Конденсаторная батарея для генератора импульсных токов глубокопогружаемых аппаратов

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к высоковольтным импульсным конденсаторам, и может быть использовано для создания емкостных накопителей электрической энергии в мощных генераторах импульсных токов, используемых в различного рода сейсмоаккустических устройствах. Цель изобретения - повышение надежности. Пакеты секций конденсаторной батареи размещены попарно в индивидуальных тонкостенных металлических корпусах, имеющих форму сплюснутого с боков эллипса и снабженных крышками, причем каждый тонкостенный корпус снабжен отключающим устройством, установленным на планке, расположенной параллельно наружной стенке корпуса, и представляет собой регулировочный винт, закрепленнный посредством изолятора на втулке перпендикулярно планке на уровне 1/2 длины корпуса. На наружной поверхности тонкостенного корпуса размещена изоляционная плата с металлическим покрытием с зазором относительно регулировочного винта. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к высоковольтным импульсным конденсаторам, и может быть использовано для создания емкостных накопителей электрической энергии в мощных генераторах импульсных токов, используемых в различного рода сейсмоакустических устройствах. Цель изобретения - повышение надежности. На фиг. 1 изображена конденсаторная батарея для генератора импульсных токов глубокопогружаемых аппаратов вид сверху; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 изображена конденсаторная батарея, продольный разрез. Конденсаторная батарея для генератора импульсных токов глубокопогружаемых аппаратов содержит цилиндрический корпус 1 с днищем, высоковольтные токовыводы 2, 3, в корпусе расположены намотанные цилиндрические секции 4 с выступающими обкладками и металлическими контактами 5. Секции 4 расположены многоярусно вокруг центрального цилиндра 6. Разрядник 7 размещен в дополнительном цилиндре 8, расположенном внутри и коаксиально центральному цилиндру 6. Металлические контакты - охладители 5 присоединены с двух сторон к торцам секции и имеют пазы для пропитки секций. Между секциями размещены изоляционные кольца 9, обеспечивающие хорошую пропитку секций. Электрический контакт между цилиндрическими секциями 4 в пакетах обеспечивается с помощью гибких металлических перемычек 10. С целью повышения надежности конденсаторной батареи пакеты секций размещены попарно в индивидуальном тонкостенном металлическом корпусе 11, имеющем форму сплюснутого с боков эллипса и снабженном крышкой 12. Каждый пакет секций изолирован от корпуса главной изоляцией 13. Между крышкой 12 и секциями 4 установлены две цилиндрические изоляционные втулки 14 с выемками, в которых размещены пружины 15 и высоковольтные токовыводы 2, 3 пакетов секций, помещенные в изоляционной трубке 16, причем токовыводы пакетов одинаковой полярности размещены в одном изоляторе 17, расположенном на крышке 12 тонкостенного корпуса 11. Наличие пружин обеспечивает высокую надежность конденсатора при воздействии ударно-вибрационных нагрузок, так как исключает обрыв токовыводов и возможное изменение переходного сопротивления в процессе работы в результате сжатия секций. Для обеспечения надежной работы конденсаторной батареи в ненормированном рабочем положении, в условиях воздействия ударновибрационных нагрузок, тонкостенный корпус 11 закреплен внутри цилиндрического корпуса 1 посредством планок 18 и двух колец 19, 20 в выемках 21, расположенных на днище цилиндрического корпуса 1. Компенсация изменения объема пропитывающего диэлектрика производится за счет незначительного изменения формы тонкостенного корпуса конденсатора. С целью повышения надежности конденсаторной батареи каждый тонкостенный корпус снабжен отключающим устройством, установленным на планке 22, расположенной параллельно наружной стенке корпуса 1, и представляет собой регулировочный винт 23, закрепленный посредством изолятора 24 на втулке 25 перпендикулярно планке 22 на уровне 1/2 длины корпуса с зазором относительно винта, на наружной поверхности тонкостенного корпуса размещена изоляционная плата 26 с металлическим покрытием, а регулировочный винт 23 посредством втулки 25 электрически соединен с разъемом 27, установленным на крышке корпуса. Работа отключающего устройства заключается в том, что при повышении температуры внутри корпуса конденсатора сверх допустимой или выходе конденсатора из строя появляется давление, превышающее допустимое, при этом изменяется форма тонкостенного корпуса 11, изоляционная плата 26 с металлическим покрытием взаимодействует с регулировочным винтом 23 и через разъем 27 выдается сигнал в схему управления генератора импульсных токов на отключение конденсатора. Конденсаторная батарея охлаждается забортной водой и обеспечивает надежную работу в ненормируемом положении в условиях ударно-вибрационных нагрузок. Предлагаемая конструкция конденсаторной батареи повышает ресурс конденсаторной батареи, так как коэффициент запрессовки цилиндрических секций равномерный, что позволяет повысить электрическую прочность диэлектрика, расположенного между обкладками, и исключить деформацию обкладок секций; повышает долговечность конденсаторной батареи, так как при повышении температуры внутри корпуса конденсатора сверх допустимой или выходе конденсатора из строя выдается сигнал в схему генератора импульсных токов на отключение конденсатора, конденсаторная батарея продолжает работать с меньшей запасаемой энергией, либо производится замена вышедшего из строя конденсатора; допускает эксплуатацию батареи в ненормированном рабочем положении в условиях воздействия ударно-вибрационных нагрузок. Применение предлагаемой конструкции позволяет создать два варианта надежных конденсаторных батарей: 1) номинальное напряжение 25 кВ; номинальная емкость батареи 16,5 мкФ; номинальная емкость конденсатора -3,3 мкФ; 2) номинальное напряжение 5 кВ; номинальная емкость батареи 400 мкФ; номинальная емкость конденсатора 80 мкФ с минимальными габаритами, обеспечивающими получение удельной энергоемкости конденсатора 82 Дж/дм³, конденсаторной батареи - 53 Дж/дм³, и средним ресурсом 2˙10⁶ импульсов. В качестве рабочего диэлектрика применена пятислойная комбинированная бумажно-пленочная изоляция, пропитанная касторовым маслом толщиной: 36 мкм-U_ном=25 кВ; 45 мкм-U_ном=5 кВ; С_ном=16,5 мкФ, С_ном=400 мкФ,
Выемная часть конденсатора U_ном=25 кВ; С_ном=303 мкФ состоит из двух параллельно соединенных пакетов. Каждый пакет имеет шесть последовательно соединенных цилиндрических секций. Выемная часть конденсатора U_ном=5 кВ; С_ном=80 мкФ состоит из двух параллельно соединенных пакетов. Каждый пакет имеет шесть параллельно соединенных цилиндрических секций. Компенсация температурного изменения объема жидкого диэлектрика производится при помощи тонких стенок корпуса конденсатора, имеющего форму сплюснутого с боков эллипса.

Формула изобретения

1. КОНДЕНСАТОРНАЯ БАТАРЕЯ ДЛЯ ГЕНЕРАТОРА ИМПУЛЬСНЫХ ТОКОВ ГЛУБОКОПОГРУЖАЕМЫХ АППАРАТОВ, содержащая цилиндрический корпус с днищем, высоковольтные токовыводы, намотанные цилиндрические секции с выступающими обкладками и металлическими контактами, соединенные параллельно - последовательно, расположенные многоярусно по внешнему контуру центрального цилиндра с параллельными осями, разрядник, дополнительный цилиндр, расположенный внутри и центрального цилиндра, коаксиально ему, и разъем, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, она снабжена тонкостенными металлическими корпусами с крышками и отключающими устройствами и изоляторами, причем тонкостенные металлические корпуса выполнены с сечением в форме эллипса с сужением по малой оси, при этом намотанные цилиндрические секции расположены попарно в тонкостенных металлических корпусах и изолированных от цилиндрического корпуса, высоковольтные токовыводы соединены с металлическими контактами одинаковой полярности попарно расположенных намотанных цилиндрических секций и размещены в изоляторах, расположенные на крышках тонкостенных металлических корпусов. 2. Батарея по п.1, отличающаяся тем, что отключающее устройство содержит планку, закрепленную параллельно образующей корпуса, регулировочный винт и изоляционную плату с металлическим покрытием и выполнено в виде регулировочного винта, электрически соединенного с разъемом, расположенного перпендикулярно планке на уровне 1/2 длины корпуса, при этом изоляционная плата с металлическим покрытием размещена на наружной поверхности тонкостенного металлического корпуса с зазором относительно регулировочного винта.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4