(19)
(11) EP 2 255 366 B1

(12) EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT

(45) Hinweis auf die Patenterteilung:
25.04.2012  Patentblatt  2012/17

(21) Anmeldenummer: 09712840.9

(22) Anmeldetag:  17.02.2009
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC): 
H01F 27/30(2006.01)
(86) Internationale Anmeldenummer:
PCT/EP2009/001095
(87) Internationale Veröffentlichungsnummer:
WO 2009/103481 (27.08.2009 Gazette  2009/35)

(54)

ZWEI- ODER MEHRPHASIGER TRANSFORMATOR

TWO- OR MULTIPHASE TRANSFORMER

TRANSFORMATEUR BIPHASÉ OU POLYIPHASÉ


(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK TR

(30) Priorität: 22.02.2008 DE 102008010548

(43) Veröffentlichungstag der Anmeldung:
01.12.2010  Patentblatt  2010/48

(73) Patentinhaber: ABB Technology AG
8050 Zürich (CH)

(72) Erfinder:
  • ZILLMANN, Karl-Heinz
    34431 Marsberg (DE)
  • MÖNIG, Wolfgang
    59929 Brilon (DE)
  • WEBER, Benjamin
    59955 Witterberg (DE)

(74) Vertreter: Partner, Lothar 
ABB AG GF IP Wallstadter Straße 59
68526 Ladenburg
68526 Ladenburg (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
EP-A- 0 936 637
DE-A1- 2 934 719
US-A- 5 534 839
DE-A1- 2 623 156
DE-A1- 19 915 866
US-B1- 6 404 316
   
       
    Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen).


    Beschreibung


    [0001] Die Erfindung betrifft einen zwei- oder mehrphasigen Transformator gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

    [0002] Die Erfindung betrifft insbesondere Trockentransformatoren oder Gießharz / Resibloc-Transformatoren mit entsprechenden Spulenabstützungen. Diese Spulenabstützungen bestehen üblicherweise aus Kunststoff, die unterhalb und/oder auch oberhalb der Spule angeordnet sind. Sie haben in der Hauptsache die Aufgabe, das Gewicht der Spule zu tragen; darüber hinaus sind auch Maßnahmen zu treffen, um eine Kriechwegverlängerung zu erzeugen, was durch zwischen Einzelteile der Spulenabstützungen eingeklebte Platten erreicht wird. Aus dem Dokument DE 2934719 ist auch ein Gießharztransformator mit einem isolierenden Trageblock bekannt. Letzterer weist einen zylindrischen Mantel mit äußeren Rippen auf, in welchem eine Vielzahl von elektrisch miteinander verbundenen Kondensatorelementen und eine entsprechende Anzahl von elektrisch leitenden Abschimplatten abwechselnd übereinander angeordnet sind.

    [0003] Insbesondere dann, wenn ein langer Kriechweg erforderlich ist, kann es notwendig sein, dass eine einzelne Spulenabstützung oder ein Spulenabstützblock zur Erzielung der Kriechwegverlängerung aus vielen Einzelteilen zusammengeklebt werden muss.

    [0004] Dies ist für die Herstellung von Transformatoren aus Kostengründen nachteilig.

    [0005] Aufgabe der Erfindung ist es, einen Transformator zu schaffen, bei dem die Spule durch möglichst wenige Abstützblöcke abgestützt wird, wobei die Erzeugung eines ausreichend langen Kriechweges vereinfacht ist.

    [0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruches 1. Bekanntlich also können auf jeder Lagerfläche wenigstens zwei Abstützblöcke für jede Spule aufgesetzt werden, die auf der spulenseitigen Tragfläche mit elastischen Ausgleichselementen belegt sind und an ihren senkrecht zur Tragfläche verlaufenden Längsseitenflächen wenigstens eine den Kriechweg verlängernde Leiste aufweisen, die in Längsrichtung und parallel zur Tragfläche des Abstützblockes verlaufen.

    [0007] Damit wird ein Abstützblock vorgeschlagen, der zum Beispiel in einem sogenannten Pultrusionsverfahren hergestellt werden kann und bei dem aufgrund der Formwahl eine Kriechwegverlängerung an den Längsseitenflächen der Abstützblöcke von vorne herein vorgesehen ist.

    [0008] Es kann wenigstens ein Abstützblock an seinen Stirnflächen wenigstens einen in Richtung der Tragfläche und parallel dazu eingebrachten Schlitz aufweisen, der beziehungsweise die ebenfalls zur Verlängerung der Kriechweg oder -strecke dient beziehungsweise dienen.

    [0009] In besonders vorteilhafter Weise kann der wenigstens eine Schlitz außerhalb des Bereiches der Leisten angebracht sein.

    [0010] Es kann wenigstens einer der Abstützblöcke hohl ausgebildet sein. Hierdurch wird eine Reduzierung der Menge des erforderlichen Isoliermaterials erreicht; der Abstützblock wird dadurch leichter und aufgrund des inneren Hohlraumes sind auch Spannungsrisse beim Aushärten vermieden.

    [0011] Der wenigstens eine hohle Abstützblock kann wenigstens zwei, vorzugsweise drei Leisten aufweisen, entsprechend der erforderlichen Länge des Kriechweges.

    [0012] Zur Herstellung eines Abstützblockes wird der im Pultrusionsverfahren hergestellte Strang gekürzt, wobei der Abstützblock an der gewünschten Länge einfach von einem langen Profil abgelängt wird.

    [0013] Bei Übereinanderstapeln mehrerer Abstützblöcke, insbesondere zweier Abstützblöcke, weist erfindungsgemäß der eine Abstützblock an der Berührungsebene einen leistenartigen Vorsprung und der andere eine daran angepasste Vertiefung aufweisen, welche in Längsrichtung verlaufen, wobei in die Vertiefung der Vorsprung hineinpasst, so dass beide Abstützblöcke durch den Vorsprung und die Vertiefung ähnlich wie Nut und Feder gegeneinander geführt sind.

    [0014] Die Höhe der Abstützblöcke kann unterschiedlich sein; beispielsweise kann ein Profil mit geringerer Höhe verwendet werden, wodurch die Höhe der zusammengesetzten Abstützblöcke an die Bedürfnisse angepasst werden kann. Zum Ausgleich von Unebenheiten der Spulen kann zwischen Spule und Abstützblock darüber hinaus auch ein Streifen integriert werden, der aus elastischem Material bestehen kann, insbesondere aus einem Silikongummi.

    [0015] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.

    [0016] Anhand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen und weitere Vorteile näher erläutert und beschrieben werden.

    [0017] Es zeigen:
    Fig. 1
    eine Schnittansicht gemäß Schnittlinie I-I der Fig. 2,
    Fig. 2
    eine Schnittansicht entsprechend Schnittlinie II-II der Fig. 1,
    Fig. 3
    eine Schnittansicht ähnlich der der Fig. 1 mit zwei Abstützblöcken,
    Fig. 4
    eine weitere Ausführungsform eines Abstützblockes, in perspektivischer Darstellung, und
    Fig. 5
    eine Ansicht eines Abstützblockes zur Höhenanpassung, ähnlich der Fig. 4.


    [0018] Es sei Bezug genommen auf die Fig. 1.

    [0019] Auf einem Boden NN sind zwei Doppel-T-Träger 10 und 11 vorgesehen und aufgelagert, wobei auf den dem Boden entgegengesetzten Flächen 14 der oberen Querstege 12, 13 der Doppel-T-Träger 10, 11 unter Zwischenfügung von Abstützblöcken 15 und 16 eine Spule 17 aufgelagert ist.

    [0020] Der Abstützblock 15 ist in der Fig. 4 näher dargestellt.

    [0021] Der Abstützblock 15 besitzt im Querschnitt senkrecht zu seiner Längserstreckung etwa eine Rechteckform mit einer bestimmten Höhe H und einer Breite B, von denen die Breite B kleiner ist als die Höhe H. Der Abstützblock 15 besitzt einen inneren Hohlraum 18, wodurch eine Gewichtsreduzierung und eine Materialreduzierung erzeugt ist. Am Abstützblock 15 sind eine obere Auflagefläche 19 und eine untere Auflagefläche 20, deren Breite B beträgt, vorgesehen; die Länge des Abstützblockes 15 ist abhängig von der Größe der Spule 17. In den Auflageflächen 19 und 20 befinden sich Nuten 21 und 22, wobei in der in Fig. 4 gezeigten Darstellung in die Nut 21 ein Zentrierprofil 23 eingelegt ist, welches dazu dient, einen Verdrehschutz zwischen zwei übereinander angeordneten Abstützblöcken 241 beziehungsweise 242 zu erzeugen, siehe Fig. 3. Die Abstützblöcke 241 und 242 der Fig. 3 unterscheiden sich von dem Abstützblock 15 gemäß Fig. 4 darin, dass ein Hohlraum 18 nicht vorhanden ist.

    [0022] Auf den senkrecht zu den Auflage- oder Tragflächen 19 und 20 befindlichen Seitenflächen 25 und 26 sind nach außen vorspringende und in Längsrichtung des Abstützblockes 15 verlaufende Leisten 27 und 28 vorgesehen, welche nach außen von den Seitenflächen 25 und 26 in entgegengesetzte Richtung vorspringen, wodurch eine Kriechstreckenverlängerung zwischen der Spule 17 und den Doppel-T-Trägern 10, 11 auf beiden Seitenflächen erzeugt ist. Die entsprechenden Leisten der Abstützblöcke 241 und 242 sind dort nicht mit Bezugsziffern versehen.

    [0023] Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass an den Stirnflächen 30 zumindest des Abstützblockes 15 Schlitze 31 und 32 vorgesehen sind, welche sich außerhalb des Bereiches der Leisten befinden und mit denen eine Kriechstreckenverlängerung im Bereich der Stirnfläche 30 erzeugt wird.

    [0024] Die Fig. 1 zeigt außer dem Abstützblock 15 zwei Abstützblöcke 161 und 162, die in Fig. 5 dargestellt sind. Sie besitzen eine Breite B, die der Breite der Abstützblöcke 15 entspricht, und eine Höhe h, die geringer, in bestimmten Fällen deutlich geringer ist als die Höhe H der Abstützblöcke. Mit diesen Abstützblöcken 161 und 162 wird eine Anpassung der Abstützblöcke an den Abstand beziehungsweise die Distanz der Spule von der Auflagefläche 14 der Träger 10, 11 eingestellt. Die Auflageblöcke 161, 162, die als Ausgleichsstücke bezeichnet werden können, besitzen auf der oberen Seite (in der Zeichnung) einen Vorsprung 33 und auf der unteren Seite eine in Längsrichtung verlaufende, parallel zum Vorsprung 33 verlaufende Vertiefung 34, die der Vertiefung 22 entspricht; der Vorsprung 33 ist so bemessen, dass er in die entsprechende Vertiefung 22 eines über das Ausgleichsstück 16 aufgesetzten weiteren Abstützblock eingreifen kann, wie in Fig. 1 dargestellt.

    [0025] Zwischen dem Abstützblock 15 und der Spule 17 ist ein Streifen 35 aus elastischem Material in die dort vorhandene Nut oder Vertiefung 21 (siehe Fig. 4) eingelegt, vorzugsweise ein Streifen aus einem Silikongummimaterial, mit dem eventuelle Unebenheiten der unteren Seite der Spule 17 ausgeglichen werden können. Der Streifen 35 kann die gleichen Abmessungen haben wie das Zentrierprofil 23.

    [0026] Selbstverständlich können entsprechende flache Ausgleichsmaterialien auch zwischen die einzelnen Abstützblöcke 15 beziehungsweise Ausgleichsstücke 161, 162 eingelegt werden. Die Zentrierprofile 23 können dabei in die Vertiefung 21 eingeklebt sein. Wie aus der Fig. 3 ersichtlich ist, können zwischen dem unteren Abstützblock 242 und der Auflagefläche 14 des Trägers 10 beziehungsweise 11 zwei Platten 37 eingelegt sein, die als Ausgleichsplatten dienen. Selbstverständlich können auch mehr als zwei Ausgleichsplatten oder lediglich nur eine vorgesehen sein.

    Bezugszeichenliste



    [0027] 
    10
    Doppel-T-Träger
    11
    Doppel-T-Träger
    12
    Quersteg
    13
    Quersteg
    14
    Fläche
    15
    Abstützblock
    16
    Abstützblock
    161
    Abstützblock
    162
    Abstützblock
    17
    Spule
    18
    Hohlraum
    19
    obere Auflagefläche
    20
    untere Auflagefläche
    21
    Nut
    22
    Nut
    23
    Zentrierprofil
    241
    Abstützblock
    242
    Abstützblock
    25
    Seitenfläche
    26
    Seitenfläche
    27
    Leiste
    28
    Leiste
    30
    Stirnfläche
    31
    Schlitz
    32
    Schlitz
    33
    Vorsprung
    34
    Vertiefung
    35
    Streifen



    Ansprüche

    1. Zwei- oder mehrphasiger Transformator mit einem einen Steg und wenigstens zwei Schenkel aufweisenden Joch, über welche Schenkel je eine Spule (17) gesetzt ist, und mit wenigstens einem Träger (10, 11), an dem der Steg fixiert ist und der Lagerflächen (14) für die Spulen aufweist, wobei auf jeder Lagerfläche (14) wenigstens zwei Abstützblöcke (15, 16) für jede Spule aufgesetzt sind, die auf der spulenseitigen Tragfläche (19) mit elastischen Ausgleichselementen (35) belegt sind und die an ihren senkrecht zur Tragfläche (19) verlaufenden Längsseitenflächen (25, 26) wenigstens eine den Kriechweg verlängernde Leiste (27, 28), die in Längsrichtung und parallel zur Tragfläche des Abstützblockes verläuft, aufweisen, dadurch gekennzeichnet,
    dass die jeweils wenigstent zwei ubereinander gesterpelten Abstützblöcke (15, 16) an der Berührungsebene der beiden der eine einen Vorsprung (33) und der andere eine daran angepasste Vertiefung (34) aufweist, die in Längsrichtung verlaufen, wobei der Vorsprung (33) in die Vertiefung (34) hineinpasst, so dass beide Abstützblöcke durch den Vorsprung und die Vertiefung ähnlich wie Nut und Feder gegeneinander geführt sind.
     
    2. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Abstützblock (15, 16) an seinen Stirnflächen wenigstens einen in Richtung der Tragfläche und parallel dazu eingebrachten Schlitz (31, 32) aufweist, die ebenfalls zur Erhöhung der Kriechstrecke dienen.
     
    3. Transformator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Schlitz (31, 32) außerhalb des Bereiches der Leisten (27, 28) eingebracht ist.
     
    4. Transformator nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Abstützblock (15) hohl ist.
     
    5. Transformator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine hohle Abstützblock (15) wenigstens zwei, vorzugsweise drei Leisten (27, 28) auf jeder Längsseitenfläche (25, 26) aufweist.
     
    6. Transformator nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der Nut und Feder an den Berührungsebenen zweier übereinander gesetzter Abstützblöcke jeweils eine Vertiefung (21, 22) vorgesehen ist, in die ein Zwischenelement (23) eingesetzt, vorzugsweise eingeklebt ist.
     
    7. Transformator nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Spule und dem Abstützblock beziehungsweise den Abstützblöcken, auf der die Spulen unmittelbar aufstehen, zum Ausgleich von Unebenheiten der Spulen eine Zwischenschicht (35) aus einem gummielastischen Material vorgesehen ist, insbesondere eine Zwischenschicht aus einem Silikongummi.
     
    8. Transformator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenschicht (35) und deren Abmessungen etwa denen der Zwischenelemente (23) entspricht, so dass die Zwischenschicht (35) in eine Vertiefung (21) einlegbar ist.
     


    Claims

    1. Two- or multiphase transformer having a yoke which has a web and at least two limbs, over each of which limbs a coil (17) is placed, and having at least one mount (10, 11), to which the web is fixed and which has bearing surfaces (14) for the coils, wherein at least two supporting blocks (15, 16) for each coil are placed on each bearing surface (14), which have elastic compensation elements (35) fitted to the coil-side mounting surface (19), and which, on their longitudinal side surfaces (25, 26) which run at right angles to the mounting surface (19), have at least one strip (27, 28) which lengthens the creepage distance, which strip (27, 28) runs in the longitudinal direction and parallel to the mounting surface of the supporting block, characterized in that each of the at least two supporting blocks (15, 16) which are stacked one on top of the other, one of the two has a projection (33) on the contact plane and the other has a depression (34) matched to it, which projection (33) and depression (34) run in the longitudinal direction, wherein the projection (33) fits into the depression (34) such that the two supporting blocks are guided with respect to one another by the projection and the depression, in a similar manner to a tongue and groove.
     
    2. Transformer according to Claim 1, characterized in that at least one supporting block (15, 16) has at least one slot (31, 32) on its end surfaces, which slots (31, 32) are introduced in the direction of the mounting surface and parallel to it and are likewise used to increase the creepage distance.
     
    3. Transformer according to Claim 2, characterized in that the at least one slot (31, 32) is introduced outside the area of the strips (27, 28).
     
    4. Transformer according to one of the preceding claims, characterized in that at least one supporting block (15) is hollow.
     
    5. Transformer according to Claim 4, characterized in that the at least one hollow supporting block (15) has at least two, and preferably three, strips (27, 28) on each longitudinal side surface (25, 26).
     
    6. Transformer according to one of the preceding claims, characterized in that a depression (21, 22) is provided on each of the contact planes of two mutually opposite supporting blocks in order to produce the tongue and groove, into which depression (21, 22) an intermediate element (23) is inserted, preferably adhesively bonded.
     
    7. Transformer according to one of the preceding claims, characterized in that an intermediate layer (35) composed of an elastomer material, in particular an intermediate layer composed of a silicone rubber, is provided between the coil and the supporting block or the supporting blocks on which the coils are placed directly, in order to compensate for unevennesses of the coils.
     
    8. Transformer according to Claim 7, characterized in that the intermediate layer (35) and its dimensions correspond approximately to those of the intermediate elements (23), such that the intermediate layer (35) can be inserted into a depression (21).
     


    Revendications

    1. Transformateur bi- ou multiphasé comprenant une culasse qui présente une âme et au moins deux branches, branches sur lesquelles est à chaque fois posée une bobine (17), et comprenant au moins un support (10, 11) sur lequel est fixée l'âme et qui présente des surfaces supports (14) pour les bobines, au moins deux blocs d'appui (15, 16) pour chaque bobine reposant sur chaque surface support (14), lesquels sont déposés sur la surface porteuse (19), du côté de la bobine, avec des éléments de compensation souples (35) et qui présentent sur leurs surfaces latérales longitudinales (25, 26), qui s'étendent perpendiculairement à la surface porteuse (19), au moins une baguette (27, 28) qui prolonge la distance de fuite superficielle et qui s'étend dans le sens longitudinal parallèlement à la surface porteuse du bloc d'appui, caractérisé en ce que les au moins deux blocs d'appui (15, 16) empilés présentent respectivement, au niveau du plan de contact des deux, une partie en saillie (33) pour l'un et un enfoncement (34) adapté à celle-ci pour l'autre, lesquels s'étendent dans le sens longitudinal, la partie en saillie (33) s'adaptant dans l'enfoncement (34) de telle sorte que les deux blocs d'appui sont guidés l'un contre l'autre par la partie en saillie et l'enfoncement de manière similaire à une rainure et une languette.
     
    2. Transformateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un bloc d'appui (15, 16) présente sur ses faces frontales au moins une fente (31, 32) pratiquée en direction de la surface porteuse et parallèlement à celle-ci, laquelle sert également à augmenter la distance de fuite superficielle.
     
    3. Transformateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'au moins une fente (31, 32) est pratiquée à l'extérieur de la zone des baguettes (27, 28).
     
    4. Transformateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un bloc d'appui (15) est creux.
     
    5. Transformateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'au moins un bloc d'appui creux (15) présente au moins deux, de préférence trois baguettes (27, 28) sur chaque surface latérale longitudinale (25, 26).
     
    6. Transformateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour réaliser la rainure et la languette sur les plans de contact de deux blocs d'appui posés l'un au-dessus de l'autre, il est à chaque fois prévu un enfoncement (21, 22) dans lequel est inséré, de préférence collé, un élément intermédiaire (23).
     
    7. Transformateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une couche intermédiaire (35) en un matériau élastique souple, notamment une couche intermédiaire en un caoutchouc de silicone, est prévue entre la bobine et le bloc d'appui ou les blocs d'appui sur lequel/lesquels reposent directement les bobines, pour compenser les irrégularités des bobines.
     
    8. Transformateur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la couche intermédiaire (35) et ses dimensions correspondent approximativement à celles des éléments intermédiaires (23), de sorte que la couche intermédiaire (35) peut être déposée dans un enfoncement (21) .
     




    Zeichnung














    Angeführte Verweise

    IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE



    Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes. Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

    In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente