DE3429809A1

DE3429809A1 - Wicklungsanordnung fuer transformatoren und drosselspulen mit in giessharz vergossenen wicklungen

Info

Publication number: DE3429809A1
Application number: DE19843429809
Authority: DE
Inventors: Friedrich 7316 Köngen Alber; Wolfgang 7250 Leonberg Bendel
Original assignee: Transformatoren Union AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1984-08-13
Filing date: 1984-08-13
Publication date: 1986-02-20
Also published as: DE3429809C2; BR8503799A

Description

Wicklungsanordnung für Transformatoren und Drossel-
spulen mit in Gießharz vergossenen Wicklungen Die Erfindung betrifft eine Wicklungsanordnung für Transformatoren und Drosselspulen mit einer oder mehreren in Gießharz vergossenen Wicklungen, wobei vorgefertigte, zur Distanzierung und Fixierung der Wicklungen in einer Gießform dienende Stützmittel als Teil der Isolierung in dem Wicklungsblock verbleiben.
Durch die DE-OS 20 32 530 und die DE-OS 20 33 734 ist es bekannt, in derartigen Wicklungsanordnungen als Distanzmittel massive Leisten aus Gießharz einzusetzen, die aus Platten oder Zylindern ausgesägt sind. Beim Eingießen dieser glatte, ausgeprägte Grenzflächen aufweisenden Leisten besteht jedoch auch bei sehr sorgfältigem Arbeiten einerseits die Gefahr der Ausbildung von radialen Haarrissen und andererseits bilden sich häufig sehr kleine Hohlräume an den Berührungsflächen der Leisten mit den Wicklungen aus.
Die mögliche Ausbildung von radialen Haarrissen zwingt dazu, die radialen Schichtdicken des Gießharzumgusses stärker auszuführen als dies bei einer homogenen rißfreien Schicht im Hinblick auf die Durchschlagfestigkeit des Gießharzes erforderlich wäre. Die Hohlräume zwischen den Leisten und den Wicklungen haben andererseits eine verhältnismäßig niedrige Einsetzspannung für Teilentladungen zur Folge und begrenzen dadurch die Einsetzbarkeit derartiger Gießharztransformatoren auf verhältnismäßig niedrige Nennspannungen.
Durch die europäische Patentanmeldung A-OO 31 576 ist es auch schon bekannt, als Abstandshalter zur Fixierung von Transformatorwicklungen in Gießformen mit Gießharz imprägniertes in Wellen gelegtes Glasgewebe einzusetzen.
Dabei ist die Gießharzimprägnierung nach dem In-Wellen-Legen und vor dem Einsetzen in die Gießform ausgehärtet.
Dieses imprägnierte gewellte Glasgewebe gewährleistet zwar ein einfaches Einspannen der Wicklung in radialer Richtung, erfordert jedoch zu deren axialer Fixierung, insbesondere zur Beherrschung von Nennspannungen über 10 kV, zusätzliche Bauteile und Fertigungsmaßnahmen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für Transformatoren und Drosselspulen mit einer oder mehreren in Gießharz vergossenen Wicklungen eine Anordnung zu schaffen, bei deren Herstellung die Ausbildung von vorzugsweise an ausgeprägten Grenzflächen von Stützmitteln auftretenden Haarrissen zu vermeiden und gleichzeitig durch dünnwandige Ausführung des Gießharzumgusses dessen gute Ausnutzung zu gewährleisten, die insbesondere durch die Vermeidung von Teilentladungen begünstigenden Hohlräumen möglich ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, - daß als Stützmittel von ausgeprägten, glatten Grenzflächen freie, poröse Formteile dienen, deren jedes für sich aus oberflächlich mit reinem Kunstharz benetztem, körnigen, staubfreien Granulat aus anorganischem Werkstoff zusammengebacken ist, - daß als Gießharz das gleiche Kunstharz wie zur Benetzung des Granulats verwendet werden kann und - daß im betriebsbereiten Wicklungsblock die Poren in den Formteilen vollständig mit dem Gießharz ausgefüllt spind.
Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß als Gießharz ein Gemisch aus dem gleichen Kunstharz wie zur Benetzung des Granulats und einem staubfreien gemahlenen Füllstoff aus dem gleichen anorganischen Werkstoff wie für das Granulat verwendet werden kann.
Nach vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung ist das Granulat in einer Form zur Herstellung der Stützmittel mit dem Kunstharz benetzt und zusammengebacken und sind 80 96 bis 50 96, vorzugsweise 60 96, vom Volumen der Stützmittel vor dem Umgießen mit dem Gießharzgemisch vom Granulat eingenommen. Dabei sind vorteilhafterweise die Einzelkörper des Granulats annähernd kugel- bzw. eiförmig und besteht das Granulat aus Quarzkörnern und der Füllstoff aus Quarzmehl.
Die erfindungsgemäße Wicklungsanordnung ist sehr vorteilhaft, weil das Gießharz die vergleichsweise groben Poren in den als Stützmittel vorgesehenen Formteilen gut durchdringt und dadurch einen elektrisch und mechanisch hochwertigen Verbund der eingesetzten Werkstoffkomponenten herbeiführt und weil überraschenderweise durch den Ubergang von Stützmitteln mit glatten ausgeprägten Grenzflächen zu einer aus vielen kleinen unebenen Grenzflächen zusammengesetzten Oberfläche der Stützmittel die zu beachtenden Schwierigkeiten hinsichtlich der Bildung von Haarrissen und des Auftretens von Hohlräumen weitgehend beseitigt sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung eine zum Umgießen mit Gießharz vorbereitete Wicklungsanordnung und Fig. 2 dieselbe Wicklungsanordnung in gleicher Darstellungsweise nach dem Umgießen mit Gießharz.
Untereinander gleiche Einzel spulen 1 sind je für sich auf einer Wickelbank aus einem Wickelleiter mit rundem oder rechteckigem Querschnitt gewickelt.
Als Stützmittel zum Halten der Einzelspulen 1 dienen Formteile 2. Die Einzelspulen 1 liegen in Aussparungen der Formteile 2 und stützen sich dort auf Vorsprüngen 3 und 4 ab. Die gleichzeitig als Füße der Anordnung aus den Einzelspulen 1 und den Formteilen 2 dienenden unteren Enden der Formteile 2 haben Je einen radial nach außen gerichteten Vorsprung 5, der eine gute Zentrierung der Anordnung in einer nicht dargestellten Gießform gewährleistet.
Die Formteile 2 bestehen aus einem Granulat und sind grobporig porös. Die Einzelkörner des Granulats sind mit Kunstharz benetzt und beispielsweise unter Einwirkung von Druck und/oder Wärme miteinander verbacken. Je nach Größe sind die Formteile einzeln in einer Form zusammengebacken oder als Leiste von einer ebenen Platte oder aus einem Zylinder mit dem Querschnitt des Formteils 2 ausgeschnitten.
Als Granulat dient dabei Quarz, vorzugsweise in Form kleiner Körner. Die Benetzung mit Kunstharz erfolgt zweckmäßig in einer Form, in der das Granulat nach dem Ablassen der überflüssigen Kunstharzmenge zusammengebacken wird. Eine vorzugsweise sehr dünne Beschichtung des einzelnen Quarzkornes kann auch durch geringe Zugabe des Reaktionsharzgemisches zu einer beispielsweise warmen Quarzkornmenge in einem gegen die Senkrechte geneigten Achse langsam rotierenden Behälter erfolgen, von wo aus das benetzte Granulat in die Form überführt wird.
Die formschlüssig zusammengehaltene Anordnung aus den Einzelspulen 1 und den Formteilen 2 ist schließlich in der bereits oben erwähnten Gießform zu einem Wicklungsblock 6 vergossen. wobei als Gießharz ein Kunstharz mit oder ohne Füllstoff verwendet ist. Als Gießharz kann dabei das gleiche Kunstharz wie zum Benetzen des Granulats dienen und gegebenenfalls ist ein staubfein gemahlener Füllstoff mit diesem Kunstharz gemischt, wobei zur Erzielung möglichst homogener Verhältnisse innerhalb des Wicklungsblockes 6 analog zu dem aus Quarz bestehenden Granulat als Füllstoff Quarzmehl vorgesehen ist.
Die Formteile 2 zur Distanzierung und Fixierung von Wicklungen sind je nach Bedarf auch in beliebigen anderen Formen aus zusammengebackenem Granulat, d.h. porös, herstell- und anwendbar, und gewährleisten unabhängig von ihrer jeweiligen Form, in Folge des Fehlens ausgeprägter ebener Grenzflächen, einen elektrisch und mechanisch hochwertigen Verbund im Wicklungsblock 6.
6 Patentansprüche 2 Figuren - Leerseite -

Claims

PatentansPrliche 9 Wicklungsanordnung für Transformatoren und Drosselspulen mit einer oder mehreren in Gießharz vergossenen Wicklungen (1), wobei vorgefertigte zur Distanzierung und Fixierung der Wicklungen (1) in einer Gießform dienende Stützmittel als Teil der Isolierung in dem Wicklungsblock (6) verbleiben, dadurch gekennzeichnet, - daß als Stützmittel poröse Formteile (2) dienen, deren jedes für sich aus oberflächlich mit reinem Kunstharz benetztem, körnigen, staubfreien Granulat aus anorganischem Werkstoff zusammengebaclXen ist, - daß als Gießharz das gleiche Kunstharz wie zur Benetzung des Granulats verwendet ist und - daß im betriebsbereiten Wicklungsblock (6) die Poren in den Formteilen (2) vollständig mit dem Gießharz ausgefüllt sind.
2. Wicklungsanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Gießharz ein Gemisch aus dem gleichen Kunstharz wie zur Benetzung des Granulats und einem staubfein gemahlenen Füllstoff aus dem gleichen anorganischen Werkstoff wie für das Granulat verwendet ist.
3. Wicklungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Granulat in einer Form zur Herstellung der Stützmittel mit dem Kunstharz benetzt und zusammengebacken ist.
4. Wicklungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß 80 % bis 50 96, vorzugsweise 60 %, vom Volumen der Stützmittel vor dem Umgießen mit dem Gießharz vom Granulat eingenommen sie
5. Wicklungsanordnung nach Anspruch 1 bis 4 , d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Einzelkörper des Granulats annähernd kugel- oder eiförmig sind.
6. Wicklungsanordnung nach Anspruch 1 bis 5 , d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Granulat aus Quarzkörnern und der Füllstoff aus Quarzmehl besteht.