ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР ТОКА НАРУЖНОЙ УСТАНОВКИ Российский патент 2000 года по МПК H01F38/30 H01F27/06 

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

Известен высоковольтный трансформатор тока наружной установки, содержащий установленный на изоляционной опорной колонке металлический корпус, выполненный в виде цилиндра и заполненный изолирующей средой, в котором размещены первичная обмотка в виде прямолинейного проводника и вторичные обмотки на тороидальных магнитопроводах, охваченные тороидальным электростатическим экраном, причем первичная обмотка установлена по оси тороидальных магнитопроводов и закреплена выходящими наружу концами на боковых стенках корпуса, а вторичные обмотки охвачены тороидальным экраном, закрепленным на верхнем конце опорной металлической трубы, в полости которой проходят отводы вторичных обмоток, а нижний конец трубы закреплен на металлическом основании перпендикулярно к оси тороидальных магнитопроводов.

Недостатком известного трансформатора является низкая надежность, а конструкция его сложна в изготовлении. При такой конструкции трансформатора аварийное повышение давления изоляционного газа или газа, выделившегося при разложении изоляционной жидкости, в случае аварии активной части, может привести, в случае отказа релейной защиты, к взрыву фарфоровой опорной колонки с последующим развитием аварии по подстанции. Кроме того, при транспортировке изгибающие усилия, воздействующие на место крепления металлического основания к изоляционной опорной колонке, могут превзойти допустимые значения из-за малой механической прочности фарфоровой колонки при изгибе.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является высоковольтный трансформатор тока наружной установки, содержащий герметично закрепленный на металлическом основании трансформатора изоляционный цилиндрический кожух, заполненный изолирующей средой, с герметично закрепленной внутри него изоляционной цилиндрической колонкой из высокопрочного материала, заполненной изолирующей средой, и металлический корпус, выполненный в виде цилиндра и заполненный изолирующей средой, в которой размещены первичная и вторичная обмотки, причем первичная обмотка выполнена в виде прямолинейного проводника, установленного по оси вторичной обмотки и закрепленного концами на боковых стенках металлического корпуса, а вторичная обмотка выполнена на тороидальных магнитопроводах, охваченных тороидальным электростатическим экраном, закрепленным на верхнем конце проходящей через отверстие в основании металлического корпуса опорной металлической трубы, в полости которой проходят отводы вторичной обмотки, причем опорная металлическая труба установлена внутри изоляционной цилиндрической колонки из высокопрочного материала соосно с ней и нижним концом закреплена на металлическом основании трансформатора /2/.

Однако известная конструкция обладает низкой надежностью, поскольку при транспортировке трансформатора изгибающие усилия, воздействующие на место соединения металлического основания с изоляционным цилиндрическим кожухом, могут превзойти допустимые значения из-за малой механической прочности фарфорового кожуха.

Кроме того, из-за нарушения герметичности объема изолирующей среды, заключенной внутри изоляционной цилиндрической колонки из высокопрочного материала, в случае ее повреждения аварийное давление может действовать на изоляционный опорный фарфоровый кожух и привести его к разрушению.

Задачей данного изобретения является повышение надежности трансформатора, упрощение его конструкции и технологии изготовления.

Данная задача решается таким образом, что в высоковольтном трансформаторе тока наружной установки, содержащем герметично закрепленный на металлическом основании трансформатора изоляционный цилиндрический кожух, заполненный изолирующей средой, с герметично закрепленной внутри него изоляционной цилиндрической колонкой из высокопрочного материала, заполненной изолирующей средой, и металлический корпус, выполненный в виде цилиндра и заполненный изолирующей средой, в котором размещены первичная и вторичная обмотки, причем первичная обмотка выполнена в виде прямолинейного проводника, установленного по оси вторичной обмотки и закрепленного концами на боковых стенках металлического корпуса, а вторичная обмотка выполнена на тороидальных магнитопроводах, охваченных тороидальным экраном, закрепленным на верхнем конце проходящей через отверстие в основании металлического корпуса опорной металлической трубы, в полости которой проходят отводы вторичной обмотки, причем опорная металлическая труба установлена внутри изоляционной колонки из высокопрочного материала соосно с ней и нижним концом закреплена на металлическом основании трансформатора, основание металлического корпуса герметично прикреплено к изоляционной цилиндрической колонке из высокопрочного материала посредством фланца, а изоляционный цилиндрический кожух выполнен из эластичного материала с рядом концентрических ребер на наружной поверхности кожуха.

На чертеже представлен высоковольтный трансформатор тока наружной установки, выполненный согласно данному изобретению. Трансформатор содержит закрепленный на металлическом основании 1 трансформатора посредством металлических полуколец 2 изоляционный цилиндрический кожух 3, заполненный изолирующей средой с герметично закрепленной внутри него изоляционной цилиндрической колонкой 4 из высокопрочного материала, заполненной изолирующей средой, заполненный изолирующей средой металлический корпус 5, герметично прикрепленный при помощи фланца 6 к изоляционной колонке 4, внутри которого размещены первичная обмотка 7, выполненная в виде прямолинейного проводника, закрепленного концами на боковых стенках корпуса 5, и вторичная обмотка 8, выполненная на тороидальных магнитопроводах, охваченных тороидальным электростатическим экраном 9, закрепленным на верхнем конце проходящей через отверстие в основании металлического корпуса 5 опорной металлической трубы 10, в полости которой проходят отводы 11 вторичной обмотки 8. Опорная металлическая труба 10 установлена внутри колонки 4 из высокопрочного материала соосно с ней и нижним концом закреплена на металлическом основании 1 трансформатора (на чертеже не показано). Обмотка 7 прикреплена одним концом к боковой стенке корпуса 5 изолирующей втулкой 12, а изоляционный кожух 3 выполнен из эластичного материала с рядом концентрических ребер 13,1 ÷ 13n на наружной поверхности кожуха.

Крепление металлического корпуса 5 посредством фланца 6 на опорной изоляционной цилиндрической колонке 4 из высокопрочного материала увеличивает прочность всей конструкции трансформатора при воздействии изгибающего момента, возникающего при транспортировке трансформатора.

Выполнение изоляционного кожуха 3 из эластичного материала с рядом концентрических ребер 13 на его наружной поверхности исключает воздействие внешних климатических условий на наружную поверхность изоляционной цилиндрической колонки 4 и исключает при аварийном нарастании давления изоляционной среды внутри трансформатора ее взрыв и последующее развитие аварии по подстанции из-за разрушения другого оборудования, вызванного осколками взорвавшейся колонки 4.

Таким образом, предложенный трансформатор обладает большей надежностью по сравнению с прототипом.

Источники информации
1. Transformatori di corrente con isolamento in SF tiro TG, SF current transformer ture TG, Publ N T 525 - 04 (93).

2. Пат. РФ N 2118008, H 01 F 40/06, 1997 г.

Использование: при конструировании измерительных трансформаторов тока высоких и сверхвысоких напряжений с изоляционным заполнением. Технический результат заключается в повышении надежности трансформатора, упрощение конструкции и технологии изготовления. Трансформатор содержит герметично закрепленный на металлическом основании трансформатора посредством полуколец изоляционный цилиндрический кожух, выполненный из эластичного материала с рядом концентрических ребер. Внутри него закреплена изоляционная цилиндрическая колонка из высокопрочного материала с изолирующей средой. На колонке закреплен при помощи фланца металлический корпус , заполненный изолирующей средой. Он выполнен в виде цилиндра и содержит первичную обмотку. Она выполнена в виде прямолинейного проводника, установленного по оси вторичной обмотки. Вторичная обмотка выполнена на тороидальных магнитопроводах, охваченных тороидальным электростатическим экраном. Экран закреплен на верхнем конце проходящей через отверстие в основании металлического корпуса опорной металлической трубы. Труба установлена внутри изоляционной цилиндрической колонки соосно с ней, закреплена на металлическом основании трансформатора и выполнена полой для прохождения отводов вторичной обмотки. 1 ил.

Высоковольтный трансформатор тока наружной установки, содержащий герметично закрепленный на металлическом основании трансформатора посредством металлических полуколец изоляционный цилиндрический кожух, заполненный изоляционной средой, с герметично закрепленной внутри него изоляционной цилиндрической колонкой из высокопрочного материала, заполненной средой, и металлический корпус, выполненный в виде цилиндра и заполненный изолирующей средой, в котором размещены первичная и вторичная обмотки, причем первичная обмотка выполнена в виде прямолинейного проводника, установленного по оси вторичной обмотки и закрепленного концами на боковых стенках металлического корпуса, а вторичная обмотка выполнена на тороидальных магнитопроводах, охваченных тороидальным электростатическим экраном, закрепленным на верхнем конце проходящей через отверстие в основании металлического корпуса опорной металлической трубы, в полости которой проходят отводы вторичной обмотки, причем опорная металлическая труба установлена внутри изоляционной цилиндрической колонки из высокопрочного материала соосно с ней и нижним концом закреплена на металлическом основании трансформатора, отличающийся тем, что основание металлического корпуса герметично прикреплено к изоляционной цилиндрической колонке из высокопрочного материала посредством фланца, а изоляционный цилиндрический кожух выполнен из эластичного материала с рядом концентрических ребер на наружной поверхности кожуха.