatortyp eine höhere Leistungsklasse erreicht oder für einen bestimmten Leistungsbedarf ein kleinerer Transformator eingesetzt werden kann.For example, in the case of a transformer with conventional point temperature measurement, the transformer is operated far below the maximum tolerance temperature due to the lack of knowledge of the exact position of the hot spots in a winding. Another advantage of knowing the exact position of the individual hot spots in a twisted conductor is that a higher operating temperature can be selected and/or the efficiency can be increased when designing a transformer. This means that a higher power class can be achieved with the same transformer type or a smaller transformer can be used for a specific power requirement.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der den glasfaseroptxschen Vertexlungsfühler tragende Teilleiter zusätzlich isoliert. Dieser ist zusammen mit dem in der Nut eingelegten faseroptischen Vertexlungsfühler nochmals rundum mit einer Isolierung versehen bzw. umwickelt. Der Vorteil dabei ist, daß ein Herausfallen des faseroptischen Verteilungsfühler aus dem Teilleiter oder ein Herausquetschen beim VerdrillVorgang des Drilleiters verhindert wird.According to a further embodiment of the invention, the partial conductor carrying the fiber optic twisted-wire sensor is additionally insulated. This is provided with or wrapped around an additional insulation along with the fiber optic twisted-wire sensor inserted in the groove. The advantage of this is that the fiber optic distribution sensor is prevented from falling out of the partial conductor or from being squeezed out during the twisting process of the twisted-wire.

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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind mehrere, je einen glasfaseroptischen Verteilungsfühler tragende, Teilleiter in diesem Drilleiter mitgewickelt.According to a further feature of the invention, several partial conductors, each carrying a fiber optic distribution sensor, are wound in this twisted conductor.

Der Vorteil dabei ist, daß durch die Erstellung von mehreren kontinuierlichen Temperaturprofilen die punktuelle Wärmeverteilung innerhalb eines Drilleiters nochmals verfeinert wirdThe advantage of this is that by creating several continuous temperature profiles, the point-by-point heat distribution within a twisted conductor is further refined

Natürlich ist die Erfindung nicht auf Drilleiter mit Teilleitern, die einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, beschränkt. Im Sinne der Erfindung sind auch Runddraht-Drilleiter oder Drilleiter mit anderen Profilen erfaßt.Of course, the invention is not limited to twisted conductors with partial conductors that have a rectangular cross-section. The invention also covers round wire twisted conductors or twisted conductors with other profiles.

In der Zeichnung ist ein Äusfuhrungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Fig. 1 zeigt einen schaubildlich dargestellten Drilleiter und Fig. 2 ein Detail im Querschnitt.The drawing shows an embodiment of the invention. Fig. 1 shows a diagrammatically illustrated twisted conductor and Fig. 2 shows a detail in cross section.

Gemäß der Fig. 1 ist ein· Drilleiter 1 bestehend aus mehreren flachen Teilleitern 2 dargestellt, in dem einer der Teilleiter 3 den glasfaseroptischen Verteilungsfühler 6 beinhaltet. Dabei ist es an sich bekannt, daß der aus flachen Teilleitern 2 bestehende Drilleiter 1 aus bis zu 80 Teilleitern bestehen kann.According to Fig. 1, a twisted conductor 1 consisting of several flat sub-conductors 2 is shown, in which one of the sub-conductors 3 contains the fiber optic distribution sensor 6. It is known per se that the twisted conductor 1 consisting of flat sub-conductors 2 can consist of up to 80 sub-conductors.

Jeder der Teilleiter 2 ist mit einer Lackisolierung 4 versehen, welche zur Isolierung der einzelnen Teilleiter untereinander dient.Each of the sub-conductors 2 is provided with a lacquer insulation 4, which serves to insulate the individual sub-conductors from one another.

In Fig.2 ist die Anordung des glasfaseroptischen Verteilungsfühlers in der Nut des Teilleiters 3, im Verband mit dem einzelnen Teilleitern 2, aufgezeigt.In Fig.2, the arrangement of the fiber optic distribution sensor is shown in the groove of the partial conductor 3, in conjunction with the individual partial conductors 2.

Dieser Teilleiter 3 besitzt eine Nut 5 und ist ebenfalls mit einer Lackisolierung 4 umhüllt. In dieser Nut 5 ist der glasfaseroptische Verteilungsfühler 6 eingebettet. Der gesamte Teilleiter 3 ist nochmals rundherum mit einer entsprechenden Isolierung 7 versehen, welche ein Herausfallen bzw. Herausguetschen des glasfaseroptischen Verteilungs-This partial conductor 3 has a groove 5 and is also covered with a lacquer insulation 4. The fiber optic distribution sensor 6 is embedded in this groove 5. The entire partial conductor 3 is again provided with a corresponding insulation 7 all around, which prevents the fiber optic distribution sensor from falling out or squeezing out.

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fühlers 6 aus der Nut 5 beim Verdrill- oder Kröpfvorgang verhindertsensor 6 from the groove 5 during twisting or crimping process is prevented

Der gesamte Drilleiter 1 ist zum Schluß nochmals mit einer Isolierung 8 umwickelt.Finally, the entire stranded conductor 1 is wrapped again with an insulation 8.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS 1. Drilleiter für Wicklungen elektrischer Maschinen und Geräte, insbesondere Transformatoren, der aus einzelnen lackisolierten, flachen Teilleitern zu einem rechteckigen Querschnitt zusammengesetzt ist, wobei die Teilleiter an den beiden Flachseiten des Querschnittes im entgegengesetzten Sinne schräg verlaufen und an den Schmalseiten des Querschnittes durch eine Kröpfung von einer Seite auf die andere übertreten und die übereinander angeordneten Teilleiter im Querschnitt, gegebenenfalls im Abstand nebeneinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teilleiter mit einem in einer Nut eingebetteten glasfaseroptischen Verteilungsfühler in diesem Drilleiter mitgewickelt ist, wobei vorzugsweise diese Nut an der Flachseite des mitgewickelten lackisolierten Teilleiters angebracht ist und eine, diesen glasfaseroptischen Verteilungsfühler mit der Kontur des Teilleiters bündig abschließende, Tiefe aufweist..1. A twisted conductor for windings of electrical machines and devices, in particular transformers, which is composed of individual, lacquer-insulated, flat partial conductors to form a rectangular cross-section, the partial conductors running diagonally in opposite directions on the two flat sides of the cross-section and crossing from one side to the other on the narrow sides of the cross-section by means of a bend, and the partial conductors arranged one above the other are arranged next to one another in cross-section, optionally at a distance, characterized in that at least one partial conductor is wound in this twisted conductor with a glass fiber optic distribution sensor embedded in a groove, this groove preferably being attached to the flat side of the wound, lacquer-insulated partial conductor and having a depth which makes this glass fiber optic distribution sensor flush with the contour of the partial conductor. 2. Drilleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den glasfaseroptischen Verteilungsfühler tragende Teilleiter zusätzlich isoliert ist.2. Twisted conductor according to claim 1, characterized in that the partial conductor carrying the fiber optic distribution sensor is additionally insulated. 3. Drilleiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, je einen glasfaseroptischen Verteilungsfühler tragenden Teilleiter in diesem Drilleiterpaket mitgewickelt sind.3. Twisted conductor according to claim 1 or 2, characterized in that several partial conductors, each carrying a glass fiber optic distribution sensor, are wound in this twisted conductor package. 4. Drilleiter nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, daß die Teilleiter runden Querschnitt aufweisen.4. Twisted conductor according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the partial conductors have a round cross-section.
DE29503853U 1994-03-10 1995-03-07 Wire ladder for windings of electrical machines and devices Expired - Lifetime DE29503853U1 (en)

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