具有凸起容器的电气设备的制作方法

具有凸起容器的电气设备
1.本发明涉及一种用于连接在高压电力网上的电气设备，所述电气设备具有以绝缘流体填充的容器，所述容器具有至少一个侧壁，所述侧壁构成平坦的壁区段和使所述容器的内容积扩大的径向向外拱曲的凸起区段，所述凸起区段在两个轴向的棱边之间延伸，所述电气设备还具有布置在所述容器中的有源部件，所述有源部件具有芯件和至少一个包围所述芯件的区段的绕组，并且所述电气设备还具有至少一个包围一个或者多个绕组的绕组屏障系统，其中，凸起区段相对于绕组屏障系统的区段形状互补地设计并且与所述绕组屏障系统间隔距离地相互对置。
2.这种电气设备在实践中是已知的。例如变压器具有有源部件，该有源部件具有能磁化的芯件，所述芯件由以其平坦侧相互贴靠的铁片构成。芯件在此构成闭合的磁路。铁片借助挤压框架彼此压紧。对于三相的有源部件，铁芯例如构成通过下部的和上部的磁轭相互连接的三个臂。每个芯件臂在此被内部的次级绕组和外部的初级绕组包围。芯件和所述绕组彼此同心地布置。
3.有源部件由于功率和电压的升高而增大，其中，容器的所要求的运输尺寸必须保持恒定。因此，有源部件与容器的距离越来越小。然而，根据所要求的运行电压，该距离不允许低于最小距离。
4.为了确保该最小距离，使用所谓的凸起容器，其中，容器具有构成所谓的凸起部的侧壁。该凸起部与绕组相互对置，从而使绕组与容器壁之间的距离不会低于所要求的最低距离。然而这种凸起容器的缺陷在于，由于在凸起区段和平坦的区段之间的过渡部中所形成的角部而可能产生高的电场强度。
5.因此本发明所要解决的技术问题在于，更好地降低棱边区域中的场并且由此避免电闪络。
6.本发明如下解决所述技术问题，即在绕组屏障系统和凸起区段之间布置有附加屏障，所述附加屏障具有朝向所述凸起区段并且径向向外弯曲的弧形区段和两个平面的平坦区段，所述平坦区段分别在轴向的凹槽处从弧形区段向自由端部延伸。
7.按照本发明，在侧壁的凸起区段之间布置有附加屏障以划分自由油路。附加屏障具有弧形区段，该弧形区段与凸起区段相似地径向向外地弯曲。在弧形区段的两侧设置有两个平面的平坦区段，所述平坦区段分别各在一个平面中延伸，从而在每个平坦区段和弧形区段之间构成沿着轴向延伸的锐利的弯折部、折弯或者换言之构成凹槽。该凹槽沿着轴向延伸，而弧形区段如侧壁的凸起区段那样径向向外地弯曲并且由此弧形地设计。附加屏障的两个平坦区段从弧形区段起向其自由端部延伸。
8.业已表明，按照本发明地设计的附加屏障在电气方面有利地尤其是在侧壁的弯折位置处划分自由油路。在本发明的范畴中，由此提供了一种电气设备，该电气设备的有源部件可以设计用于更高的功率、即更高的电压或者更高的电流，而不必与所要求的运输尺寸产生偏差。
9.按照本发明的电气设备例如是变压器或者扼流阀。如果电气设备是变压器，则该变压器具有一对或者多对彼此感应地耦合的绕组。绕组对的两个绕组例如彼此同心地布
置，其中一个绕组是低压绕组并且另一个绕组是高压绕组。芯件臂作为芯件区段延伸通过两个绕组。
10.绕组屏障有利地由一系列屏障构成，所述屏障在其间限定出油通道，从而更好地沿着径向降低电场。屏障在此由层压纸板构成。然而这种屏障系统对于技术人员是已知的，从而在此可以舍弃对这种屏障系统的详细构造的说明。屏障系统优选具有圆柱状的外轮廓。附加屏障在该屏障系统之间延伸，所述附加屏障有利地由不导电的材料、例如层压纸板制造。与之不同地，附加屏障也可以由纸、硬纸板制造。
11.弧形区段有利地与凸起区段形状互补地设计。按照本发明的这种有利的扩展设计，弧形区段与弧形地向外弯曲的凸起区段具有保持不变的距离。
12.如果平坦区段分别平行于侧壁的平坦的壁区段延伸，则产生更多优点。在按照本发明的电气设备的平坦区段相对于侧壁的平坦的区段平行地定向时，电场在侧壁的棱边处被进一步地划分。
13.在本发明的另一种有利的变型方案中，附加屏障借助至少一个与绕组屏障系统间隔距离地布置的盖板部段并且借助固持带与绕组屏障系统和凸起区段保持距离。附加屏障的固持在本发明的范畴中借助固持带并且借助盖板部段实现。通常原本就安装在容器中的盖板部段用于固持附加屏障。例如设计为扁平带的固持带围绕附加屏障系统延伸，从而所述固持带例如以其平坦侧贴靠在所述附加屏障系统的外轮廓上。所述固持带从那里围绕附加屏障系统的弧形区段卷绕，其中，在附加屏障中设置有适宜的通孔或者缝隙。固持带在本发明的范畴中例如由硬纸板、纸或者其它能够成型的层压纸板构成。
14.适宜地设置有调节件，所述调节件在绕组屏障系统和附加屏障的平坦区段之间延伸。调节件(也可以同义地被称为距离保持件)同样由层压纸板、硬纸板或者纸构成，并且用于定向附加屏障的相应的平坦区段，否则所述平坦区段的自由端部就会自由地定向。
15.调节件在此适宜地通过固持带固定在绕组屏障系统上。为了固定在相应的平坦区段、例如每个平坦区段的自由端部上，使用由硬纸板、纸或者其它非传导性的材料构成的线绳。调节件为此具有适宜的通孔。每个调节件配设有缝隙以用于容纳和穿引，固持带能够导引穿过所述缝隙。
16.绕组屏障系统有利地具有圆柱状的外轮廓，并且凸起区段限定出空心圆柱体的区段，其中，绕组屏障系统和凸起区段彼此同心地布置。如上文已经阐述的，绕组圆柱状地设计并且彼此同心地并且相对于被所述绕组包围的芯件臂同心地布置。按照本发明的该扩展设计也适用于绕组屏障系统，所述绕组屏障系统由于形状互补的设计方案也作用到凸起区段上。凸起区段则是圆柱体的部段或者区段。
17.根据与之相关的一种适宜的扩展设计，凸起区段和弧形区段分别限定出空心圆柱体的区段，其中，所述空心圆柱体具有不同的半径并且凸起区段和弧形区段彼此同心地布置。按照这种变型方案，上述关于凸起区段和绕组屏障系统所述的内容也适用于弧形区段和凸起区段。
18.此外可能有利的是，侧壁的两个棱边和附加屏障的两个凹槽相对于共同的中点张开相同的角，凸起区段在所述两个棱边之间延伸并且弧形区段在所述两个凹槽之间延伸。
19.本发明的另外有利的设计方案和优点由以下参照附图对本发明的实施例的描述得出，其中，相同的附图标记表示功能相同的部件，并且其中，
20.图1示出了按照现有技术的电气设备的剖切的俯视图，
21.图2以剖切的俯视图示出了按照本发明的电气设备的实施例，
22.图3示出了附加屏障在绕组屏障系统上的固定，并且
23.图4以立体视图示出了盖板部段和绕组屏障系统的部段的固定。
24.图1以剖切的横截面视图从上侧示出了按照现有技术的电气设备1的实施例。所示的电气设备1设计为电源变压器，所述电源变压器具有由绝缘流体填充的容器，仅能看到所述容器的侧壁2。侧壁2具有平坦的壁区段3和扩大到容器的内容积中的径向向外拱曲的凸起区段4。凸起区段布置在两个沿着轴向延伸的轴向棱边5和6之间。在图4中轴向指向图面中或者从图面向外指向。
25.储罐仅以其侧壁2被部分地示出，在该储罐内布置有高压绕组7和低压绕组8，所述高压绕组和低压绕组相对于彼此并且相对于在图中未示出的芯件臂同心地布置。
26.可以看到的是，凸起区段4使储罐的内容积扩大地向外拱曲，从而保持高压绕组7与侧壁2之间所要求的最小距离，并且在变压器1内部避免具有电压闪络的高电场强度。然而，如上文的说明中已经阐述的，高电场强度会出现在所示剖视图中表示为角部的棱边处，从而使得电源变压器的运行电压无法继续升高，而不会在这些角部或者折弯处产生对电气设备造成不可挽回的损坏的电压闪络。
27.图2示出了按照本发明的电气设备9的实施例，所述电气设备仍设计为变压器9。在剖切的俯视图中仅局部地示出的变压器9具有储罐或者容器，在图2中仅示出了其侧壁2，所述侧壁仍包含平坦的壁区段3以及径向向外拱曲的凸起区段4。凸起区段4在此在沿着轴向延伸的棱边5和6之间延伸，所述棱边在图2中由于所选择的剖视图而表示为角部5和6。
28.变压器9由绝缘流体、例如矿物油或者酯液填充。在变压器的内部中布置有能磁化的芯件，在图2中仅能看到所述芯件的芯件臂10。芯件臂10被低压绕组8和高压绕组7同心地包围。两个绕组7和8又被屏障系统11包围，所述屏障系统由各个单独的沿着径向彼此相间隔的屏障12构成。在屏障系统11的屏障12之间构成油通道，所述油通道提高了变压器9的介电强度。
29.此外能够看到附加屏障13，所述附加屏障具有朝向凸起区段4的弧形区段14，两个平坦区段15和16分别从所述弧形区段朝向自由端部延伸。弧形区段14与绕组屏障系统11的圆柱状的外轮廓形状互补地构造并且与侧壁2的凸起区段4形状互补地设计。平坦区段15和16基本上平行于侧壁2的平坦的壁区段3延伸。换言之，平坦区段15和16从轴向的凹槽17和18起延伸，所述凹槽在图2中由于二维的视图而表示为角部。
30.在图2所述的实施例中，弧形区段14在所述轴向的凹槽17和18处分别过渡到平坦区段15和16中。换言之，附加屏障13一件式地设计。附加屏障在所示的实施例中如绕组屏障系统11的屏障12那样由层压纸板构成。然而与之不同地也可以将其它不导电的材料用于制造附加屏障。附加屏障例如由硬纸板、纸或者甚至由不导电的塑料构成。
31.图3更详细地示出了附加屏障13的固定。可以看出的是，所述附加屏障借助盖板部段19与绕组屏障系统11的外部的屏障12间隔距离地固持。同样弧形地设计的盖板部段19在纵截面视图中l形地设计并且在其较短的边脚端部通过下部的固定系统20夹紧。固定系统20还用于固定绕组屏障系统11的屏障12并且在此布置在储罐的底部上。在两个并排地布置的盖板部段19之间形成纵向间隙，附加屏障13的平坦区段16分别延伸通过所述间隙。
32.除了盖板部段之外设置有固持带21，所述固持带由硬纸板构成并且设计为扁平带。固持带以其平坦侧贴靠在绕组屏障系统11的外轮廓上并且从那里导引通过附加屏障13的弧形区段14中的缝隙22，从而所述固持带21从外侧包围弧形区段并且由此附加地固持附加屏障13。
33.此外能够看到具有弯折的边脚区段23的距离保持件或者调节件22，所述距离保持件或者调节件通过所述边脚区段贴靠在绕组屏障系统11的外轮廓上。固持带通过边脚区段导引，从而使边脚区段23被固持区段21压到绕组屏障系统11上。在调节件22的下部区域中设计有调节件缝隙24，固持带导引通过所述调节件缝隙。
34.在调节件22的远离边脚区段23的端部上设置有通孔，所述通孔与附加屏障13的平坦区段16的通孔对齐地布置。由纸构成的固定线绳25导引通过调节件22的通孔和平坦区段16的通孔，从而调节件22固定在平坦区段16上。固定线绳在本发明的范畴中也可以由其它不导电的材料制造。调节件22形状稳定地设计，从而所述调节件用于使平坦区段16牢固并且稳定地相对于平坦的壁区段定向。
35.图4示出了盖板部段19在固定系统20上的固定。尤其能够看到的是盖板部段19在纵截面中呈l形的设计方案。此外由于局部透明的视图而能够看到绕组屏障系统11的内部的屏障12。