ВЫСОКОЛЬТНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР НАПРЯЖЕНИЯ НАРУЖНОЙ УСТАНОВКИ Российский патент 1998 года по МПК H01F38/26 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при конструировании измерительных трансформаторов напряжения высоких и сверхвысоких напряжений с изоляционным заполнением.

Известен высоковольтный трансформатор напряжения, состоящий из двух ступеней, расположенных на двух горизонтальных стержнях магнитопровода, на верхнем стержне которого расположены уравнительная обмотка и намотанная на нее половина обмотки высокого напряжения (ВН1), на нижнем - уравнительная обмотка и намотанная на нее половина обмотки высокого напряжения (ВН2), причем на обмотке ВН2 наматываются основная и дополнительная обмотки низкого напряжения (НН). Точка соединения обмоток ВН1 и ВН2 и точка соединения уравнительных обмоток соединены с магнитопроводом, при этом магнитопровод по отношению к заземленным частям оказывается под напряжением и должен быть изолирован от заземленных частей [1].

Недостатком известного трансформатора являются сложная и ненадежная конструкция из-за разделения обмотки ВН на две половины и введения уравнительных обмоток, а также необходимость обеспечения электрической прочности изоляции между магнитопроводом и заземленными частями. Кроме того, недостатком конструкции является неравномерное распределение по ступеням каскада напряжения грозовых импульсов (большее напряжение грозовых импульсов ложится на верхнюю ступень, соединенную с линейным концом обмотки ВН трансформатора) и, как следствие, большие значения напряжения грозовых импульсов, воздействующих на межслоевую изоляцию верхней половины обмотки (ВН) в первой ступени каскада, что обусловлено наличием емкостей обмоток и магнитопровода относительно земли. Известная конструкция не обеспечивает также взрывобезопасность трансформатора, так как объем, в котором вследствие аварии может произойти недопустимое повышение давления, не отделен от внутренней поверхности фарфоровой покрышки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является высоковольтный трансформатор напряжения наружной установки, содержащий установленный на металлическом цоколе и заполненный изолирующей средой изоляционный фарфоровый корпус, внутри которого установлен прямоугольный магнитопровод с экранами, закрывающими ярма, с металлической трубой токовывода, с основной и дополнительной обмотками низкого напряжения, намотанными на стержень, и с обмоткой высокого напряжения, намотанной поверх основной обмотки низкого напряжения и закрытой электростатическим экраном, соединенным с ее линейным концом [2].

Такая конструкция трансформатора обеспечивает более равномерное распределение напряжения грозового импульса по обмотке ВН, чем в каскадном трансформаторе, где обмотка ВН разделена на две части. Кроме того, использование полимерных пленок для межслоевой изоляции обеспечивает требуемую электрическую прочность обмотки ВН при воздействии на нее напряжения грозового импульса. Однако конструкция данного трансформатора обладает низкой надежностью из-за опасности взрыва трансформатора, что вызвано сложными технологическими операциями при намотке обмоток и установке активной части трансформатора в фарфоровый корпус и выполнением экрана обмотки.

Задачей данного изобретения является повышение надежности трансформатора.

Данная задача решается таким образом, что высоковольтный трансформатор напряжения наружной установки, содержащий установленный на металлическом цоколе и заполненный изолирующей средой изоляционный фарфоровый корпус, внутри которого установлен прямоугольный магнитопровод с экранами, закрывающими ярма, с металлической трубой токовывода, с основной и дополнительной обмотками низкого напряжения и обмоткой высокого напряжения, намотанной поверх основной обмотки низкого напряжения и закрытой электростатическим экраном, соединенным с ее линейным концом, дополнительно содержит герметично закрепленный на нижнем фланце трансформатора посредством металлического кольца, заполненный изолирующей средой и установленный внутри фарфорового корпуса изолирующий цилиндр из высокопрочного материала с герметично прикрепленной посредством другого металлического кольца крышкой, при этом магнитопровод установлен внутри изолирующего цилиндра, а обмотка высокого напряжения соединена с крышкой посредством металлической трубы токовывода, закрепленной в цилиндрическом электростатическом экране, выполненном со сквозным разрезом по его образующей.

На фиг. 1 и 2 изображен высоковольтный трансформатор напряжения наружной установки, выполненный согласно данному изобретению.

Высоковольтный трансформатор содержит заполненный изолирующей средой изоляционный фарфоровый корпус 1, внутри которого установлен прямоугольный магнитопровод 2 с электростатическими экранами 3, 4 и 5, закрывающими два боковых и одно нижнее ярмо магнитопровода 2, с металлической трубой 6 токовывода, с основной 7 и дополнительной 8 обмотками низкого напряжения (НН1) и (НН2), намотанными на стержень 9, и обмоткой 10 высокого напряжения (ВН), намотанной поверх основной обмотки 7 и закрытой электростатическим экраном 11, соединенным с ее линейным концом. Внутри корпуса 1 установлен изолирующий цилиндр 12 из высокопрочного материала, герметично закрытый посредством кольца 13 металлической крышкой 14 и закрепленный на нижнем фланце 15 трансформатора посредством нижнего металлического кольца 16. Нижний фланец 15 прикреплен к фарфоровому корпусу 1 посредством полуколец 17 и 18. Верхний фланец 19 трансформатора прикреплен к фарфоровому корпусу 1 посредством верхних полуколец 20 и 21, а электростатический экран 11 выполнен в виде цилиндра со сквозным разрезом 22 по его образующей. Металлическая крышка 14 гальванически соединена с фланцем 19 посредством контактного стержня 23.

Введение герметизирующего механически высокопрочного изолирующего цилиндра, разделяющего объем трансформатора на две части, исключает воздействие высокого давления изолирующего газа или высокого давления газа, образовавшегося при разложении масла в случае возникновения дугового замыкания внутри активной части трансформатора, на стенку изоляционного корпуса, выполненного, например, из фарфора.

Таким образом, предложенный трансформатор обладает более высокой надежностью по сравнению с известными, меньшей трудоемкостью в изготовлении и простотой.

Литература
1. Дымков А.М. и др. Трансформаторы напряжения. - М.: Энергия, 1975.

2. Патент ФРГ N 2452056, кл. H 01 F 40/04, 1974 (прототип).

Использование: при конструировании измерительных трансформаторов тока высоких и сверхвысоких напряжений с изоляционным заполнением. Изобретение позволяет повысить надежность трансформатора. Высоковольтный трансформатор напряжения наружной установки содержит установленный на металлическом цоколе и заполненный изолирующей средой изоляционный фарфоровый корпус, внутри которого установлен изолирующий цилиндр из высокопрочного материала, закрепленный на нижнем фланце трансформатора посредством металлического кольца и заполненный изолирующей средой, с расположенным в нем прямоугольным магнитопроводом с экранами, закрывающими ярма, с металлической трубой токовывода, с основной и дополнительными обмотками низкого напряжения, намотанными на стержень, и с обмоткой высокого напряжения, намотанной поверх основной обмотки низкого напряжения и закрытой электростатическим экраном, соединенным с ее линейным концом и выполненным в виде цилиндра со сквозным разрезом по его образующей. Технический результат заключается в более равномерном распределении напряжения грозового импульса по обмотке высокого напряжения. 2 ил.

Высоковольтный трансформатор напряжения наружной установки, содержащий установленный на металлическом цоколе и заполненный изолирующей средой изоляционный фарфоровый корпус, внутри которого установлен прямоугольный магнитопровод с экранами, закрывающими ярма, с металлической трубой токовывода, с основной и дополнительной обмотками низкого напряжения, намотанными на стержень, и с обмоткой высокого напряжения, намотанной поверх основной обмотки низкого напряжения и закрытой электростатическим экраном, соединенным с ее линейным концом, отличающийся тем, что он дополнительно содержит герметично закрепленный на нижнем фланце трансформатора посредством металлического кольца, заполненный изолирующей средой и установленный внутри фарфорового корпуса, изолирующий цилиндр из высокопрочного материала с герметично прикрепленной посредством другого металлического кольца крышкой, при этом магнитопровод установлен внутри изолирующего цилиндра, а обмотка высокого напряжения соединена с крышкой посредством металлической трубы токовывода, закрепленной в цилиндрическом электростатическом экране, выполненном со сквозным разрезом по его образующей.