Импульсный цилиндрический конденсатор
ИМПУЛЬСНШ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ КОНДЕНСАТОР, содержащий корпус с разметенными в нем цилиндрическими секциями , пропитанными жидким дизлектрииому крышку с высоковольтным иэолйтором , цилиндрический токовывод и . расположенный внут{ и него компенсатор давления, о тличающийс я тем, что, с целью повшаения надежности при изменении температуры, он снабжен эластичной цилиндричес- , КОЙ W -образной диафрагмой, закрепленной в полости токовывода, при этом высота колен диафрагмы и объем жидкого диэлектрика связаны следуюtoHM соотношением Vl-Vt аоэ .-v; hi ч„, где h4. - высота колена диафрагмы от точки перегиба до места ее гкрепления} hjj - высота колена диафрагмы от , точки перегиба до ее оснозвания} V - - объем жидкого диэлектрика в конденсаторе при но ялальных условиях; V - объем жидкого диэлектрика в конденсаторе при его нагреве ; V - объем жидкого диэлектрика в конденс авторе при его охлаждении .
аа {и) СОЮЗ СОВЕТСКИХ
РЕСПУБЛИК
МЮ Н 01 G.1 11
С
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ARTOPCNOMV СЮМДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ Pf ОТКРЫТИЙ
I .кой Э -образной диафрагмой,. закреп; ленной в полости токовывода, при этом высота колен диафрагмы и .объем жидкого диэлектрика связаны следующим соотношением (2i) 3513181/18-21 (22) 09.11 ° 82 (46) 30.12.83. Вюл. Р 48 (72) А.С.Долженко,. Н. В.Свистунов, A.A.Ãëÿäûøåâ и A.Ñ.Óñòåíêo (71) Проектно-конструкторское бюро электрогидравлики AH УССР (53) 621ъ 319 4 (088 ° 8) (56) .1. Патент США Р 3138652{ кл. 174-12, 1964.
2.. Авторское свидетельство СССР
М 883987, кл. Н 01 G 1/it 13.02.80 (прототип) ° (54)(57) ИМПУЛЬСНЫЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ
КОНДЕНСАТОР, содержащий корпус с раз- мещенными в нем цилиндрическими секциями, пропитанными жидким диэлектрииоиу крышку с высоковольтным изолятором, цилиндрический токовывод и расположенный внутри него компенса.тор давления, -о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности при изменении температуры, он снабжен эластичной цилиндричес+
И4 Vf ytФдъ
Ь, Ч{,„,-Ч где, - высота колена диафрагмы от точки перегиба до места ее крепления, hg - высота колена диафрагмы от точки перегиба до ее оснозвания, Ч - - объем жидкого диэлектрика . в конденсаторе при нормаль- Е ных условиях, - объем жидкого диэлектрика в конденсаторе при его нагреве, V — объем жидкого диэлектрика в конденсаторе при его охлаждении.
1064332 сатор, содержащий корпус с размещенными в нем цилиндрическими секциями, пропитанными жидким диэлектриком, крышку с высоковольтным изолятором, цилиндрический токовывод и располо5 женный внутри него компенсатор давления, снабжен эластичной цилиндрической Й -образной диафрагмой, закрепленной в полости токовывода, при этом высота колен диафрагмы и
10 объем жидкого диэлектрика связаны следующим соотношением
h vt Ф
Из - Ч .293-ЧФ
15 где 1» — высота колена диафрагмы от точки перегиба до мес7 та ее крепления, высота колена диафрагмы
20 от точки перегиба до ее основания;
- объем жидкого диэлектри 19 . ка в конденсаторе при нормальных условиях;
25 — объем жидкого диэлектрика в конденсаторе при его нагреве, Vg — объем жидкого диэлектрика в конденсаторе.при его охлаждении.
На чертеже изображен предлагаемый конденсатор, разрез.
Импульсный цилиндрический конденсатор содержит корпус 1, в котором расположены цилиндрические секции 2, контактирующие между собой, крышку
3 с высоковольтным изолятором 4 и расположенный внутри конденсатора компенсатор 5 давления в виде двух полостей, разделенных эластичной ци40 линдрической Vl -образной диафрагмой б. Полости компенсатора давления расположены в цилиндрическом токовы воде 7, выполненном в виде трубы с эластичной цилиндрической W --образной диафрагмой б. Верхняя полость 8 компенсатора давления сообщена с атмосферой, а нижняя полость 9 - с объемом жидкого диэлектрика. Эластичная I-образная диафрагма 10 закреплена на токовыводе 7. Кроме того, точка изгиба обозначена позицией 11, а основание диафрагмы — позицией 12 °
Недостатком известной конструкции является то, что изготовить конденсатор с известным компенсатором давления сложно, так как сушка и заливка конденсатора жидким диэлектриком происходит длительное время в вакууме, который удалит воздух из. компенсатора и, следовательно, снизит 60 его надежность.
Цель изобретения - повышение надежности при изменении температуры.
Указанная цель достигается тем, что импульсный цилиндрический конден-65
Изобретение относится к электротехнике, в частности к высоковольтным импульсным силовым конденсаторам, и может быть использовано при создании мощных генераторов импульсных токов, работающих, например, в режиме электрического .разряда в жидкости
Известен конденсатор с внутренним газовым компенсатором, включающий корпус с цг индрическими секциями и центральным токовыводом, крышку с высоковольтным изолятором и расположенный внутри конденсатора компенсатор давлений в виде воздушной полости, ограниченной с одной стороны крышкой, а с другой — мембраной из стеклянной ткани или из проволочной Д сетки с 25 отверстиями на 1 мм .По наружному периметру мембрана закреплена проволочным кольцом, а ее центр прикреплен к проходному изолятору винтом (1), К недостаткам известной конструкции следует отнести то, что закрепление мембраны и самого компенсатора являетая сложным, наличие объема воздушной полости под крышкой высоковольтного конденсатора при обеспечении требуемых изоляционных расстояний существенно увеличивает габариты конденсатора, снижает удельную энергоемкость. Использование сетчатой мембраны не позволяет использовать данный конденсатор минимальных размеров при большом нагреве, так как это приводит к повышению давления внутри конденсатора и прохождению газа через мембрану к пропитывающей жидкости, не обеспечивая герметичности компенсатора.
Насыщение пропитывающей жидкости ra зом существенно снижает срок службы конденсатора.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является импульсный цилиндрический конденсатор, содержащий корпус с размещенными в нем цилиндрическими секциями, пропитанными жидким диэлектриком, крышку с высоковольтным изолятором, цилиндрический токовывод и расположенный внутри него компенсатор дав" ленин j2) .
В.процессе работы высоковольтного импульсного конденсатора в режиме электрического разряда в.жидкости в результате больших потерь, приводящих и нагреву активной части конденсатора и соответственно темпрратурному объемному расширению пропитывающего диэлектрика, в конденсаторе возникает избыточное давление, деформирующее корпус конденсатора. В случае прямоугольного корпуса деформация боковых стенок допустима в определенных пределах..
1064332
При использовании цилиндрическо= го корпуса для работы конденсатора в средах с повышенным давлением деформация корпуса недопустима, поэтому внутри конденсатора необходим
5 компенсатор.
При увеличении давления внутри конденсатора верхняя полость 8 компеноатора 5 давления, заключенная в цилиндрическом токовыводе 7, уменьшается из-за увеличения нижней по- 10 лости 9. Величина объема нижней полости определяется величиной избыточного давления. Эластичная цилиндрическая Я -образная диафрагма 6 под действием давления внутри конденса- )5 тора перемещается вдоль цилиндрического токовывода 7 к изолятору .до тех пор, пока давление в конденсато. ре будет равно атмосферному давлению.
Таким образом, происходит компен,сация температурного расширения пропитывающеro диэлектрика.
Точка перегиба поверхности диафрагмы выбирается исходя иэ технических заданий, которые устанавливают температурные условия работы конденсатора. Так как герметизация конденсатора производится при Нор» мальных условиях (T=293 K), то температурный интервал делится на два участка от нормальной до максимальной температуры и от нормальной . ВНИИПИ Заказ 10539/52
Тираж 703 Подписное.Филиал ППП "Патент", r.Ужгород,ул.Проектная,4 до минимальной. По графику зависимости изменения объема жидкого диэлектрика от температуры можно определить максимальные величины измене.ния объема жидкого диэлектрика при нагревании и охлаждении. Эти объемы определяют размеры диафрагмы. Так, например, если конденсатор в соответствии с техническим зацанием дол.жен работать при температуре от 20 до 80 С, то точка перегиба будет ,расположена в непосредственной близости к.основанию гибкой диафрагмы.
Применение изобретения позволяет полезно использовать свободный объем в центре цилиндрической секции и создать надежный импульсный конденсатор на рабочее напряжение 5 кВ, емкостью
60 мкф с минимальными габаритны, обеспечивающими получение удельной энергоемкости его 150 Дж/дм и выше.
Выполнение компенсатора с эластичной цилиндрической Vf -образной диафрагмой в трубчатом токовыводе позволяет .упростить конструкцию конденсатора и увеличить его надежность.
Расчеты показывают, что предлагаемый конденсатор может успешно выдержать перепады давления при температур ре от 10 до 70 С и больше, что говорит о надежной конструкции как компенсатора, так и конденсатора в цен лом.
