Трансформатор высокого напряжения

 

Союз Советских

Социаписти,ческих

Республик (>>) 608204 (бе) Дополнительное к авт. свид-ву (22) заявлено 17.05,74 (И) 2024705/24 07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25,05.78,Бюллетень №19

2 (51) И. Кл.

Н 01 F 19/00

Н 01 E 31/00

Госудлрственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (5З) УДЫ 621.314.222 (08 8.8) (45) Дата опубликования описания 19. И. МВ (72) Авторы изобретения

Г, Т. Кт>е>цишин и 5. Б. Маркеева (73) Заявитель (54) ТРАНСФОРМАТОР ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике высоких напряжений и. может использоваться в высоковольтных импульсных, преобразовательных, силовых и испытательных трансформаторах, применяемых для энергопитания различных высоковольтных электротехнических устройств.

Известны высоковольтные трансформаторы со стержневой конструкцией магнитопровода, с концентрическим расположением первичной и вторичной обмоток относительно стержней магиитопровода и разными способами распределе-. ния высокого .напряжения по электрической изоляции (l)..

Недостатком таких высоковольтных стержневых трансформаторов является большая трудоемкость изготовления (шихтовка магнитопровода, прессовка обмоток), Смена обмоток или их частей требует полной разборки трансформатора . с расшихтовкой магпитопровода.

Механические нагрузки в элементах конструк. ции велики.

Наиболее близок к предлагаемому изобретению трансформатор напряжения, у которого высоковольтная обмотка выполнена из тороидальных катушек, которые размегцены на изоляци >ином цилиндре и изолированы одна от другой изоляционными кольцами; первичная обмотка — нераэьемная из нескольких витков провода — проходит через окна TopoHilàëüíûõ катушек внутри упомянутого изоляционного цилиндра и возвращается через изоляционный цилиндр за пределами тороидальных катуа щек )2).

Недостатком этого трансформатора напряжения является малая механическая прочность крепления обмоток вследствие .того, что не предусмотрено крепление изоляционных цилин1О дров и первичная обмотка внутри упомянутых изоляционных цилиндров выполнена из гибкого провода.

Цель изобретения — повышение механической и электрической прочности, улучшение охлаждения, . Для этого устройство снабжено диэлектрически мв диска м и -сепараторам и, допол нительным. цилиндром, опорной плитой с отверстиями, опорными цилиндрами, изоляционными кольцами, скрепленными диэлектрическими стяжками, гибкими кабелями, основание изоляционного цилиндра выполнено с отверстиями, первичная обмотка выполнена в виде металлических стержней, соединенных электрически гибкимн кабелями, закреплена диэлектрическими дисками-сепараторами в изоляционных цилинH драх, жестко закрепленных основаниями на

3 608204 Д опорной плите с опкрстиями, которые совмещены с отверстиями иэоляционнь)х цилиндров, тороидальные катушки разме)цены в ячейках, образованных опорными цилиндрами и изоляционными кольцами, на центриру)ощем изоляционном цилиндре, жестко укрепленном конУ центрично с дополнительным цилиндром, в котором размещены металли Еескис стержни и . изОлирoванные кОльца скреп )епы диэчеKTpHtreскими стяжками, которые размещены с наружНоН стороны опорных цилиндров так, что осн Ео стяжек одной ячейки смещены относительно стяжек соседних ячеек.

С целью лучшего охлаждения опорные цилиндры имеют отверстия.

На фиг. 1 дана электрическая схема предлагаемого трансформатора высокого напряжения; на фиг. 2 изображен трансформатор высокого напряжения, вид сбоку; иа фиг, 3 -— то же, поперечный разрез.

Трансформатор высокого напряжения содержит первичную обмотку 1, проходящую в центре цилиндрической вторичной обмотки 2, входные клеммы 3 и 4 первичной обмотки, выводы ,5 и 6 BToprrчеlой Обмотки, преЕчсх1 13ервн !ная обмотка 1 содер„Еит металлические стержни 7, которые па раллел ьно н роходят внутри изол яционного цилиндра 8 и соединены последова- 25 тельно с гибкими кабелями 9 с помощью электрических контактов 10, а гибкие кабели 9 проходят через изоляционный цилиндр 11. Изоляционные цилиндры 8 и 11 снабжены у основания фланцами, жестко укреплены па опорной плите 12 и совмещены с ее отверстиями. Вторичная обмотка 2 состоит из тороидальпых катушек 13, через окна которых проходит изоляционный цилиндр 14, жестко укрепленный концентрично с изоляционным це)линдром 8 на опорной плите 12. Каждая тороидалы)ая катуш- э5 ка 13 находится в ячейке, образованной внутренним опорным цилиндром 15, наружным опорным цили)1дром 16, снабженным боковыми от верстиями, и изоляционными кольцами 17, которые по наружной стороне снабжены отверстиями, через которые проходят диэлектрические стяжки 18 Диэлектрические стяжки 18 одной ячейки смещены относительно диэлектрических стяжек 18, скрепляющих соседние ячейки. Металлические стержни 7 проходят через отверстия в диэлектрических дисках — сепараторах

19, име)ощих также свободные отверстия. Трансформатор высокого напряжения размещен в газообразном или жидком изоляционном диэлектрике .

Трансформатор высокого напряжения ра53) ботает следующим образом.

Переменное напряжение электропитания первичной обмотки 1 подводится к входным клеммам 3 и 4. Высокое напряжение вторичной

0oNoT)3H 2 инд> LIHp)cTcH в каждой торондальиой катушке 13, суммируется за счет их последовательного соединения и снимается с высоковольтного вывода 5 и низковольтного вывода

6. Металлические стержни 7 обладают высокой механической прочносгью н хорс)11)о охлаждаются благодаря восходящему движе)ию изоляцнонного диэлектрика в вертикальном ка1)але изоляционного цилиндра 8. Гибкие кабели 9 и разьемные электрические контакты 10 обеспечивают множество вариантов соединения вит ков первичной обмотки. Крепление изоляционного цилиндра 11 на опорной плите 12 обеспечивает пространственную фиксацию гибких кабелей 9. Изоля)Евонный цилиндг) 14 выпОлняет роль продольной изоляции вторичной обмотки 2 и пентрирует ячейки, образованные опорными цилиндрами 15 и 16 и ))золяциое)ными кольцами li, которые обеспечива)от внешнюю электрическую изоляцию,тороидальных катушек 13 и защищают их от больших механических нагрузок. Диэлектрические стяжки 18 скрепляют ячейки в одну механически прочную конструкцию. Цилиндрический канал между изоляционными цилиндрами 8 и 14, заполненный изоляционным диэлектриком, повышает электрическую прочность главной изоляции между первичной обмоткой 1 и вторичной обмоткой 2.

Диэлектрические диски-сепараторы 19 простраственно фиксиру)от металлические стержни 7, обеспечивают между ними изоляционные зазоры и пропускают через имеющиеся отверстия изоляционный диэлектрик для охлаждения. Боковые отверстия в изоляционных цилиндрах 16 обеспечивают охлаждение тороидальных катушек 13, Сравнительные испытания предлагаемого трансформатора с известнымн показали высокую механическую прочность конструкции и электрическую прочность изоляции на выходных напряжениях до нескольких сотен киловольт, хорошее охлаждение первичной обмотки и надежный теплоотвод от вторичной обмотки.

Статические и динамические нагрузки на элементы конструкции трансформатора невелики.

Применение разборной первичной обмотки и легкосъемных тороидальных катушек позволяет изменить выходные параметры трансформатора изменением числа витков первичной обмотки, изменением числа катушек или заменой на катушки с другим числом витков. Использование трансформатора в качестве импульсного обеспечивает трансформацию импульсов до напряжений нескольких сотен киловольт длительностью от 10 до 100 мсек, причем искажения формы прямоугольных импульсов не превышают 5%.

Форл ула изобретения

1. Трансформатор высокого напряжения, содержащий вторичную обмотку, выполнен)1ую в виде тороидальиых катушек, размещенных на изоляционном цилиндре и изолированных одна от другой изоляционными кольцами, и первичную обмотку, расположенную в изоляционных цилиндрах, отличающийся тем, что, с целью повышения механической и электричесH03l прочности H улучшения охлаждения, устройство снабжено диэлектрическими дисками-сепараторами, дополнительным цилиндром, опорной плитой с отверстиями, опорными цилиндрами, изоляционныMè кольцами, скрепленными диэлектр13ческими стяжками, гибкими кабеляЧ)3, ОСНОВаНИЕ ИЗОЛЯЦИОННОГО ЦИЛИНДРа ВЫПОЛ608204

«t 9

Составитель В. Мясникова

Техред О. Луговая Корректор И. Гонги»

Тираж 960 Подписное

Редактор Л. Гребенникова

Заказ 2808/35

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий

I l 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент»,. r. Ужгород, ул. Проектная. 4 нено с отверстиями, первичная обмотка выполнена в виде металлических стержней, соединенных электрически гибкими кабелями, закреплена диэлектрическими дисками-сепараторами в изоляционных цилиндрах, жестко закрепленных основаниями на опорной плите с отверстия ми, которые совмещены с отверстиями изоляционных цилиндров, тороидальные катушки размещены в ячейках, образованных опорными цилиндрами и изоляционными кольцами, на центрирующем изоляционном цилиндре, жестко укрепленном концентрнчно с дополнительным цилиндром, в котором размещены металлические стержни и изолированные кольца скреплены диэлектрическими стяжками, которые размещены с наружной стороны опорных цилинлров так> что оси стяжск одной ячейки смещены относительно стяжек соседних ячеек.

2. Трансформатор по п. 1, отличпю цнйся

5 тем, что, с целью лучшего охлаждения, опорные цилиндры имеют отверстия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Федченко И. К. Техника высоких напря«и жений. Киев, Госиздат техничсской литературы УССР, 1963.

2. Патент Англии № 782299, кл. 38(2) Т, 1956.