Высоковольтный импульсный трансформатор

Высоковольтный импульсный трансформатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР, содержащий бак, крепежный каркас, изоляционные сепараторы , диэлектрические стяжки, тороидальный магнитопровод, несущий первичную обмотку, расположенную внутри многовитковой вторичной обмотки, зафиксированной изоляционными несущими эементами, барабан с волнообразны.мц щеками, каждый виток вторичной.обмотки выполнен в виде стержней-проводников, расположенных параллельно оси магнитопровода, и шин-перемычек , соединяющих концы стержней, отличающийся тем, что, с целью повыщения технологичности изготовления, повыщения надeжн (Jcти и уд()бстг5;| сборки и разборки, кремежньп KiipKac имеет .чиэ.юктрические н.панки , установ.Кнные на HHcmHcii стороне каркаса , а каждьп изоляциопньп) несущий э. .меит выно.нен из дву.х С-образных частей с полувыстуиа.ми н нижней ее части, кажд| 111 изоляционньп сепаратор вьпюлнен из двух (.-с)бразн1,1Х :).1смент()в, при этом на по,|увыступы С-.образных частей изоляционных несущих элементов установлен барабан с волнообразными щеками, а Н1ины-неремычки установлены в виде усеченных конусов, вставг ленных один в другой, раструбы KOTopiiix направлены в высокопотенциальную .зону. 2.Трансформатор по п. . отличающийся тем, что, с целью повьппения у.пектрической прочности и уменьщения габаритов, 1ниныперемычки в местах иространственного ресечения с соседни.ми ст.ержнями-нроводни (Л ками выполнены искривленными по образуюншм поверхностям, вогнутости которых нанравлены в противоположные стороны от образуюпщх соседних стержней. 3.Трансформатор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью увеличения nyrcii утечки тока, диэлектрические стяжки и диэлектрические планки выполнены с развгггой поверхностью, например волнообразной фор.со ю мы. со ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(!) (l О! !!) 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3582402 24-07 (22) 22.04.83 (46) 15.07.84. Бк>л. Х< 26 (72) В. Ф. Каравай)гсв, H. В. Чсбуркин и В. П. К01есников (53) 621.314.235 (088.8 ) (56) l. Авторское свидетельство С(.СР

¹ 531712, кл. Н 01 (19/08, 1975.

2. Вдовин С. С. Проектирование импульсных трансформаторов. М., «Энергия», 97(в с. 100.

3. Авторское свидетсьство СССР

;¹ 842987, кл. Н О! F 19/00, 1981. (54) (57) l. ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР, содержащий бак, крепежный каркас, изоляционные сепараторы, диэлектрические стяжки, тороидальный магнитопровод, несущий первичную обмотку, расположенную внутри многовитковой вторичной обмотки, зафиксирован-. ной изоляционными несущими эементами, барабан с волнообразными щеками, каждый виток вторичной обмотки выполнен в виде стержней-проводников, расположенных параллельно оси магнитопровода, и шин-перемычек, соединяющих концы стержней, отличающийся тем, что, с целью повышения технологичности изготовления, повышения на„„BU„„1103295 ложности и удоб(TH» ()o!)Kll и р»зб<>рки, крепежный к»ркас им(ет лиэл KTpH÷ccêtt(плш)ки, уст»И<>вл llfll>I(и» инсшн ll cторонс K<)1)K<)

С». а К 1ЖДI>l lf H3(),1>f I (It OIHI t>I)f IГССУ ШИ И ЭЛ<. м IIT выполи ll из л!ву х С-образных частей с

fl()1увыступами в нижней еc части, каждый

If3(>1>I IfIfoI1 II I>IH сена ритор вы полн (н из дв> х (.-образных элемент(н), при этом на полувыCT> III>I (..-.OO()»3 III>IX

2. Трансформатор по и. 1, отличающийп» тем, что, с целью повышения электрической прочности и уменьшения габаритов, )пиныперемычки в местах пространствснногo fl(- ф ресечения с соседними стержнями-проводниками выполнены искривленными llo образующим поверхностям, вогнутости которых

íнпрнвлепы в противоположные стороны от C образую щи х сосед ни х стержней.

3. Трансформатор по пп. 1 и 2, отличаю- ф щиис» тем, чт<>, с целью увеличения путей утечки тока, диэлектрические стяжки и lиэлсктрические планки выполнены с развитой поверхностью, например волнообразной фор,- () мы. (, )Р

1 103295

10

Изобретение относится к электротехнике, в частности к трансформаторам, и может быть использовано в высоковольтных импульсных, преобразовательных, силовых и ис= пытательных трансформаторах, применяемых для энергопитания различных высоковольтных электрических устройств.

Известны высоковольтные тра нсформаторы с тороидальным магнтопроводом, несущим первичную и вторичную обмотки (1).

Однако известные трансформаторы имеют недостатки технологического характера.

В станках для тороидальной намотки необходимо перематывать обмоточный провод с бабины на шпулю станка и затем со шпули на трансформатор. При неоднократной перемотке увеличиваются нарушения изоляции провода. Кроме того, наличие изоляции с различными диэлектрическими проницаемостями ухудшают электрическую прочность и ведут к неоднородности электрического поля.

Известна также конструкция импульсного трансформатора на весьма высокое напряжение, содержащая бак, крепежный каркас с тороидальным магнитопроводом, несущим первичную и вторичную обмотки, зафиксированные с помошью боковых изоляционных щек (2) .

Недостатком данного устройства является неразъемность конструкции вторичной обмотки, что ухудшает надежность при эксплуатации, при необходимости разборки и замены части изоляционного каркаса. Кроме того, невозможно обеспечить жесткость обмотки, так как натяжение последующих витков приводит к ослаблению предыдущих.

При этом возможно провисание витков и их короткое замыкание.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является высоковольтный трансформатор, содержащий бак, крепежный каркас, изоляционные сепараторы, диэлектрические стяжки, тороидальный магнитопровод, несущий первичную обмотку, расположенную внутри многовитковой вторичной обмотки, зафиксированной изоляционными несущими элементами, и барабан с волнообразными щеками, каждый виток вторичной обмотки выполнен в виде стержней-проводников, расположенных параллель но оси магнитопровода, и шин-перемычек, соединяющих концы стержней (3).

Несмотря на ч асти чную разъем ность, конструкция имеет следующие недостатки: наличие громоздких изоляционных несущих элементов (щек), в которых зафиксированы стержни вторичной обмотки и которые не позвояют полностью создать разборную конструкцию; механическая обработка громоздких несущих элементов (шек) требует наличия специальных расточных станков с большим поворотным столом. Кроме того, громоздкие изоляционные несущие элементы (щеки) требуют дополнительной полировки и доводки, так как незначительное нарушение их поверхности (царапины, микротрещины) могут привести при работе мощного импульсного трансформатора к возникновению электрической короны, которая в свою очередь может вызвать пробой в изоляции. Недостатком конструкции является также то, что наличие громоздких изоляционных несущих элементов (помимо недостаточной технологичности) ухудшает однородность электрического поля (в силу различных диэлектрических проницаемостей у изоляционных несущих элементов (щек) и трансформаторного масла), кроме того, указанные несушие элементы (шеки) затрудняют циркуляцию трансформаторного масла, что ухудшает тепловой режим всего трансформатора.

С увел ичением мощности и м пульс ного трансформатора, увеличиваются его габариты, сле довательно, и без того громоздкие несущие элементы (щеки) увеличиваются в размерах. Все это значительно снижает надежность всего трансформатора.

Цель изобретения — повышение технологичности изготовления, повышение надежности и удобства сборки и разборки, повышение электрической прочности, уменьшение габаритов и увеличение путей утечки токов.

Поставленная цель достигается тем, что в высоковольтном импульсном трансформаторе, содержащем бак, крепежный каркас, изоляционные сепараторы, диэлектрические стяжки, тороидальный магнитопровод, несущий первичную обмотку, расположенную внутри многовитковой вторичной обмотки, зафиксированной изоляционными несущими элементами, и барабан с волнообразными щеками, каждый виток вторичной обмотки выполнен в виде стрежней-проводников, расположенных параллельно оси магнитопровода, и шин-перемычек, соединяющих концы стержней, крепежный каркас имеет диэлектрические планки, установленные на внешней стороне каркаса, а каждый изоляционный несущий элемент выполнен из двух С-образных частей с полувыступами в нижней ее части, каждый изоляционный сепаратор выполнен из двух С-образных элементов, при этом на полувыступы С-образных частей изоляционных несущих элементов установлен барабан с волнообразными щеками, а шины-перемычки установлены в виде усеченных конусов, вставленных один в другой, раструбы которых направлены в высоковольтную зону.

Шины-перемычки в местах пространственного пересечения с соседними стержнямипроводниками выполнены искривленными по образующим поверхностям, вогнутости которых направлены в противоположные стороны от образующих соседних стержней.

Диэлектрические стяжки и диэлектрические планки выполнены с развитой поверхностью, например волнообразной формы.

1103295

На фиг. 1 изображен предлагаемый трансформатор, общий вид; на фиг. 2 — то же, вид сбоку; на фиг. 3 — узел I на фиг. ). на фиг. 4 — крепление вторичной обмотки.

Трансформатор содержит первичную обмотку 1, собранную из полувитков 2, вход5 ные клеммы 3 и 4 первичной обмотки, выводы 5 и 6 вторичной обмотки 7, причем вторичная обмотка состоит из составных витков, которые содержат стержни-проводники 8, жестко последовательно соединенные с торцов шинами-перемычками 9. Стержнипроводники жестко установлены в С-образные элементы, образующие сепараторы 10 и полуобоймы 11 с диэлектрическими несущими частями С-образной формы 12, скрепленные диэлектрическими стяжками 13 к крепежному каркасу 14, который установлен в бак 15. Стержни-проводники 8 расположены внутри тороидального магнитопровода 16, установленного на башмаке 17, и собраны в съемный барабан 18, который установлен и закреплен на полувыступах 19 стяжками.

На щеках барабана 20 и кольцевых сепараторах 21 съемного барабана имеются концентрические ряды 22 и отверстия, разбитые по секторам 23 (угол d.). Кроме того, внутренние части щек барабана и кольцевые сепараторы 21 снабжены волнообразными вырезами 24 для увеличения длины путей утечки токов. На крышке трансформатора установлен расширительный бак 25.

К крепежному каркасу 14 закреплены диэлектрические планки 26, которые при необходимости могут иметь развитую поверхность или волнообразную форму с целью увеличения «дорожки» утечки токов, Шины-перемычки 9, установленные с торцов магнитопровода 16, имеют форму усеченного конуса 27, раструб которого направлен в сторону высоковольтной зоны. Кроме того, шины-перемычки 9 выполнены искривленными по образующим поверхностям, вогнутости 28 которых направлены вовнутрь шин. Бак трансформатора напонен транс- 4р форматорным маслом 29.

Устройство. работает следующим образом.

l lеремен ное импульсное н1! пряже nnI. электропитания первичной обмотки I no lводится к входным клеммам 3 и 4. Вы ()Iwo( напряжение вторичной обмотки 7 снимает

СЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫМ ВЫВОДОМ О И НIIЗЕ!)ВОЛ!>Тным выводом 6. Полуобоймы 11 вторичной обмоткп, выполненные совместн!) с днэлсктрическими несущими частями С-образной формы 12, металлическими стержнями-проводниками 8, и сочлененные с торцов Inn!I;Iми-перемычками 9, обладают высокой механической прочностью и хорошо охлаждаются благодаря омыванию со всех сторон трансформаторным маслом. Установка н!)С! в обойм 11 дает полную взаимозаменяемость при монтаже.

Внутренние стержни-проводники 8, расположенные внутри магнитонровода 16, образуют съемный барабан 18, что обеспечивает полную взаимозаменяемость стрежнейпроводников 8, щек-колец 20, кол ьцевых сепараторов 21, образующих съемный барабан 18 и удобную сборку и разборку трансформатора.

С-образные элементы, образующие сепараторы 10, полуобоймы 11 со стержнямипроводниками 8, а также съемный барабан

18 образуют между собой зазоры, заполненные маслом, и обеспечивают доступ масла ко всем токонесущим деталям трансформатора, что значительно улучшает условия охлаждения. Исключение дорогостоящих операций по доводке и полировке громоздких изояционных щек вдвое повысило технологичность изготовления устройства.

Выполнение вторичной обмотки в виде полуобойм полностью исключило зоны застоя масла, образованные ранее изоляционными несущими элементами (щеками), и тем самым тепловой режим трансформатора улучшился в 1,5 раза.

Равномерное повышение зазора (расстояния типа усеченного конуса) между вторичной и первичной обмотками в сторону высоковольтной зоны позволяет значительно улучшить однородность электрического и магнитного полей, что в свою очередь на

20/о уменьшает искажение формы импульса.

22

tg

?r;z 1

12 и

1103295

Редактор М. Петрова

Заказ 4827/40

Составитель В. 4 " "o" л Зимокосов .гекред И. Верес рр

Подписное

ИИПИ Государственного комитета

И И, Mocha a, Ж вЂ” 3, Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. ро