ТРАНСФОРМАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С ЛИТОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ Российский патент 2003 года по МПК H01F38/24 H01F27/40 

Описание патента на изобретение RU2208860C2

Изобретение относится к электротехнике, в частности к трансформаторостроению, и касается конструкций высоковольтных трансформаторов напряжения с литой изоляцией.

Известен предохранитель, в котором для выхода несгенерированных газов, выделенных при срабатывании предохранителя, в одном из цоколей предохранителя и в выводе выполнено оппозитно друг другу по одному отверстию [1].

К недостаткам такой конструкции предохранителя следует отнести то, что идеальное совпадение отверстий в цоколе и выводе в реальных условиях является маловероятным. В случае несовпадения отверстий в цоколе и выводе полное и быстрое истечение остатков несгенерированных газов затруднено, что снижает надежность защиты.

Известен трансформатор напряжения с литой изоляцией, содержащий магнитопровод, высоковольтную и низковольтную обмотки и высоковольтный вывод, размещенные в изоляционном корпусе, в верхней части которого выполнено гнездо, в котором установлен высоковольтный предохранитель, соединенный с высоковольтным выводом и имеющий два цоколя, корпус из электроизоляционного газогенерирующего материала, в котором размещены растягивающая пружина и металлопленочный резистор, выполняющий роль плавкой вставки [2].

Трансформатор напряжения описанной конструкции обладает определенным эксплуатационным удобством, так как высоковольтный предохранитель встроен в трансформатор, однако недостатком такого трансформатора является то, что несгенерированные остатки газов, выделенных при искровом разряде, возникающем при срабатывании предохранителя, не имеют выхода из полости корпуса, что в свою очередь несколько снижает надежность защиты трансформатора. Кроме того, для обеспечения надежной защиты трансформаторов напряжения необходим правильный выбор параметров предохранителя и прежде всего металлопленочного резистора, служащего плавкой вставкой.

Изобретением решается задача создания трансформатора напряжения с литой изоляцией, характеризующегося высокой надежностью защиты.

Для решения поставленной задачи в трансформаторе напряжения с литой изоляцией, содержащем магнитопровод, высоковольтную обмотку, по крайней мере, одну низковольтную обмотку и один высоковольтный вывод, размещенные в литом изоляционном корпусе, в верхней части которого выполнено гнездо, в котором установлен высоковольтный предохранитель, соединенный с высоковольтным выводом и содержащий два цоколя, корпус из электроизоляционного газогенерирующего материала, в котором размещены растягивающая пружина и металлопленочный резистор малой мощности, выполняющий роль плавкой вставки, при этом в одном из цоколей предохранителя и высоковольтном выводе выполнено оппозитно друг другу, по крайней мере, по одному отверстию, предложено, согласно настоящему изобретению, на внутренней поверхности высоковольтного вывода выполнить кольцевой паз, соединенный с отверстием в выводе и размещенный оппозитно отверстию в цоколе, при этом номинальное значение сопротивления резистора выбрано из соотношения

где rном.р. - номинальное сопротивление резистора, Ом;
Рном.р. - номинальная мощность резистора, Вт;

- коэффициент перегрузки резистора по мощности, обеспечивающий срабатывание предохранителя за время tз.;
Iз. - ток срабатывания предохранителя за время tз. (определяется в соответствии с токовременной характеристикой предохранителя), А;
I1max.тр. - предельно допустимый ток высоковольтной обмотки трансформатора напряжения, А;
Iном.р. - номинальный ток резистора, А.

Изобретение поясняется на примере выполнения чертежами, на которых изображены: на фиг.1 - заявляемый трансформатор напряжения с литой изоляцией, содержащий встроенный высоковольтный предохранитель, до его срабатывания; на фиг. 2 - тот же трансформатор, после срабатывания высоковольтного предохранителя; на фиг. 3 - внутренняя поверхность высоковольтного вывода, вид А фиг.1.

Трансформатор напряжения содержит магнитопровод 1, высоковольтную обмотку 2 и, по крайней мере, одну низковольтную обмотку 3 и высоковольтный вывод 4, размещенные в литом изоляционном корпусе 5.

В верхней части корпуса 5 выполнено гнездо 6, в котором размещен предохранитель 7, соединенный с высоковольтным выводом 4.

Предохранитель 7 содержит два цоколя 8 и 9, корпус 10 из электроизоляционного газогенерирующего материала, в котором размещены растягивающая пружина 11 и металлопленочный резистор 12.

Для выхода несгенерированных остатков газов в высоковольтном выводе 4 выполнено отверстие 13. Для аналогичной цели в цоколе 9 высоковольтного предохранителя 7 выполнено отверстие 14 таким образом, что отверстие 14 расположено оппозитно отверстию 13.

На внутренней поверхности высоковольтного вывода 4 выполнен кольцевой паз 15, соединенный с отверстием 13, который размещен оппозитно отверстию 14 в цоколе 9 предохранителя 7.

Номинальное значение сопротивления металлопленочного резистора выбрано, исходя из предельно допустимого тока высоковольтной обмотки трансформатора напряжения.

Номинальные и предельно допустимые токи высоковольтной обмотки трансформатора напряжения имеют малые значения - не более 1А. При этом в начальный момент развития повреждения значение тока высоковольтной обмотки не превысит 2 А.

Разрываемый в предохранителе ток при таком его значении будет иметь характер искрового разряда и не перейдет в дуговой разряд.

Отключение трансформатора напряжения с помощью предохранителя в начальный момент развития повреждения исключает вероятность возникновения сквозного тока короткого замыкания непосредственно в трансформаторе напряжения.

Выполнение предохранителей встроенными в гнездо литого изоляционного корпуса трансформатора напряжения полностью исключает междуфазное короткое замыкание.

Перегрузочные характеристики металлопленочных резисторов малой мощности (от 0,062 до 0,25 Вт) с различными номинальными значениями их сопротивлений показывают, что зависимость значения времени сгорания резистора от значения его перегрузки по отношению к его номинальной мощности отличается стабильностью и является инвариантной для различных номинальных значений сопротивлений, то есть имеет одинаковый характер зависимости:

где tз. - время срабатывания резистора, с;
Pp. - мощность, при которой сгорает резистор, Вт;
Рном.р. - номинальная мощность резистора, Вт.

Перегрузочные (токовременные) характеристики металлопленочных резисторов по своему виду совпадают с токовременными характеристиками металлических плавких вставок предохранителей, что позволяет использовать металлопленочные резисторы в качестве плавких вставок.

Значение сопротивления металлопленочного резистора, используемого в качестве плавкой вставки в трансформаторе напряжения заявляемой конструкции, необходимо выбирать из соотношения

где rном.р. - номинальное сопротивление резистора, Ом;
Рном.р. - номинальная мощность резистора, Вт;

- коэффициент перегрузки резистора по мощности, обеспечивающий срабатывание предохранителя за время tз.;
Iз. - ток срабатывания предохранителя за время tз. (определяется в соответствии с токовременной характеристикой предохранителя), А;
I1max.тр. - предельно допустимый ток высоковольтной обмотки трансформатора напряжения, А;
Iном.р. - номинальный ток резистора, А. Левая часть неравенства получена следующим образом. Номинальное сопротивление резистора равно

Умножив и разделив это выражение на одно и то же число - квадрат тока срабатывания предохранителя I2з., получим

где

- коэффициент перегрузки резистора по квадрату тока (по мощности), поскольку мощность пропорциональна квадрату тока.

Ток срабатывания предохранителя Iз. взаимосвязан с временем срабатывания tз. Их значения выбираются по токовременной характеристике.

Выбранное значение тока срабатывания предохранителя Iз. должно всегда превышать значение предельно допустимого тока I1max.тp. высоковольтной обмотки трансформатора напряжения.

Физический смысл знака ≤ между левой и средней частями неравенства заключается в том, чтобы выбранное номинальное сопротивление резистора было равно или больше расчетного значения. В этом случае при протекании по резистору тока, значение которого равно значению тока срабатывания Iз., предохранитель сработает.

Физический смысл знака <между средней и правой частями неравенства заключается в том, что для исключения возможности срабатывания предохранителя при протекании по резистору предельно допустимого тока I1max.тp. высоковольтной обмотки трансформатора напряжения предохранитель не будет срабатывать, так как номинальное сопротивление резистора будет меньше значения сопротивления, рассчитанного по правой части неравенства.

В Открытом акционерном обществе "Свердловский завод трансформаторов тока" разработана техническая документация, в которой реализовано заявляемое техническое решение, в соответствии с которой изготовлены и испытаны трансформаторы напряжения с литой изоляцией. Положительные результаты испытаний подтвердили высокую надежность защиты трансформаторов напряжения, изготовленных в соответствии с заявляемым решением, и возможность широкого практического применения таких трансформаторов в будущем.

Источники информации
1. Авт. свид. СССР 1356036, Н 01 Н 85/02, 1987 г.

2. Свидетельство РФ на полезную модель 10282, H 01 F 38/24, 1999 г.

Похожие патенты RU2208860C2

название год авторы номер документа
ЛИТОЙ ТРАНСФОРМАТОР ТОКА 2001
  • Раскулов Р.Ф.
  • Эткинд Л.Л.
RU2216809C2
РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЙ ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР 2000
  • Эткинд Л.Л.
RU2190276C2
ТРАНСФОРМАТОР 2000
  • Эткинд Л.Л.
RU2193252C2
СПОСОБ ПОВЕРКИ ОДНОФАЗНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2000
  • Бабкин В.В.
RU2208807C2
ТРАНСФОРМАТОР 1995
  • Аржанников Б.А.
  • Эткинд Л.Л.
RU2087967C1
ЛИТОЙ ТРАНСФОРМАТОР 1995
  • Ушаков А.Г.
  • Эткинд Л.Л.
RU2087969C1
ЛИТОЙ ТРАНСФОРМАТОР 1995
  • Вишняков Ю.А.
  • Зимин С.Н.
  • Ушаков А.Г.
RU2110862C1
ЛИТОЙ ТРАНСФОРМАТОР 1995
  • Ушаков А.Г.
  • Эткинд Л.Л.
RU2087970C1
ЛИТОЙ ТРАНСФОРМАТОР 1996
  • Ушаков А.Г.
  • Эткинд Л.Л.
RU2107350C1
ЛИТОЙ ТРАНСФОРМАТОР ТОКА 2013
  • Аничкин Алексей Николаевич
  • Раскулов Радик Фаридович
RU2566469C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 208 860 C2

Реферат патента 2003 года ТРАНСФОРМАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С ЛИТОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ

Использование: в трансформаторостроении. Технический результат заключается в повышении надежности защиты. Трансформатор содержит магнитопровод, высоковольтную обмотку, по крайней мере, одну низковольтную обмотку и один высоковольтный вывод, которые размещены в литом изоляционном корпусе. В его верхней части выполнено гнездо, в котором установлен высоковольтный предохранитель, соединенный с высоковольтным выводом. Он содержит два цоколя, корпус из электроизоляционного газогенерирующего материала, в котором размещены растягивающая пружина и металлопленочный резистор малой мощности, выполняющий роль плавкой вставки. В одном из цоколей предохранителя и высоковольтном выводе выполнено оппозитно друг другу, по крайней мере, по одному отверстию, а на внутренней поверхности высоковольтного вывода выполнен оппозитно отверстию в цоколе кольцевой паз, соединенный с отверстием в выводе. Номинальное значение сопротивления резистора выбрано из соотношения

где rном.р. - номинальное сопротивление резистора, Ом; Рном.р. - номинальная мощность резистора, Вт;

- коэффициент перегрузки резистора по мощности, обеспечивающий срабатывание предохранителя за время tз.; Iз. - ток срабатывания предохранителя за время t3. (определяется в соответствии с токовременной характеристикой предохранителя), А; Ilmax.тр. - предельно допустимый ток высоковольтной обмотки трансформатора напряжения, А; Iном.р.- номинальный ток резистора, А. 3 ил.

Формула изобретения RU 2 208 860 C2

Трансформатор напряжения с литой изоляцией, содержащий магнитопровод, высоковольтную обмотку, по крайней мере, одну низковольтную обмотку и один высоковольтный вывод, размещенные в литом изоляционном корпусе, в верхней части которого выполнено гнездо, в котором установлен высоковольтный предохранитель, соединенный с высоковольтным выводом и содержащий два цоколя, корпус из электроизоляционного газогенерирующего материала, в котором размещены растягивающая пружина и металлопленочный резистор малой мощности, выполняющий роль плавкой вставки, при этом в одном из цоколей предохранителя и высоковольтном выводе выполнено оппозитно друг другу, по крайней мере, по одному отверстию, отличающийся тем, что на внутренней поверхности высоковольтного вывода выполнен кольцевой паз, соединенный с отверстием в выводе и размещенный оппозитно отверстию в цоколе, при этом номинальное значение сопротивления резистора выбрано из соотношения

где rном.р. - номинальное сопротивление резистора, Ом;
Рном.р. - номинальная мощность резистора, Вт;
-
- коэффициент перегрузки резистора по мощности, обеспечивающий срабатывание предохранителя за время tз.;
Iз. - ток срабатывания предохранителя за время tз. (определяется в соответствии с токовременной характеристикой предохранителя), А;
Ilmax.тр. - предельно допустимый ток высоковольтной обмотки трансформатора напряжения, А;
Iном.р.- номинальный ток резистора, А.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2003 года RU2208860C2

Кушетка для больных 1928
  • Панютин Ю.Н.
SU10282A1
SU 13560366 А1, 30.11.1987
Жидкометаллический предохранитель 1980
  • Андреев Василий Андреевич
  • Бондаренко Евгений Васильевич
  • Крежевский Юрий Степанович
  • Кузьмин Александр Федорович
  • Петинов Олег Всеволодович
  • Уфаев Геннадий Владимирович
SU890478A1
Стреляющий трубчатый предохранитель 1939
  • Федоров Н.М.
SU57199A1
0
SU349042A1
ТОПКА ДЛЯ ПАРОВЫХ КОТЛОВ 1927
  • Субботин П.Г.
SU12287A1
ЗВУКОВАЯ КОРОБКА 1917
  • Адикаевский В.В.
SU6271A1
Способ крашения 1968
  • Ноэл Де Плассе
SU484703A3
АЙЗЕНБЕРГ Б.Л
Защита электрических установок плавкими предохранителями
- М
- Л.: Госэнергоиздат, 1983, с.6,9
КОШКИН Н.И., ШИРКЕВИЧ М.Г
Справочник по элементарной физике
- М.: Наука, 1980, с.106.

RU 2 208 860 C2

Авторы

Миронов Геннадий Александрович

Эткинд Л.Л.

Даты

2003-07-20Публикация

2000-11-24Подача