Трансформатор тока на линейном штыревом изоляторе

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<о993345

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 14.04.81 (21) 3303881/24-07

Р М К з с присоединением заявки М— (23) ПриоритетН 01 F 40/06

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (ЩУДК 621.314. .224(088.8 ) Опубликовано 300183. Бюллетень NP 4

Дата опубликования описания 30. 01. 83

A.E. 3 гурский, В.В. Медведев и В.И. Сербии т

Ровенское областное предприятие нлектричес ии. сетеб

ПрОИЗВОдСтВЕННОГО ЭНЕрГЕтИЧЕСКОГО ОбЪЕдИНфЮйя "ЛбЬВОВсЭйарГО" и Поволжское отделение Всесоюзного госудафствеййай окпроектно-изыскательского и научно-исследо атеждкогок института "Сельэнергопроект" (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) ТРАНСФОРМАТОР ТОКА НА ЛИНЕЙНОМ ШТЫРЕВОМ

ИЗОЛЯТОРЕ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструкциям тран .сформаторов тока, применяемых для систем защиты и автоматики линий электропередач.

Известен трансформатор тока, первичная обмотка которого расположена снаружи на фарфоровом линейном штыревом изоляторе, а вторичная обмотка— внутри изолятора. При этом для размещения обмоток использована специальная удлиненная головка изолятора, представляющая собой полый цилиндр, толщина стенок которого уменьшена для сведения к минимуму магнитного зазора между обмотками (1).

Обладая упрощенной конструкцией, указанный трансформатор одновременно обладает и недостатком, заключающимся в необходимости переделки обыч. ных серийных фарфоровых изоляторов путем снабжения их удлиненной головкой, что усложняет технологию изготовления трайсформатора тока.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является трансформатор тока на стержневом трансформаторе, содержащий первичную обмотку, расположенную снаружи на шейке изоля- . тора, и вторичную обмотку с сердечником, расположенную во внутренней полости изолятора, устройство крепления изолятора (2g.

Недостатками известного трансформатора тока являются малый класс точности и большой коэффициент рассеяния, что отрицательно сказывается на мощности трансформатора.

Цель изобретения — улучшение эксплуатационных возможностей путем улучшения рабочих характеристик.

Поставленная цель достигается

LeM, что в трансформеторе тока на линейном-штыпевом изоляторе, содержащем первичную обмотку, расположенную снаружи на шейке изолятора, и вторичную обмотку с сердечником, расположенную на внутренней полости изолятора, устройство крепления трансформатора первичная обмотка снаружи,.снабжена электромагнитным экраном, а сердечник вторичной об-, мотки снабжен по крайней мере тремя равномерно расположенными вдоль его длины плоскими полюсными наконечниками.

Длина сердечника составляет три высоты первичной обмотки.

993345

Толщина полюсных наконечников в

6-10 раз меньше диаметра сердЕчника.

Электромагнитный экран охватывает .первичную обмотку до середины ее толщины. устройство крепления трансформатора выполнено в виде полого диэлектрического штыря.

Материал сердечника вторичнойобмотки с большим коэффициентом магнитной проницаемости, а форма и размеры обеспечивают минимальное значение коэффициента размагничивания в слабых магнитных полях, что позволяет получить максимальную энергию . в минимальном объеме. 15

На фиг. 1 изображен предлагаемый трансформатор, разрез, на фиг. 2 картина магнитного поля трансформа-. тора тока.

Трансформатор тока содержит рас- 2О положенную на штыревом фарфоровом изоляторе 1 первичную обмотку 2, размещенную на цилиндрической шейке изолятора. Первичная обмотка 2 выполнена ленточным проводником, последовательно включенным в провод электрической линии передачи.Во внутренней полости изолятора 1 размещена вторичная обмотка 3 с ферромагнитным сердечником 4. На сердечнике имеется .ряд (четыре ) равноудаленных друг от друга плоских круглых полюсных наконечников 5, толщина которых в

6-10 раз меньше диаметра сердечника.

Так, при диаметре сердечника 12 мм оптимальная толщина полюсных наконечников составит 1-2 мм. Диаметр наконечников равен диаметру внутренней полости изолятора. Первичная обмотка 2 снаружи защищена металлическим электромагнитным экраном 6, 4О охватывающим обмотку 2 до середины ее толщины.

Изолятор 1 установлен на штыре 7, изготовленном из диэлектрической трубки (скеклотекстолит). Обмотки 45 трансформатора пропитаны кремний— органическими лаком и залиты эпоксидным компаундом.

Трансформатор работает следующим образом. 5Î

При токах в первичной обмотке, составляющих 10-20Ъ от номинального, магнитное поле тока, создаваемое этой обмоткой, слабое и используется максимально, поле рассеяния умЖь. 55 шается за счет тонких полюсных наконечников 5, приближенных к первичной обмотке по всей длине сердечника вторичной обмотки, что позволяет получить повышенную отдачу мощности в слабом рассеянном поле;

Наличие электромагнитного экрана

6, который охватыва: т до половины толщины первичную обмотку, позволяет ориенкировать ее магнитное поле каким образом, чтобы его напряженность была максимальной по длине . сердечника 4 вторичной обмотки.

Длина сердечника выбрана с учетом зависимости от своего диаметра и диаметра полюсных наконечников и протяженности ориентированного посредством экрана магнитного поля первичной обмотки в центре.

При предлагаемой форме выполнения экрана и сердечника наилучшие показатели по мощности могут быть достигнуты при отношении длины сердечника и высоты первичной обмотки близком к трем. Нижняя часть сердечника, не занятая обмоткой, используется как скрепляющий стержень всего узла вторичной обмотки и с его помощью вся конструкция трансформатора крепится к основанию. Изолятор снабжен полым штырем из диэлектрика, так как часть изолятора использована для размещения первичной обмотки.

При возрастании номинального тока в первичной обмотке в 6 — 8 раз тонкие полюсные наконечники начинают насыщаться и по существу постепенно отключаются, обеспечивая плавное насыщение сердечника вторичной обмотки и увеличивая общую кратность насыщения.

Полюсные наконечники — это шайбы из того же материала, что и сердечник, плотно насаженные на него после изготовления или выполненные за одно с сердечником.

Число полюсных наконечников выбирается, исходя из условия обязательного наличия наконечников на концах сердечника и в ei"o средней час-. ти, составляя, таким образом, не менее трех-четырех на один сердечник.

Наличие трубки штыря 7 из диэлектрика (скеклотекстолик),а компенсирует уменьшение утечки из-за размещения первичной обмотки на шейке изолятора и обеспечивает тем самым нормальный .уровень изоляционной прочности всего трансформатора.

Электромагнитный экран, помимо своей основной функции, обеспечивает защиту обмотки от влияния внешних магнитных полей.

Предлагаемый трансформатор обладает существенно улучшенными рабочими параметрами.. Так, при диаметре сердечника 12 мм, длине его 75 мм, наличии четырех наконечников толщиной 2 мм и диаметром 25 мм, а также при выполнении первичной обмотки из 40 витков медной ленты размером

0,2 Х25 мм, с пары компенсированных трансформаторов, включенных на разность токов двух фаз, при первичном токе до 2 A можно снять мощность порядка 2 Вт, что вполне достаточно для питания устройства пи993345

Формула изобретения с тания систем защиты, а при номинальном токе — свыше 20 Вт. При этом обеспечивается термическая устойчивость трансформатора в течение 1,4 с при токе 700 A и динамическая устойчивость при токах до 2000 A. 5

Таким образом, предлагаемая конструкция трансформатора тока повышает выходную мощность при малых.первичных токах, что позволяет упростить и повысить надежность всей сис- 10 темы защиты и автоматики линий электропередач.

1 Трансформатор тока на линейном штыревом изоляторе, содержащий первичную обмотку, расположенную снаружи на шейке изолятора, и вторичную.o6-- 20 мотку с сердечником, расположенную во внутренней полости изолятора, устройство крепления трансформатора, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатацион. ных воэможностей путем улучшения ра25 бочих характеристик, первичная обмотка снаружи снабжена электромагнитным экраном, а сердечйик вторичной обмотки снабжен по крайней, мере тремя равномерно расположенными вдоль его длины плоскими полюсными наконечниками.

2. Трансформатор по п. 1, о r л ич а ю шийся тем, что длина сер» дечника составляет три высоты первичной обмотки.

3 Трансформатор по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что толщина полюсных наконечников в 6-10 раз меньше диаметра сердечника.

4 Трансформатор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что электромагнитный экран охватывает первичную обмотку до середины ее толщины.

5. Трансформатор по п. 1, о т л и-, ч а ю шийся тем, что устройство крепления трансформатора выполнено в виде полого диэлектрического штыря.

Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 146824, кл. Н 01 F 40/06, 1960.

2. Авторское свидетельство СССР

9..136452, кл. Н 01 F 40/06, 1959.

Составитель Л.Шакина .

Редактор С.Крупенина Техред Т.Маточка Корректор А.Ференц

Заказ 491/70 Тираж 701 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изот>ретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская .наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патенr r Ужгород, ул. Проектная, 4