Die Erfindung betrifft eine Wicklung, insbesondere Oberspannungswicklung für Trockentransformatoren mit einer Vielzahl von in mehreren Lagen radial übereinander angeordneten Windungen.

Derartige Wicklungen werden bisher üblicherweise aus Leitern hergestellt, die zur Isolierung mit kunstharzgetränkten Umspinnungen versehen sind. Diese Wicklungen werden unter Zuhilfenahme von zusätzlichen Baugruppen in ihrer Betriebslage am Transformator eingespannt und festgehalten. Der Gesamtaufbau dieser Transformatoren ist verhältnismäßig volumenaufwendig und die meist außen liegende Oberspannungswicklung ist mechanisch praktisch ungeschützt. Darüberhinaus sind bei diesen Transformatoren Geräuschprobleme nur mit erheblichem Aufwand befriedigend lösbar.

In neuerer Zeit sind beispielsweise durch die DE-OS 22 46 235 bekannte Gießharztransformatoren eingesetzt worden. Bei diesen Transformatoren sind die Wicklungen in kompakte Gießharzblöcke eingegossen und erfüllen praktisch alle hinsichtlich der elektrischen und mechanischen Beanspruchung auftretenden Belastungen. Auch die Geräuschdämpfung ist für diese Transformatoren durch eine schwingende Einspannung sehr günstig gelöst. Mit wachsenden absoluten Abmessungen und sinkender Stückzahl ist jedoch auf diese Art eine wirtschaftliche Fertigung nicht mehr gewährleistet, da insbesondere die Kosten für die Gießform auf eine zu kleine Stückzahl umgelegt werden muß. Darüberhinaus treten bei größeren Abmessungen, wie sie bei Transformatoren mit Nennleistungen von 2 MYA und mehr erforderlich werden, durch die verhältnismäßig großen absoluten Abmessungen Schrumpfungsprobleme in den Kunstharzschichten auf.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für Trockentransformatoren eine allen elektrischen und mechanischen Anforderungen genügende Wicklung zu schaffen, die aufgrund ihres Aufbaus mit geringem Aufwand auf einfache Weise in verschiedensten Abmessungen herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Wickelleiter ein isoliermittelfreier, blanker Metalldraht dient, daß auf einen inneren Tragzylinder aus Isolierwerkstoff abwechselnd je eine lunkerfreie Schicht aus einem während des Wickelvorganges zähflüssigen Brei eines Isolierwerkstoffes und je eine Lage der Wicklung aufgebracht ist, daß die einzelnen Windungen der Lagen der Wicklung durch entsprechende Einstellung des Wickelzuges in die jeweils radial unter ihnen liegende Schicht hineingedrückt sind, daß,die Wicklung nach außen durch eine oberste Schicht des Isolierwerkstoffes abgeschlossen ist und daß der zähflüssige Brei nach Abschluß des Wickelvorganges aushärtet. Nach vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung ist vorgesehen, daß die Schichten aus dem zähflüssigen Brei durch lose, nebeneinander liegende Glasfasern armiert sind, die unmittelbar vor dem Auflaufen auf die Wicklung ein Bad aus dem zähflüssigen Brei durchlaufen und schon während des Wickelvorganges als Träger für den zähflüssigen Brei dienen. Dabei liegen die durch das Bad geführten Glasfasern parallel zum Wickelleiter und haben etwa dessen Länge. Nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal sind zur Verbesserung der mechanischen Längsfestigkeit der Wicklung und als Füllstoff zusätzlich kurzgeschnittene Glasfasern ungeordnet in den zähflüssigen Brei eingebracht.

Für den Behälterbau ist ein Verfahren zur Herstellung von glasfaserarmierten Kunstharzzylindern bekannt, bei dem die durch ein Bad geführten Glasfasern nach dem Benetzen mit Kunstharz auf eine Wickelform aufgewickelt werden. Als Füllstoff dienen auch hierbei zusätzlich eingebrachte kurzgeschnittene Glasfasern. Diese Technik ist jedoch auf vergleichsweise dünnwandige Behälter mit zylindrischem Mittelteil und annähernd halbkugelförmigen Böden beschränkt (Aufsatz "GFK-Wickelkörper - scharf kalkuliert" in der Zeitschrift "Kunststoff-Berater", Heft 9/1972). Diese Arbeitsweise ist wegen der viel größeren Dickenabmessungen: und der durch einen Wickelleiter bedingten zusätzlichen Inhomogenität nicht ohne weiteres auf die Herstellung von Transformatorwicklungen übertragbar.

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Wicklung sind als vorteilhafte Ausgestaltungen vorgesehen, daß als zähflüssiger Brei ein aushärtbares Kunstharz` und als Wickelleiter ein isoliermittelfreier blanker Metalldraht dient, daß zur Distanzierung der Windungen ein als Beilauf zum Wickelleiter in die Wicklung eingebrachtes Bündel aus kunstharzbenetzten Glasfasern vorgesehen ist und daß dieses Bündel mindestens den äußeren Teil der Spalte zwischen benachbarten Windungen ausfüllt.

4 Die erfindungsgemäße Wicklung ist sehr vorteilhaft, denn sie stellt einen äußerst robusten zylinderförmigen Körper dar, der alle bei der Montage und im Betrieb an und in der Wicklung auftretenden Kräfte sicher aufnimmt. Darüberhinaus ermöglicht der Aufbau der erfindungsgemäßen Wicklung eine Herstellung von Wicklungen mit verschiedensten Abmessungen ohne große Rüstzeiten mit Hilfe ein und derselben Einrichtung.

Anhand einer Zeichnung wird der Aufbau der erfindungsgemäßen Wicklung näher erläutert.

• Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt und
• Fig. 2 den prinzipiellen Aufbau einer Wickeleinrichtung zur Herstellung von erfindungsgemäßen Wicklungen.

Im Aufbau der erfindungsgemäßen Wicklung sind konzentrisch um-eine Wickelachse 1 ein innerer Tragzylinder 2, lunkerfreie Schichten 3, in Lagen angeordnete Windungen 4 einer Transformatoroberspannungswicklung und eine oberste lunkerfreie Schicht 6 angeordnet. Um eine lunkerfreie Umhüllung der Windungen 4 und gleichzeitig deren vorgeschriebenen Abstand voneinander zu gewährleisten, sind im Beilauf zum Wickelleiter Bündel 5 aus kunstharzbenetzten Glasfasern in die Wicklung eingebracht.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Wicklungsanordnung erfolgt auf einer Anlage, die im Prinzip in Fig. 2 dargestellt ist. Dabei wird zunächst der innere Tragzylinder 2 auf einer Wickelbank 11 befestigt. Danach wird eine erste lunkerfreie Schicht 3 aus einem zähflüssigen Brei auf den inneren Tragzylinder 2 aufgebracht. Zu diesem Zweck wird eine Vielzahl von parallel zueinander liegenden Glasfasern durch ein mit Kunstharz gefülltes Bad 9 geführt und dabei mit dem Kunstharz benetzt. Die parallel zueinander liegenden Glasfasern bilden ein sehr breites, jedoch sehr dünnes Bündel, das in mehreren Lagen auf den inneren Tragzylinder 2 aufgewickelt wird und dort zusammen mit dem Kunstharz eine breiige lunkerfreie Schicht 3 bildet. In diese Schicht wird nun eine erste Lage von Windungen 4 der Transformatorwicklung eingewickelt. Hierbei wird die Eindringtiefe der Windungen in die Schicht 3 durch den Wickelzug bestimmt und der Abstand der Windungen 4 untereinander durch Bündel 5 aus ebenfalls kunstharzbenetzten Glasfasern gewährleistet. Die Bündel 5 sind gegebenenfalls als gedrehte oder geflochtene Kordeln aus Glasfasern ausgeführt.

Auf die von den Windungen 4 und den Bündeln 5 gemeinsam gebildete, annähernd glatte zylindrische Oberfläche wird nunmehr eine weitere Schicht 3 in der gleichen Art und Weise wie auf den inneren Tragzylinder 2 aufgebracht. In diese zweite Schicht 3 werden wiederum Windungen 4 eingewickelt, deren Zwischenräume ebenfalls durch Bündel 5 ausgefüllt sind, so daß wiederum eine annähernd glatte zylindrische Unterlage für eine folgende Schicht 3 vorhanden ist. Insgesamt werden so viele Schichten 3 und aus Windungen 4 bestehende Lagen in die Anordnung eingebracht, bis die erforderliche Gesamtanzahl von Windungen 4 erreicht ist. Zum Abschluß der Anordnung wird in jedem Fall unabhängig von der Anzahl der vorhandenen Wicklungslagen eine oberste Schicht 6 aufgewickelt, die ebenso wie die Schichten 3 aus glasfaserarmiertem Kunstharz besteht.

Um die Menge des erforderlichen Kunstharzes so klein wie möglich zu halten, ist es zweckmäßig, auf das zur Bildung der lunkerfreien Schichten 3 aufgewickelte flache Bündel aus Glasfasern nach dem Durchlauf durch das Bad 9 kurzgeschnittene Glasfasern zusätzlich aufzubringen. Zu diesem Zweck ist ein Schneidwerk 8 vorgesehen, von dem aus das kunstharzbenetzte Bündel unmittelbar mit den kurzgeschnittenen Glasfasern 7 beschickt wird.

Auf der dem Bad 9 gegenüberliegenden Seite der Wickelbank 11 ist eine Abrollvorrichtung für eine Vorratsrolle 10 vorgesehen, von der aus der Wickelleiter für die Windungen 4 zum Einwickeln in die Schichten 3 abgezogen wird.

Zur Erleichterung des Wickelvorganges ist es zweckmäßig, während des Wickelns über den Enden des inneren Tragzylinders 2 in der Zeichnung nicht dargestellte Endflansche vorzusehen, um dadurch glattflächige Stirnseiten und kleine Längstoleranzen der Wicklungsanordnung zu erzielen. I