Einphasentransformator mit in Giessharz vergossenen Wicklungen

Abstract

 Die Erfindung bezieht sich auf Einphasen-Transformatoren mit Wickelkernen (1) und in Kunstharz vergossenen Wicklungen (2). Erfindungsgemäß sind beim Umgießen der Wicklungen (2) parallel zur Wickelachse und parallel zu einem von den Wickelkernen (1) durchsetzten Fenster zwei sich gegenüberliegende Flansche (3) angegossen. Durch Ausfüllen des Raumes über den Wickelkernen (1) zwischen den Flanschen (3) sind auch die Wickelkerne (1) vollständig gekapselt und dadurch insbesondere auch vor Korrosionseinflüssen geschützt. Durch Ausrüstung mit entsprechenden Anschlußmitteln ist der erfindungsgemäße Transformator sowohl zur Verwendung als Masttransformator als auch als im Verlauf von Erdkabeln im Erdreich verlegter, sogenannter Muffentransformator einsetzbar.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Einphasen-Transformator mit Wickelkern aus Bandwerkstoff und in Gießharz vergossenen Wicklungen, beispielsweise zur Installation auf Masten oder unmittelbar im Erdreich im Zuge von Erdkabeln.

[0002] Derartige mit in Gießharz vergossenen Wicklungen ausgerüstete Transformatoren werden in neuerer Zeit, insbesondere wegen ihrer sehr guten Betriebssicherheit in wachsendem Maße als Verteilungstransformatoren eingesetzt. In der deutschen Patentanmeldung P 28 26 299.9 wird ein Mehrphasen-Transformator vorgeschlagen, dessen Wicklungen und dreischenkeliger Schichtkern durch Umgießen mit Kunstharz hermetisch abgeschlossen sind und der durch entsprechende Ausrüstung mit Anschlußbuchsen vergrabbar und an Erdkabel anschließbar ist.

[0003] Dieser Aufbau mit Mehrschenkelkern ist zwar für einen in Kunstharz einzugießenden Mehrphasen-Transformator sehr vorteilhaft, erfordert jedoch bei seiner Anwendung auf Einphasen-Transformatoren infolge des dort erforderlichen, meist unbewickelten Rückschlußschenkels einen erheblichen Aufwand bezüglich der Werkstoffmenge des erforderlichen Gießharzes, sobald der Kern hermetisch abgeschlossen werden soll.

[0004] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für einen Einphasen-Transformator mit hermetisch abgekapseltem Aktivteil eine Anordnung von Wicklungen und Kernen zu schaffen, die ohne Beeinträchtigung der Betriebssicherheit mit normalem Fertigungsaufwand herstellbar ist und in der die eingesetzten Werkstoffmengen entsprechend ihren Eigenschaften voll ausgenutzt werden.

[0005] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe für einen Einphasen-Transformator mit Wickelkern aus Bandwerkstoff dadurch gelöst, daß beim Umgießen der Wicklungen parallel zur Wickelachse und parallel zu einem vom Wickelkern durchsetzten Fenster mit rechteckigem Querschnitt zwei sich gegenüberliegende Flansche angegossen sind, daß die Innenseiten dieser auch zueinander parallelen Flansche etwa in der Ebene der Schmalseiten des Fensters liegen, daß in den Innenseiten dieser Flansche in der Nähe des äußeren Randes und parallel hierzu Nuten zur Verankerung einer Kapselung für den Wickelkern liegen und daß die Oberfläche des Gießharzkörpers mindestens an den dem Wickelkern unmittelbar gegenüberliegenden Flächen eine geerdete Metallisierung trägt.

[0006] Nach vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung ist vorgesehen, daß der nach dem Einbringen des Wickelkernes zwischen den Flanschen verbleibende Raum mit Gießharz vergossen ist oder daß die Flansche parallel zur Kontur des Wickelkernes abgerundet sind und der Raum zwischen den Flanschen durch Umwickeln des Wickelkernes mit, vorzugsweise schrumpffähigen, Bändern ausgefüllt ist, wobei wenigstens eine Lage dieser Bänder auch die Stirnseiten der Flansche überdeckt.

[0007] Nach zweckmäßigen Ausgestaltungen ist vorgesehen, daß auf den Außenseiten der Flansche Anschlußbuchsen für berührungssichere wasserdichte Oberspannungskabelstecker und Bolzen für die in Schrumpfschlauchtechnik ebenfalls wasserdicht isolierten Unterspannungsanschlüsse angegossen sind oder daß zur Verwendung als Masttransformator auf den Außenseiten der Flansche stützerähnliche Durchführungen für die ober- und unterspannungsseitigen Netzanschlüsse angegossen sind. Dabei ist es weiterhin zweckmäßig, daß die Spalte zwischen der metallisierten Oberfläche des Kunstharzkörpers und dem Wickelkern mit getrocknetem Quarzsand gefüllt sind.

[0008] Die erfindungsgemäße Anordnung ist für den Aufbau von hermetisch zu kapselnden Einphasen-Transformatoren sehr vorteilhaft, denn sie ermöglicht die Verwendung von sehr verlustarmen Wickelbandkernen und fordert nur verhältnismäßig wenig Kunstharz für den Umguß des Kernes und ist daher wirtschaftlich einsetzbar.

[0009] Der prinzipielle Aufbau des erfindungsgemäßen Transformators und zwei Ausführungsbeispiele werden anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung teilweise aufgeschnitten eine Anordnung mit vollkommen umgossenem Bandwickelkern,

Fig. 2 zeigt eine Anordnung mit zum Abschluß des Aktivteiles verwendeten Bändern aus schrumpffähigem Werkstoff,

Fig. 3 zeigt eine zum Vergraben vorgesehene Ausführungsform und

Fig. 4 eine zur Montage auf Freileitungsmasten vorgesehene Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einphasen-Transformatoren.

[0010] Um eine senkrechte Achse angeordnete Wicklungen 2 sind mit Kunstharz umgossen und dadurch nach außen hin vollständig gekapselt. Dieser Kunstharzguß der Wicklungen 2 ist auf zwei sich gegenüberliegenden Seiten zu achsparallel und auch untereinander parallelen Flanschen 3 erweitert. Die Wicklungen 2 bestehen mindestens aus einer, vorzugsweise innenliegenden, Unterspannungswicklung und einer radial weiter außenliegenden Oberspannungswicklung.

[0011] Innerhalb der Wicklungen 2 ist in dem Gießharzumguß ein zur Wickelachse paralleles, zentrisches, schacht- ähnliches Fenster in dem Kunstharzumguß ausgespart. In dieses Fenster sind zwei symmetrisch zueinander angeordnete Wickelkerne 1 aus Bandwerkstoff eingeschichtet. Jeder dieser Wickelkerne 1 umschließt für sich allein die Wicklungen 2 und liegt dabei zwischen den Flanschen 3. Zur Verbesserung der Spannungsfestigkeit sind mindestens die unmittelbar zwischen den Wicklungen 2 einerseits und den Wickelkernen 1 andererseits liegenden Oberflächen des Kunstharzumgusses mit einer metallisierten Oberfläche 4 versehen und elektrisch leitend mit einem Erdungsleiter verbunden.

[0012] Die Wicklungen 2 bilden zusammen mit ihrem Kunstharzumguß und den hierin eingeschachtelten Wickelkernen 1 annähernd einen Quader mit einer zwischen den Flanschrändern umlaufenden Vertiefung. Um auch die Wickelkerne 1 nach außen hin abzuschließen und dadurch vor Korrosion und vor mechanischer Beschädigung zu schützen, wird in einem erneuten Gießvorgang diese Vertiefung rundum ebenfalls mit Gießharz ausgegossen. Zur Verankerung dieser Gießharzschicht sind auf der Inennseite der Flansche 3 in der Nähe von deren Rändern Nuten 5 vorgesehen. Der nach außen hin nunmehr vollständig glattwandige Transformator wird je nach Verwendungszweck mit Korrosionsschutz und elektrisch wirksamen Abschirmschichten versehen.

[0013] Anstelle eines Gießharzumgusses um die Wickelkerne 1 kann die umlaufende Vertiefung zwischen den Flanschen 3 auch durch Umwickeln der Wickelkerne 1 mit einem Band 6 aus schrumpffähigem Werkstoff ausgefüllt werden, wodurch bei entsprechender Gestaltung der Innenseiten der Flansche 3 ebenfalls eine hermetische Kapselung der Wickelkerne 1 bewirkt ist. Bei dieser Ausführungsform werden insbesondere die Ecken der Flansche 3 so abgerundet, daß sich nach dem Einwickeln des schrumpffähigen Bandes 6 ein absatzfreier Abschlußmantel für den wiederum quaderförmigen Transformator ergibt. Zusätzlich zu dem schrumpffähigen Band 6 ist es in vielen Fällen zweckmäßig, diese Anordnung durch eine Bandage 7 zu umschließen, wobei die Bandage 7 vor allem zur Verbesserung des Korrosionsschutzes beiträgt.

[0014] In Fig. 1 und 2 wurden der Übersichtlichkeit halber zjm Anschluß der Transformatoren an ein Netz erforderliche Hilfsmittel nicht dargestellt.

[0015] Fig. 3 zeigt nun einen entsprechend ergänzten Gießharz-Transformator in einer berührungssicheren, in den Erdboden eingrabbaren Ausführung. Zum oberspannungsseitigen Anschluß dieses Transformators sind Anschlußbuchsen 8 in wasserdichter Ausführung vorgesehen. Der unterspannungsseitige Anschluß erfolgt über Bolzen 9, wobei zur Isolierung insbesondere die Schrumpfschlauchtechnik geeignet ist.

[0016] Fig. 4 zeigt eine Variation des erfindungsgemäßen Transformators zur Aufstellung auf Freileitungsmasten, wobei der elektrische Anschluß über stützerähnliche Durchführungen 11 erfolgt.

Ansprüche

1. Einphasen-Transformator mit Wickelkern aus Bandwerkstoff und in Gießharz vergossenen Wicklungen, dadurch gekennzeichnet,

- daß beim Umgießen der Wicklungen (2) parallel zur Wickelachse und parallel zu einem von Wickelkernen (1) durchsetzten Fenster mit rechteckigem Querschnitt zwei sich gegenüberliegende Flansche (3) angegossen sind,

- daß die Innenseiten dieser auch zueinander parallelen Flansche (3) etwa in der Ebene der Schmalseiten des Fensters liegen,

- daß in den Innenseiten dieser Flansche (3) in der Nähe des äußeren Randes und parallel hierzu Nuten (5) zur Verankerung einer Kapselung für die Wickelkerne (1) liegen und

- daß die Oberfläche des Gießharzkörpers mindestens an den den Wickelkernen (1) unmittelbar gegenüberliegenden Flächen eine geerdete Metallisierung (4) trägt.

2. Einphasen-Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der nach dem Einbringen der Wickelkerne (1) zwischen den Flanschen (3) verbleibende Raum mit Gießharz vergossen ist, so daß die Wickelkerne (1) hermetisch abgeschlossen sind (Fig. 1).

3. Einphasen-Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Flansche (3) parallel zur Kontur der Wickelkerne (1) abgerundet sind und der Raum zwischen den Flanschen (3) durch Umwickeln der Wickelkerne (1), mit vorzugsweise schrumpffähigen Bändern (6), ausgefüllt ist und daß wenigstens eine Lage (7) dieser Bänder (6) auch die Stirnseiten der Flansche (3) bedeckt und die Wickelkerne (1) vor Korrosion schützt (Fig. 2).

4. Einphasen-Transformator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß auf den Außenseiten der Flansche (3) Anschlußbuchsen (8) für berührungssichere, wasserdichte Oberspannungskabelstecker und Bolzen (9) für in Schrumpfschlauchtechnik ebenfalls wasserdicht isolierte Unterspannungsanschlüsse angegossen sind (Fig. 3).

5. Einphasen-Transformator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß zur Verwendung als Masttransformator auf den Außenseiten der Flansche (3) stützerähnliche Durchführungen (11) für die ober- und unterspannungsseitigen Netzanschlüsse angegossen sind (Fig. 4).

6. Einphasen-Transformator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Spalte zwischen der metallisierten Oberfläche (4) des die Wicklungen (2) umschließenden Kunstharzkörpers und den Wickelkernen (1) mit getrocknetem Quarzsand gefüllt sind.

Zeichnung