ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР ТОКА НАРУЖНОЙ УСТАНОВКИ Российский патент 2001 года по МПК H01F38/28 

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

Известен высоковольтный трансформатор тока наружной установки, содержащий установленный на изоляционной опорной цилиндрической 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. Внутри опорной изоляционной цилиндрической колонки расположена опорная усеченная конусная стойка, концы нижнего основания которой прикреплены к металлическому основанию трансформатора, а верхнее основание ее выполнено с отверстием, в котором закреплена проходящая через него опорная металлическая труба. [1].

Недостатком известного трансформатора является то, что транспортировка его в лежачем положении недопустима из-за того, что механическая прочность в месте соединения опорной металлической трубы с тороидальным электростатическим экраном, охватывающим вторичные обмотки, выполненные на тороидальных магнитопроводах, явно недостаточна из-за большого веса вторичных обмоток.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является высоковольтный транформатор тока наружной установки, содержащий установленный на изоляционном опорном цилиндрическом кожухе заполненный изолирующей средой металлический корпус, выполненный в виде цилиндра, 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, причем одним из концов - посредством изолирующей втулки, а вторичные обмотки выполнены на тороидальных магнитопроводах и охвачены тороидальным электростатическим экраном, закрепленным на верхнем конце опорной металлической трубы, в полости которой проходят отводы вторичной обмотки, а нижний конец трубы закреплен на основании перпендикулярно к оси вторичных обмоток [2].

Механическая прочность при транспортировке трансформатора в лежачем положении обеспечивается за счет того, что электростатический экран, охватывающий вторичные обмотки, опирается на опоры, выдвигаемые от стенки металлического корпуса с помощью домкратов, проходящих через резиновое уплотнение в корпусе. В рабочем положении домкраты выворачиваются из металлического корпуса настолько, что диски вплотную приближаются к стенке металлического корпуса и изоляционный зазор между дисками и электростатическим экраном, охватывающим вторичные обмотки, выдерживает полное напряжение. При перемещении дисков с помощью домкратов скользящая стойка домкрата перемещается через уплотнение, уложенное в кольцевой проточке муфты, приваренной к стенке бака. При этом уплотнение легко может быть нарушено и изоляционная среда, расположенная в корпусе, будет соединена с окружающим воздухом, что может привести к нарушению электрической прочности изоляции трансформатора.

Перечисленные обстоятельства затрудняют достижение требуемой надежности трансформатора тока, приводят к усложнению его конструкции и технологии изготовления.

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

Данная задача решается таким образом, что высоковольтный трансформатор тока наружной установки, содержащий установленный на изоляционном опорном цилиндрическом кожухе заполненный изолирующей средой металлический корпус, выполненный в виде цилиндра, 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, причем одним из концов - посредством изолирующей втулки, а вторичная обмотка выполнена на тороидальных магнитопроводах, охваченных тороидальным электростатическим экраном, закрепленным на верхнем конце опорной металлической трубы, в полости которой проходят отводы вторичных обмоток, а нижний конец трубы закреплен на основании перпендикулярно к оси вторичной обмотки, дополнительно содержит пружинный сильфон, установленный перпендикулярно оси первичной обмотки в углублении металлического корпуса, герметично закрытом металлической крышкой, выполненной с резьбовым отверстием, при этом днище сильфона приварено к его боковой стенке и закреплено при помощи винтов на опорной подставке, выполненной из изоляционного материала и имеющей форму опирающегося на нее наружной боковой стороной тороидального экрана, причем в резьбовом отверстии крышки установлен, выполненный с возможностью вращения, составной болт, соединенный нижним концом посредством ограничительного кольца с днищем сильфона, а верхним концом закреплен на крышке посредством гаек.

На фиг. 1 и 2 представлен высоковольтный трансформатор тока, выполненный согласно данному изобретению, в разрезе; на фиг. 3 и 4 - варианты выполнения сильфона в сжатом и растянутом состоянии соответственно.

Высоковольтный трансформатор тока наружной установки содержит (фиг. 1) герметично закрепленный на металлическом основании 1 изоляционный цилиндрический кожух 2, заполненный изолирующей средой, и выполненный в виде цилиндра и заполненный изолирующей средой металлический корпус 3, в котором размещены первичная обмотка 4 в виде прямолинейного проводника, закрепленного концами на боковых стенках металлического корпуса 3, причем одним из концов - посредством изолирующей втулки 5, и вторичная обмотка 6, выполненная на тороидальных магнитопроводах, охваченных тороидальным электростатическим экраном 7, закрепленным на верхнем конце опорной металлической трубы 8, в полости которой проходят отводы вторичной обмотки 6, а нижний конец трубы закреплен на основании 1 перпендикулярно к оси вторичной обмотки 6. Трансформатор также содержит пружинный сильфон 9, установленный перпендикулярно оси первичной обмотки 4 в углублении 10 (фиг. 3 и 4) металлического корпуса 3, герметично закрытым крышкой 11, при этом днище 12 сильфона приварено к боковой стенке сильфона 9 и закреплено при помощи винтов 13 на опорной подставке 14, выполненной из изоляционного материала и имеющей форму опирающегося на нее наружной боковой стороной тороидального экрана 7, причем отверстие в крышке 11 выполнено с резьбой и через него проходит составной болт 15, соединенный нижним своим концом посредством ограничительного кольца 16 с днищем 12 сильфона 9, а верхним концом закреплен на крышке 11 посредством гаек 17.

При транспортировке (фиг. 3,4) тороидальный электростатический экран 7 опирается на подставку 14. Для того, чтобы касание между подставкой 14 и экраном 7 происходило на большей поверхности, подставка 14 выполнена с углублением, повторяющим форму экрана 7. Необходимая фиксированная длина сильфона 9, приваренного к крышке 11 и днищу 12 (максимально растянутый сильфон), достигается вворачиванием в резьбовое отверстие крышки 11 составного, при помощи штифта 18 и шпильки 19, болта 15, при этом подставка 14 прикреплена к днищу 12 сильфона 9 при помощи винтов 13. Конец шпильки 19 находится в резьбовом отверстии крышки 11 при транспортировке трансформатора, болт 15, головка которого находится внутри ограничительного кольца 16, упирается в днище 12 сильфона 9, а гайки 17 входят в отверстие в таре 20 (фиг. 2).

Для фиксации транспортного положения подставки 14 на шпильку 19 наворачиваются две гайки 17.

Перед вводом в эксплуатацию отворачиваются гайки 17, а болт 15 и шпилька 19 выворачиваются из крышки 11 на требуемую длину, соответствующую максимальному сжатию сильфона 9, удаляется штифт 18 и из болта 15 выворачивается шпилька 19, после чего рабочее положение опорной подставки 14 фиксируется наворачиванием двух гаек 17 на болт 15, а головка болта 15 упирается в нижнюю поверхность ограничительного кольца 16 (фиг. 4).

Использование для перемещения трансформатора опорной подставки 14, находящейся в изоляционной среде, сильфона 9, приваренного к днищу 12 и крышке 11, приваренной к корпусу 3, обеспечивает надежную герметизацию объемов, заполненных изоляционной средой, и упрощает подготовку трансформатора к введению в эксплуатацию, а расположение опоры 14 рядом с углублением 10 корпуса 3 позволяет сократить изоляционное расстояние между подставкой 14 и тороидальным экраном 7 за счет регулирования электростатического поля.

Применение составного болта 15 и шпильки 19 позволяет уменьшить величину выступа за крышку 11 болта 15, на поверхности которого возможно существование коронного разряда при рабочем напряжении.

Таким образом, предлагаемый трансформатор по сравнению с прототипом обладает более высокой надежностью, упрощенной конструкцией и меньшей трудоемкостью в изготовлении.

Источники информации
1. Патент РФ N 2118008, кл. H 01 F 38/30, 20.08.1998 г.

2. Заявка Франции N 2513004, кл. H 01 F 40/06, 17.09.1981 г. (прототип).

Использование: в измерительных трансформаторах тока высоких и сверхвысоких напряжений. Технический результат заключается в повышении надежности, упрощении конструкции и изготовления. Высоковольтный трансформатор тока содержит герметично закрепленный на металлическом основании изоляционный цилиндрический кожух и установленный на нем заполненный изолирующей средой металлический корпус с первичной и вторичной обмотками. Первичная обмотка выполнена в виде прямолинейного проводника, установленного по оси вторичной обмотки и закрепленного концами на боковых стенках металлического корпуса. Вторичная обмотка выполнена на тороидальных магнитопроводах, охваченных тороидальным электростатическим экраном. Он закреплен на верхнем конце опорной металлической трубы. В ее полости проходят отводы вторичной обмотки. Нижний конец трубы закреплен на основании перпендикулярно к оси вторичной обмотки. Пружиненный сильфон установлен перпендикулярно оси первичной обмотки в углублении металлического корпуса. Он герметично закрыт металлической крышкой с резьбовым отверстием. Днище сильфона приварено к его боковой стенке и закреплено винтами на опорной изоляционной подставке, на которую опирается наружной боковой стороной тороидальный экран. В резьбовом отверстии крышки установлен с возможностью вращения составной болт, соединенный нижним концом посредством ограничительного кольца с днищем сильфона, а верхним концом закреплен на крышке гайками. 4 ил.

Высоковольтный трансформатор тока наружной установки, содержащий герметично закрепленный на металлическом основании изоляционный цилиндрический кожух и установленный на нем заполненный изолирующей средой металлический корпус, выполненный в виде цилиндра, 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, причем одним из концов - посредством изолирующей втулки, а вторичная обмотка выполнена на тороидальных магнитопроводах, охваченных тороидальным электростатическим экраном, закрепленным на верхнем конце опорной металлической трубы, в полости которой проходят отводы вторичной обмотки, а нижний конец трубы закреплен на основании перпендикулярно к оси вторичной обмотки, отличающийся тем, что он дополнительно содержит пружинный сильфон, установленный перпендикулярно оси первичной обмотки в углублении металлического корпуса, герметично закрытом металлической крышкой, выполненной с резьбовым отверстием, при этом днище сильфона приварено к его боковой стенке и закреплено при помощи винтов на опорной подставке, выполненной из изоляционного материала и имеющей форму опирающегося на нее наружной боковой стороной тороидального экрана, причем в резьбовом отверстии крышки установлен выполненный с возможностью вращения составной болт, соединенный нижним концом посредством ограничительного кольца с днищем сильфона, а верхним концом закреплен на крышке посредством гаек.