ВЫСОКОВОЛЬТНАЯ КАТУШКА ИНДУКТИВНОСТИ Российский патент 2015 года по МПК H01F27/14 

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики, точнее к электрическим машинам, в частности к электрическим реакторам, и может быть использовано для получения резонанса напряжений в составе резонансной испытательной установки переменного тока для испытания переменным напряжением кабельных линий.

Надежность таких установок определяется электрическими характеристиками, и прежде всего электроизоляционными, механической прочностью в условиях повышенных эксплуатационных нагрузок и малым весом.

Известна высоковольтная катушка индуктивности, содержащая одну и более секций с изолятором между ними, соосно расположенных и соединенных между собой, при этом каждая секция выполнена в виде каркаса из диэлектрического материала, обмоток, изолированных между собой и расположенных на каркасе, каркас каждой секции и изолятор между ними выполнены в виде двух и более чередующихся слоев заданной толщины арамидной полимерной бумаги и слоя электроизоляционного термостойкого высокопрочного клея, расположенного между ними, изоляция между обмотками и соединение секций между собой выполнены из электроизоляционного термостойкого высокопрочного клея, а электроизоляция и герметизация высоковольтной катушки индуктивности выполнены из электроизоляционного термостойкого высокопрочного компаунда и на той же полимерной основе, что и электроизоляционный термостойкий высокопрочный клей (патент РФ №2324248, опубл. 10.05.2008 г.).

Наиболее близкой к предложенной является многослойная катушка, состоящая из нескольких секций, соосно расположенных, соединенных друг с другом и изолированных друг от друга межсекционной изоляцией, каждая секция намотана из медной ленты, которая обернута изоляционным материалом в один слой с перекрытием стыка, а межсекционная изоляция состоит из электроизоляционной массы и эластичных электроизоляционных прокладок (патент РФ №2167461, опубл. 20.05.2001 г.).

Недостатком этих технических решений является значительный вес, а также отсутствие защиты от влияния внешних электропроводящих предметов, что затрудняет реальное использование в составе резонансной испытательной установки переменного тока.

Технической задачей, на решение которой направлено предложение, является снижение веса и обеспечение защиты от влияния внешних электропроводящих предметов, что обеспечивает возможность использования высоковольтной катушки индуктивности в составе резонансной испытательной установки переменного тока электрической прочности высоковольтных кабельных линий.

Для решения этой технической задачи предлагается высоковольтная катушка индуктивности, состоящая из соосно расположенных намотанных медной лентой секций, соединенных друг с другом, секции размещены последовательно с интервалом на каркасе, выполненным в виде перфорированного цилиндра с радиально примыкающими к нему снаружи рейками, каркас закреплен в цилиндрическом баке, верхнее и нижнее основания которого закрыты крышками, на крышке верхнего основания цилиндрического бака закреплен соосно расширитель с указателем уровня масла, на расширителе установлен компенсатор изменения объема масла, под крышкой нижнего основания бака центрально-симметрично закреплены по меньшей мере три опоры, каждая из которых выполнена из двух параллельных планок, лежащих в осесимметричных плоскостях и выступающих за габарит бака, внешние концы планок каждой опоры соединены перемычками с образованием зазора между наружной боковой поверхностью бака и перемычкой, в верхней и нижней частях боковой поверхности бака установлены шаровые краны и латунные присоединительные втулки, соединенные соответственно со свободными концами катушки, все конструктивные элементы высоковольтной катушки индуктивности выполнены из электроизоляционных материалов. Компенсатор изменения объема масла может быть выполнен в виде сильфонной камеры или в виде воздушного фильтра.

Источники информации, содержащие всю совокупность признаков предлагаемой высоковольтной катушки индуктивности, при проведении поиска по патентной и научно-технической литературе не обнаружены. Совокупность существенных признаков заявляемой высоковольтной катушки индуктивности не следует явным образом из изученного уровня техники, имеет существенные отличия от рассмотренных аналогов. Высоковольтная катушка индуктивности может быть изготовлена с применением известных конструктивных узлов, материалов и технологических операций. Поэтому заявитель считает, что заявляемая высоковольтная катушка индуктивности соответствует критериям охраноспособности изобретения «новизна», «промышленная применимость» и «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых показан пример выполнения и использования предлагаемой высоковольтной катушки индуктивности в составе резонансной испытательной установки переменного тока.

Представленный пример не охватывает все возможные варианты изготовления и использования предлагаемой высоковольтной катушки индуктивности в соответствии с формулой изобретения.

На чертежах показаны: на фиг.1 - вид спереди на предлагаемую высоковольтную катушку индуктивности, на фиг.2 - вид снизу, на фиг.3 - вид сзади, на фиг.4 - высоковольтная катушка индуктивности, подготовленная к работе контроля электрической прочности высоковольтных кабельных линий в составе резонансной испытательной установки переменного тока, на фиг.5 и 6 - расположение элементов в баке, на фиг.7 - перфорированный цилиндр, на фиг.8 - поясняется строповка высоковольтной катушки индуктивности, на фиг.9 показан пример монтажа/демонтажа высоковольтной катушки индуктивности, на фиг.10 - схема включения высоковольтной катушки индуктивности при проведении испытаний.

На фигурах обозначены: соосно расположенные намотанные из медной ленты секции 1, соединенные друг с другом. Секции 1 расположены последовательно с интервалом 2 на каркасе, состоящем из перфорированного цилиндра 3 (фиг.7)с радиально примыкающими к нему рейками 4, цилиндрический бак 5, верхнее и нижнее основания бака 5 закрыты верхней 6 и нижней 7 крышками, на верхней крышке 6 бака 5 закреплены соосно расширитель 8 с указателем 9 уровня масла, на расширителе 8 установлен компенсатор 10 изменения объема масла, выполненный в представленном примере в виде воздушного фильтра, под нижней крышкой 7 основания бака 5 центрально-симметрично закреплены четыре опоры, каждая из которых выполнена из двух параллельных планок 11 и 12, лежащих в плоскостях, параллельных оси устройства и выступающих за габарит бака 5, внешние концы планок 11 и 12 каждой опоры соединены перемычками 13 с образованием зазора 14 между наружной боковой поверхностью бака 5 и перемычкой 13, в верхней и нижней частях боковой поверхности бака 5 установлены шаровые краны 15 и 16 и латунные присоединительные втулки 17 и 18, соединенные соответственно со свободными концами секций 1 катушки, все конструктивные элементы высоковольтной катушки индуктивности выполнены из электроизоляционных материалов.

Для обеспечения такелажных работ монтажа/демонтажа устройства используют скобы 19, которые для проведения такелажных работ продевают в зазоры 14 между наружной боковой поверхностью бака 5 и перемычкой 13. За длинные концы скоб 19 устройство подвешивают на подъемно-транспортном механизме, как показано на фиг.8 и 9. Устройство для работы устанавливают на цилиндрической подставке 20 с пазами 21, комплементарными опорам бака 5, каждая из которых выполнена из двух параллельных планок 11 и 12, лежащих в плоскостях, параллельных оси устройства и выступающих за габарит бака 5. После установки устройства на место скобы 19 удаляют. Заполненный маслом бак 5 через шаровые краны 15 и 16 маслопроводами 22 соединяют с охладителем 23 (фиг.4). На фиг.10 обозначены: блок 24 питания и управления, питающий трансформатор 25, высоковольтный делитель 26 напряжения, блокирующее сопротивление 27, кабельная линия 28. Позицией 29 на схеме фиг.10 показана высоковольтная катушка индуктивности.

Контроль электрической прочности высоковольтной кабельной линии производят следующим образом: включают предлагаемую высоковольтную катушку индуктивности 29 через латунные присоединительные втулки 17 и 18 в состав измерительного комплекса в соответствии с фиг.4 и 10, с блока 24 питания и управления через питающий трансформатор 25 подают переменное напряжение питания на колебательный контур, образованный предлагаемой высоковольтной катушкой индуктивности 29 и кабельной линией 28. Изменяя частоту напряжения, добиваются достижения резонанса этого колебательного контура, что обеспечивает получение высокого напряжения на кабельной линии 28.

Эффективный теплоотвод от нагревающейся при работе высоковольтной катушки индуктивности обеспечивает циркуляция масла, заполняющего бак 5 и свободно проходящего через перфорации цилиндра 3 и интервалы 2 между секциями 1 через шаровой кран 15 по маслопроводам 22 к охладителю 23 и от него через шаровой кран 16 обратно в бак 5.

Отсутствие в предлагаемой конструкции металлических сердечников и металлических конструктивных элементов позволяет исключить потери на вихревые токи, снизить стоимость и уменьшить вес устройства. Последнее обстоятельство особенно важно при контроле высоковольтных кабельных линий в полевых условиях.

Заявителем проведены макетные испытания предлагаемой высоковольтной катушки индуктивности, подтвердившие ее промышленную применимость.

Изобретение относится к электротехнике, к электротехническим измерениям, и может быть использовано для получения резонанса напряжений в составе резонансной испытательной установки переменного тока для испытания переменным напряжением кабельных линий. Технический результат состоит в обеспечении защиты от влияния внешних электропроводящих предметов. Высоковольтная катушка индуктивности состоит из соосно расположенных намотанных медной лентой секций, соединенных друг с другом. Секции размещены последовательно с интервалом на каркасе, выполненном в виде перфорированного цилиндра с радиально примыкающими к нему снаружи рейками. Каркас закреплен в цилиндрическом баке, верхнее и нижнее основания которого закрыты крышками. На крышке верхнего основания бака закреплен соосно расширитель с указателем уровня масла. На расширителе установлен компенсатор изменения объема масла. Под крышкой нижнего основания бака центрально-симметрично закреплены по меньшей мере три опоры, каждая из которых выполнена из двух параллельных планок, лежащих в осесимметричных плоскостях и выступающих за габарит бака. Внешние концы планок каждой опоры соединены перемычками с образованием зазора между наружной боковой поверхностью бака и перемычкой. В верхней и нижней частях боковой поверхности бака установлены шаровые краны и латунные присоединительные втулки, соединенные соответственно со свободными концами катушки. Все конструктивные элементы высоковольтной катушки индуктивности выполнены из электроизоляционных материалов. 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Высоковольтная катушка индуктивности, состоящая из соосно расположенных намотанных медной лентой секций, соединенных друг с другом, отличающаяся тем, что секции размещены последовательно с интервалом на каркасе, выполненным в виде перфорированного цилиндра с радиально примыкающими к нему снаружи рейками, каркас закреплен в цилиндрическом баке, верхнее и нижнее основания которого закрыты крышками, на крышке верхнего основания цилиндрического бака закреплен соосно расширитель с указателем уровня масла, на расширителе установлен компенсатор изменения объема масла, под крышкой нижнего основания бака центрально-симметрично закреплены по меньшей мере три опоры, каждая из которых выполнена из двух параллельных планок, лежащих в осесимметричных плоскостях и выступающих за габарит бака, внешние концы планок каждой опоры соединены перемычками с образованием зазора между наружной боковой поверхностью бака и перемычкой, в верхней и нижней частях боковой поверхности бака установлены шаровые краны и латунные присоединительные втулки, соединенные соответственно со свободными концами катушки, все конструктивные элементы высоковольтной катушки индуктивности выполнены из электроизоляционных материалов.

2. Высоковольтная катушка индуктивности по п.1, отличающаяся тем, что компенсатор изменения объема масла выполнен в виде сильфонной камеры.

3. Высоковольтная катушка индуктивности по п.1, отличающаяся тем, что компенсатор изменения объема масла выполнен в виде воздушного фильтра.