ТРАНСФОРМАТОР ТОКА ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ГАЗОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ Российский патент 1997 года по МПК H01F38/30 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве трансформаторов тока.

Известны трансформаторы тока высокого напряжения с газовой изоляцией, содержащие опорный изолятор, расположенный на нем сферический металлический корпус с цилиндром в средней его части, в котором расположены один или несколько витков первичной обмотки, наружные и внутренние кольцевые вторичные обмотки, расположенные внутри корпуса концентрично его цилиндрической части и друг относительно друга и закрепленные в корпусе посредством изоляционных элементов.

Однако в подобных конструкциях пространство, в котором могут располагаться вторичные обмотки, ограничено изоляционными расстояниями между наружными поверхностями этих обмоток и корпусом в его сферической и цилиндрической частях, что ставит перед разработчиками проблему оптимального выбора конфигурации обмоток. Кроме того, для различных значений номинального первичного тока трансформатора требуется различное число витков и сечение проводников первичной обмотки. При значительном числе витков возникают трудности в намотке витков при их прохождении через цилиндрическую часть корпуса. Асимметричное расположение витков первичной обмотки относительно кольцевых магнитопроводов вторичных обмоток ухудшает метрологические характеристики трансформаторов тока.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является выбор оптимального соотношения размеров концентрически расположенных вторичных обмоток, а также рациональной конструкции первичной обмотки.

Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что в трансформаторе тока высокого напряжения с газовой изоляцией, содержащем опорный изолятор, расположенный на нем сферический металлический корпус с цилиндром в средней его части, в котором расположены один или несколько витков первичной обмотки, наружные и внутренние кольцевые вторичные обмотки, расположенные внутри корпуса концентрично его цилиндрической части и друг относительно друга, и закрепленные в корпусе посредством изоляционных элементов, отношение общего аксиального размера наружных вторичных обмоток к общему аксиальному размеру внутренних лежит в пределах 0,6±0,1.

Для увеличения механической прочности конструкции и облегчения сборки вторичные обмотки могут быть залиты компаундом с образованием единого блока.

Кроме того, снаружи корпуса установлены 2 изоляционные платы, на каждой из которых по двум концентрическим окружностям установлены контакты: в центре окружностей расположен вывод первичной обмотки, образованной (W-1)n проводниками, расположенными снаружи корпуса, концы которых соединены с контактами, установленными по наружной окружности, и Wn проводниками, расположенными внутри цилиндрической части корпуса, концы которых соединены с контактами, установленными по внутренней окружности, причем внутренняя окружность равноудалена от наружной и вывода таким образом, что заданное число витков первичной обмотки, число параллельных проводников в ней, а также соединение первого и последнего витков с выводами обмотки обеспечены путем соединения соответствующих контактов однотипными перемычками.

Для повышения метрологических характеристик трансформатора тока проводники, проходящие снаружи сферической части корпуса разделены на две части и симметрично расположены относительно вторичных обмоток.

Техническим результатом, который достигается при реализации заявляемого изобретения, является получение оптимальных размеров корпуса (в его сферической части) при максимально возможном заполнении пространства, занятого вторичными обмотками, и, как следствие, уменьшение габаритов трансформатора тока и снижение материалоемкости. Одновременно обеспечиваются снижение трудоемкости выполнения первичной обмотки и унификация ее элементов для различных значений номинального первичного тока трансформатора.

На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого трансформатора тока; на фиг. 2 изоляционная плата трансформатора тока по п.3 формулы изобретения; на фиг. 3 и 4 варианты соединения проводников первичной обмотки; на фиг. 5 - вариант исполнения трансформатора тока по п. 4 формулы изобретения.

Трансформатор тока (фиг. 1) содержит опорный изолятор 1, расположенный на нем сферический металлический корпус 2 с цилиндром 3 в средней его части, в котором расположены один или несколько витков первичной обмотки 4. Внутри корпуса 2 концентрично относительно цилиндра 3 и друг относительно друга расположены кольцевые вторичные обмотки: внутренние 5 и наружные 6, закрепленные в корпусе 2 посредством изоляционных элементов 7. Отношение общего аксиального размера наружных вторичных обмоток 6 к общему аксиальному размеру внутренних 5 находится в пределах 0,6±0,1.

Снаружи корпуса 2 могут быть установлены две изоляционные платы 8 (фиг. 1 и 2), на каждой из которых по двум концентрическим окружностям установлены контакты 9а и 9б. Каждый из контактов 9а соединен с одним из проводников части первичной обмотки 4, расположенной снаружи сферического корпуса 2, а каждый из контактов 9б соответственно с одним из проводников части обмотки 4, расположенной внутри цилиндра 3.

С помощью перемычек 10 осуществляется соединение наружных и внутренних проводников первичной обмотки 4 таким образом, что образуется электрически замкнутая цепь, представляющая собой необходимое число витков W первичной обмотки 4, состоящей из требуемого числа n параллельных проводников, и соединение первого и последнего витков с выводами 11 первичной обмотки 4.

На фиг. 3 приведен пример соединения проводников первичной обмотки 4 через изоляционные платы 8 посредством перемычек 10 для трансформатора тока с десятью витками. В этом случае, вывод Л1 соединяется перемычкой 10 с контактом "1" на внутренней окружности платы "А". Контакт "1", в свою очередь, соединяется с контактом "2" на внутренней окружности изоляционной платы "Б" посредством одного из проводников части первичной обмотки 4, проходящей внутри цилиндрической части 3 корпуса 2. Контакты "2" на внутренней и внешней окружностях платы "Б" соединяются между собой перемычкой 10. Контакт "2" на внешней окружности платы "Б" соединяется с контактом "2" на наружной окружности платы "А" проводником, расположенным на сферической части корпуса 2 и т.д. Конец первичной обмотки с контакта "11" на внутренней окружности платы "Б" соединяется перемычкой 10 с выводом Л2.

На фиг. 4 представлен вариант первичной обмотки с пятью витками, образованными двумя параллельными проводниками. Вывод Л1 соединяется перемычками 10 с контактами "1" и "3" на плате "А", которые, в свою очередь, посредством проводников внутри цилиндра 3 соединяются с контактами "2" и "4" на плате "Б". Перемычками 10 соединяют контакты "2" и "4" на внутренней и внешней окружностях платы "Б": контакты "2" и "4" на платах "А" и "Б" соединяют проводником, расположенным на сферической части корпуса 2, и т.д.

Для повышения метрологических характеристик трансформатора тока проводники, проходящие снаружи сферической части корпуса 2, разделены на две части и симметрично расположены относительно вторичных обмоток с магнитопроводами (фиг. 5).

При работе трансформатора ток, проходящий по его первичной обмотке 4, трансформируется в заданном отношении во вторичные обмотки. При этом в магнитопроводах вторичных обмоток возникает магнитный поток, равный разности потоков первичной и вторичной обмоток. Симметричное расположение первичных и вторичных обмоток позволяет уменьшить эту разность, повышая, в свою очередь, метрологические характеристики трансформатора.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве трансформаторов тока. Сущность: трансформатор тока содержит опорный изолятор 1, расположенный на нем сферический металлический корпус 2 с цилиндром 3 для прохода витков первичной обмотки 4. Внутри корпуса 2 концентрично относительно цилиндра 3 и друг относительно друга расположены кольцевые вторичные обмотки: внутренние 5 и наружные 6, закрепленные с помощью изоляционного элемента 7. Отношение общего аксиального размера наружных вторичных обмоток к общему аксиальному размеру внутренних находится в пределах 0,6±0,1. Расчетом установлено, что при таком соотношении достигается максимальное (70-80%) заполнение пространства, ограниченного изоляционными расстояниями между вторичными обмотками (находящимися под потенциалом "земли") и корпусом (находящимся под высоким напряжением). Это соотношение справедливо для различных размеров изоляционных расстояний и радиальных размеров наружных и внутренних вторичных обмоток. Каждый из контактов 9а соединен с одним из (W-1)n проводников первичной обмотки 4 (W - число витков обмотки, n - число параллельных проводников в каждом витке), расположенных снаружи сферической части корпуса 2, а каждый из контактов 9б - соответственно с одним из контактов 9в соединен с одним из параллельных проводников первого и последнего витков первичной обмотки. С помощью перемычек 10 осуществляется последовательное соединение наружных и внутренних проводников первичной обмотки, образующих витков и соединение первого и последнего витков с выводами 11 первичной обмотки. Снаружи корпуса 2 могут быть установлены изоляционные платы 8, на которых размещены контакты 9: 9а, 9б и 9в, расположенные соответственно по трем концентрическим окружностям. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Трансформатор тока высокого напряжения с газовой изоляцией, содержащий опорный изолятор, расположенный на нем сферический металлический корпус с цилиндром в средней его части, в котором расположены один или несколько витков первичной обмотки, наружные и внутренние кольцевые вторичные обмотки, расположенные внутри корпуса концентрично его цилиндрической части и друг относительно друга и закрепленные в корпусе посредством изоляционных элементов, отличающийся тем, что отношение общего аксиального размера наружных вторичных обмоток к общему аксиальному размеру внутренних 0,6 ± 0,1. 2. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что вторичные обмотки залиты компаундом с образованием единого блока. 3. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что снаружи корпуса установлены две изоляционные платы, на каждой из которых по двум концентрическим окружностям установлены контакты: в центре окружностей расположен вывод первичной обмотки, образованной (W 1)_n проводниками, расположенными снаружи корпуса, концы которых соединены с контактами, установленными по наружной окружности, и W_n проводниками, расположенными внутри цилиндрической части корпуса, концы которых соединены с контактами, установленными по внутренней окружности, причем внутренняя окружность равноудалена от наружной и вывода таким образом, что заданное число витков первичной обмотки, число параллельных проводников в ней, а также соединение первого и последнего витков с выводами обмотки обеспечены путем соединения соответствующих контактов однотипными перемычками. 4. Трансформатор по п.3, отличающийся тем, что проводники, проходящие снаружи сферической части корпуса, разделены на две части и симметрично расположены относительно вторичных обмоток.