Stoßspannungssichere elektrische Wicklung, insbesondere Spannungswicklung
eines Elektrizitätszählers, und Verfahren zum Herstellen einer solchen Wicklung
Die Spannungswicklung eines Elektrizitätszählers muß so isoliert sein, daß sie auch
gelegentliche Überspannungen sicher aushält. Überspannungen können beispielsweise
bei Gewitter oder Schaltvorgängen im Netz in Form von Stoßspannungen entstehen
und viele Tausende Fron Volt betragen. Übereehlaggefährdet sind insbesondere 'die
Stirnseiten der Idicklung, wo 'zwischen der unternten und der
obersten
Wicklungslage auf kürzester Entfernung die volle Spannung ansteht oder die entstehenden
hohen Lagenspannungen zum Durchschlag der Drahtisolation' führen. Es sind schon
vielerlei Maßnahmen bexann't, die die besonders gefährdeten Stirnseiten des Wickels
und der Wicklung selbst mit zusätzlichen Maßnahmen gegen Überschlag absichern; trotzdem
sucht man immer noch nach Wegen, die Wirksamkeit solcher Maßnahmen zu erhöhen.Surge-proof electrical winding, in particular the voltage winding of an electricity meter, and method for producing such a winding The voltage winding of an electricity meter must be insulated in such a way that it can safely withstand occasional overvoltages. Overvoltages can arise, for example, during thunderstorms or switching operations in the network in the form of surge voltages and can amount to many thousands of volts. In particular, the end faces of the winding are at risk of over-stretching, where 'full voltage is present at the shortest distance between the lower and uppermost winding layers or the high layer stresses that arise lead to breakdown of the wire insulation'. There are already many measures bexann't that secure the particularly endangered end faces of the roll and the winding itself with additional measures against flashover; nevertheless, ways are still being sought to increase the effectiveness of such measures.
Das vorstehend Gesagte gilt in gleicher Weise auch für elektrische,'
insbesondere feindrähtige Wicklungen vieler anderer elektrischer Geräte, die gegen
gelegentliche höhere Spannungsstöße abgeschützt sein müssen.What has been said above applies in the same way to electrical, in particular finely stranded, windings of many other electrical devices that have to be protected against occasional higher voltage surges.
Die e:rfindung lehrt, wie die kSicherung einer Wicklung gegen stirnseitige
Überschläge und Durchschläge in der Wicklung ganz erheblich erhöht werden kann,
ohne daß es dazu eines nennenswerten zusätzlichen Aufwandes bedarf, und sie lehrt
auch ein Verfahren, wie eine solche Wicklung in einer höchst einfachen Weise hergestellt
werden kann. Eine atoßspannungesichere elektrische Wicklung, insbesondere Spannungswicxlung
eines Elektrizitätszählers, auf einem mit Flanschen versehenen Spulentragkörper
ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zwei. durch einen Mittelsteg
des Spule@itragkörpers voneinander getrennten, untereinander gleichsinnig gewickelten
Halbwicklungen besteht, daß jede der beiden flalbwicl.-lungen mit ihrer untersten
Windungalage an einem Außenf.'L-nsch des Spulentragkörpers beginnt und mit der obersten
Windungslage am Mittelsteg endet, und daß die am Mittelsteg heraustretenden Enden
der beider Halbwicklungen miteinander leitend verbunden sind.
7ieitere
Einzelheiten werden anhand der Zeichnung erläuterit: @s zeigt Fig. 1 eine Spannungswicklung
eine:, Elektrizitätszählers in bekannter e, ntei Tiger Ausbildung, Fig. 2 eine Spannungswicklung
nach der Erfindung und iE,. 3 ein Erläuterungsbild des Wickludgssinnes der Wicklung
nach der Erfindung.The e: rfindung teaches how the protection of a winding against flashovers and breakdowns in the winding can be increased considerably without the need for significant additional effort, and it also teaches a method such as a winding of this type in a very simple one Way can be made. A shock voltage-proof electrical winding, in particular a voltage winding of an electricity meter, on a bobbin provided with flanges is characterized according to the invention in that it consists of two. half-windings, which are separated from one another in the same direction and wound in the same direction by a central web of the coil support body, each of the two flalbwicl.-lungs begins with its lowest winding position on an outer surface of the coil support body and ends with the topmost winding position on the central web, and that the ends of the two half-windings protruding from the central web are conductively connected to one another . 7ieitere details are explained with reference to the drawing: @s Fig. 1 shows a voltage winding an :, electricity meter in a known e, ntei Tiger training, Fig. 2 a voltage winding according to the invention and iE ,. 3 an explanatory diagram of the winding sense of the winding according to the invention.
In Fig. 1 ist auf einem mit zwei. Endflanschen' versehenen Spulentrrgkörper
1 aus an sich beliebigem Isolierstoff eine Mehrlagige Wicklung 2 aufgebracht. Die
Windungen der untersten und der obersten Wicklungslage sind zum Teil durch kleine
kreise angedeutet, die übriger. nur mit gestrichelten Linien. Die Wicklung ist mit
den beiden Anschlußleitern 21 und 22 versehen, die in bekannter Weise mit einem
Isciierschlauch überzogen sein können.In Fig. 1 is on one with two. End flanges' provided spool bodies
1 a multilayer winding 2 is applied from any insulating material. the
The turns of the lowest and the uppermost winding layer are partly due to small ones
circles indicated, the rest. only with dashed lines. The winding is with
the two connecting conductors 21 and 22 provided, which in a known manner with a
Isciierschlauch can be covered.
Beim Erfindungsgegenstand nach Fig. 2 dagegen ist der Spulentragkörper
1 mit einem Mittelsteg 10 versehen, und die Wicklung besteht hier aus den beiden
Wicklungshälften 20 und 30. Ähnlich wie in-Fig.1 ist auch die Wicklungshälfte 20
mit Anschlußleitern 23 und 24 versehen, während die Wicklungshälfte 30 in der gleichen@Weise
mit den Anschlußleitern 33 und 34 versehen ist. Wie das Erläuterungsbild in Fig.
3 zeigt, ist der Wicklungsdrehsinn der beiden Wicklungshälften der gleiche. Man
braucht also lediglich noch die beiden am Mittelsteg 10 heraustretenden Anschlußleiter
24 und 34 leitend miteinander zu verbinden, wie es in Fig. 2 mit der Überkreuzanordnung
dieser beiden Anschlußleiter angedeutet ist, um eine vollständige, über die ganze
Länge gleichsinnig wirkende Wicklung zu erhalten.
Äußerlich gesehen
unterscheidet sich die Wicklung nach Fig. 2 wenig von der nach Fig. 1. Bezüglich
der Spannungssicherheit an den Stirnenden at)er ergibt sich ein wesentlicher Unterschied:
Zur Erläuterung dieses Unterschiedes sei angenommen, daß sowohl in Fig. 1 als auch
in Fi g. 2 die Wicklung bzw. die Wicklungshälften beispielsweise 20 Wicklungslagen
aufweisen. Wird in Fig. 1 an die beiden An schlußleiter 21 und 22 eine Spannung
von z.B. 220 Volt, angelegt, so beträgt an den Stirnenden der Wicklung die Spannung
zwischen zwei aufeinanderliegenden Wicklungslagen jeweils ein Zehntel der vollen
Spannung, also 22 Volt. Zwischen den in Fig. 1 eingezeichneten Windungen a und b
der untersten und der obersten Wicklungslage liegt die volle Wicklungsspannung.
Erhält die Wicklung aber gelegentlich eine Stoßspannung von z.B. 10 ZV, so liegt
auchin diesem Falle zwischen den Windungen a und b die volle Spannung von 10 kV,
zwischen zwei aufeinanderliegenden Wicklungslagen, bei gleichmäßigem Abbau der Spannung,
1 kV. Legt man dagegen in Fig. 2 an die Anschlußleiter 23 und 33 der vollg- Wicklung
.einß.Überspannung von z.B. 10 kV, so führt jede
der beiden Wicklungshälften
20 und 30 nur die Hälfte dieser Spannung, und damit liegt dem in Zig. 2 auch zwischen
den Punkten a und b im Gegensatz zu Fig. 1 nicht mehr die volle Spannung von
10 kV, bondern nur noch die halbe Spannung von 5 kV. Die Beanspruchung der
Wicklung an ihrer Stirn ist 'also lediglich durch die geschilderte Unterteilung
der Wicklung auf die Hälfte gegenüber dem fall in Fig. 1 herabgesetzt, und ebenso
auch die Spannung zwischen zwei aufeinander' , liegenden Wicklungslagen.
Eine halbe Stoßspannung ist aber ganz erheblich leichter zu beherrschen als eine
volle Stoßspannung, denn dd.o
Schwierigkeiten der Isolierung steigen
wesentlich stärker als linear mit der Spannung an. Bei praktischen Versuchen haben
solche Wicklungen nach der Erfindung, die keine Lagenisolation hatten und wild gewickelt
waren, eine Stoßspannung von 15 kV (Stoßwelle 1/50/u/sec.) Anfang gegen Ende ausgehalten.In the subject of the invention according to FIG. 2, on the other hand, the coil support body 1 is provided with a central web 10, and the winding here consists of the two winding halves 20 and 30. Similar to FIG the winding half 30 is provided with the connecting conductors 33 and 34 in the same way. As the explanatory diagram in FIG. 3 shows, the direction of winding rotation of the two winding halves is the same. All that is needed is to conductively connect the two connecting conductors 24 and 34 emerging from the central web 10, as indicated in FIG. Viewed externally, the winding according to FIG. 2 differs little from that according to FIG G. 2, the winding or the winding halves have, for example, 20 winding layers. If a voltage of, for example, 220 volts is applied to the two connecting conductors 21 and 22 in FIG. 1, the voltage between two superposed winding layers is one tenth of the full voltage, i.e. 22 volts, at the ends of the winding. The full winding voltage lies between the turns a and b of the bottom and top winding layers shown in FIG. 1. However, if the winding occasionally receives a surge voltage of e.g. 10 ZV, the full voltage of 10 kV is also in this case between turns a and b, and 1 kV between two winding layers lying on top of one another, if the voltage is evenly reduced. If, on the other hand, in Fig. 2 the connection conductors 23 and 33 of the full winding .einß.Übervoltage of 10 kV, for example, then each of the two winding halves 20 and 30 carries only half of this voltage, and thus the one in Zig. 2 also no longer have the full voltage of 10 kV between points a and b in contrast to FIG. 1, they bond only half the voltage of 5 kV. The stress on the winding on its forehead is therefore only reduced by the described division of the winding to half compared to the case in FIG. 1, and so is the tension between two winding layers lying on top of one another. Half an impulse voltage is, however, much easier to control than a full impulse voltage, because the insulation difficulties increase significantly more than linearly with the voltage. In practical tests, such windings according to the invention, which had no layer insulation and were randomly wound, withstood an impulse voltage of 15 kV (shock wave 1/50 / u / sec.) From beginning to end.
Das Herstellen einer Wicklung nach der Erfindung ist ebenfalls d e,nkbar
einfach, und es kann sogar ohne weiteres such mit bekannten Wickelautomaten durchgeführt
werden: Wie das Erläuterungsbild in Fig. 3 zeigt, wickelt man zuerst die eine Wicklungshälfte,
beispielsweise bei 23 beginnend im Rechtsdreh sinn. Man stelle sich vor, daß sich
der Wickelautomat dabei links von Fig. 3 befindet, also im Rechtsdrehsinn arbeitet.
Ist die erste Wicklungshälfte fertiggewickelt, so braucht man die Wicklung bzw.
ihren Spulentragkörper lediglich um 1800 umzustecken oder zu drehen, so daß
nunmehr das in Fig. 3 rechte Ende des Spulentragkörpers nach linke kommt, worauf
man mit dem rechts herum arbeitenden Wickelautomat ohne weiteres auch die zweite
Wicklungshälfte wickeln kann. Ist auch diese fertiggewickelt, so brauchen die beiden
am Mittelsteg herausragenden Ansclalußleiter 24 und 34 lediglich noch miteinander
leitend verbunden, beiapieleweise miteinander verdrillt, werden.The manufacture of a winding according to the invention is also very simple, and it can even be carried out with known automatic winding machines: As the explanatory image in Fig. 3 shows, one first winds one winding half, for example starting at 23 in a clockwise direction . Imagine that the automatic winding machine is to the left of FIG. 3, that is, it is working in the clockwise direction. When the first half of the winding is completely wound, the winding or its bobbin only needs to be reversed or turned by 1800 so that the end of the bobbin on the right in FIG can wind the second half of the winding. If this is also completely wound, the two connection conductors 24 and 34 protruding from the central web only need to be conductively connected to one another, sometimes twisted with one another.