ТРАНСФОРМАТОР ТОКА И РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО С ТРАНСФОРМАТОРОМ ТОКА Российский патент 2019 года по МПК H01F38/30 H01F38/38 H01F27/06 H02B13/35 

Изобретение относится к трансформатору тока и к распределительному устройству с трансформатором тока.

В частности, изобретение относится к трансформаторам тока для герметизированных, в частности, изолированных газом распределительных устройств высокого напряжения. Такие трансформаторы тока имеют часто кольцеобразные сердечники трансформатора тока, которые расположены в виде штабеля на опоре сердечника. При этом следует учитывать механическое крепление и стабильность, безопасность прикосновения, электрические соединительные выводы, вид защиты и электрический обратный провод трансформатора тока. В основе изобретения лежит задача создания улучшенного трансформатора тока и улучшенного распределительного устройства с трансформатором тока.

Задача решена, согласно изобретению, относительно трансформатора тока с помощью признаков пункта 1 формулы изобретения и относительно распределительного устройства с помощью признаков пункта 14 формулы изобретения.

Предпочтительные варианты выполнения изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

Трансформатор тока, согласно изобретению, содержит опору сердечника с двумя электрически проводящими опорными концами и по меньшей мере с одной расположенной между опорными концами электрически проводящей опорной трубой, несколько сердечников трансформатора тока, при этом каждый сердечник трансформатора тока проходит кольцеобразно по наружной стороне опорной трубы вокруг продольной оси опорной трубы, и электрически проводящий кожух трансформатора тока, который окружает сердечники трансформатора тока и неподвижно соединен с обоими опорными концами. При этом первый опорный конец электрически изолирован от каждой опорной трубы по меньшей мере с помощью одного изолирующего элемента, а второй опорный конец соединен электрически проводящим образом с каждой опорной трубой.

Кожух трансформатора тока придает трансформатору тока за счет своего соединения с опорными концами механическую прочность. За счет этого можно отказаться от дополнительных опорных элементов для стабильного соединения опорных концов. Кроме того, кожух трансформатора тока служит в качестве защиты от соприкосновения, защиты от погодных условий и в качестве обратного провода трансформатора тока. За счет этого обеспечивается возможность значительного сокращения конструктивных элементов трансформатора тока и упрощения его монтажа. Каждый изолирующий элемент предпочтительно создает электрически изолирующее место разделения, которое электрически отделяет друг от друга оба опорных конца.

В одном варианте выполнения изобретения предусмотрено, что кожух трансформатора тока соединен с первым опорным концом с силовым замыканием, в частности, с помощью винтовых соединений, или с замыканием по материалу, в частности, с помощью сварки.

За счет этого обеспечивается возможность надежного соединения кожуха трансформатора тока с первым опорным концом.

В другом варианте выполнения изобретения предусмотрено, что кожух трансформатора тока соединен со вторым опорным концом с замыканием по материалу, в частности, сварен.

Это предпочтительно обеспечивает возможность неподвижного соединения кожуха трансформатора тока со вторым опорным концом.

В другом варианте выполнения изобретения предусмотрено, что по меньшей мере один опорный конец имеет кольцеобразную фланцевую зону.

Кольцеобразные фланцевые зоны особенно предпочтительно подходят для соединения трансформатора тока с распределительным устройством, в частности, распределительного устройства с газовой изоляцией.

В другом варианте выполнения изобретения предусмотрено, что по меньшей мере один изолирующий элемент соединен лишь с геометрическим замыканием с первым опорным концом и с опорной трубой.

За счет этого может быть сэкономлено неподвижное соединение по меньшей мере одного изолирующего элемента с опорной трубой и/или с первым опорным концом. Это возможно, поскольку кожух трансформатора тока обеспечивает возможность неподвижного соединения опорных концов.

В другом варианте выполнения изобретения предусмотрена по меньшей мере одна окруженная кожухом трансформатора тока электрическая соединительная клемма трансформатора тока.

За счет этого кожух трансформатора тока можно предпочтительно применять также для защиты соединительных клемм и/или в качестве коробки выводов трансформатора тока.

В другом варианте выполнения изобретения предусмотрено, что вокруг каждой опорной трубы расположено в виде штабеля несколько сердечников трансформатора тока вдоль продольной оси опорной трубы.

За счет этого сердечники трансформатора тока располагаются с экономией конструктивного пространства на опорных трубах.

В других вариантах выполнения изобретения предусмотрено, что опора сердечника имеет либо точно одну опорную трубу, либо точно три опорные трубы.

Эти варианты выполнения относятся к выполненному однополюсным или трехполюсным трансформатору тока.

В другом варианте выполнения изобретения предусмотрено, что опорные концы, опорная труба и по меньшей мере один изолирующий элемент герметично закрывают газовое пространство.

Этот вариант выполнения изобретения особенно предпочтителен, когда трансформатор тока применяется в распределительном устройстве с газовой изоляцией, в котором находится под давлением изолирующий газ. Под герметичным закрыванием газового пространства понимается в данном случае, что заполняемое газом пространство закрывается герметично до заданного конструктивного давления.

В другом варианте выполнения изобретения предусмотрено, что кожух трансформатора тока предназначен как для прохождения обратного электрического тока, так и для восприятия механических преломляющих сил.

За счет этого кожух трансформатора тока предпочтительно используется одновременно для обратного прохождения электрических токов и для механической стабилизации трансформатора тока. Под преломляющей силой понимается здесь воздействущая на трансформатор ток изгибающая сила.

Распределительное устройство, согласно изобретению, имеет трансформатор тока, согласно изобретению, с указанными выше преимуществами и выполнено, например, с газовой изоляцией.

Указанные выше свойства, признаки и преимущества данного изобретения, а также пути их достижения, поясняются более подробно в приведенном ниже описании примеров выполнения изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

фиг. 1 - первый пример выполнения трансформатора тока с изображенным частично кожухом трансформатора тока, в изометрической проекции;

фиг. 2 - частичный разрез опоры сердечника и сердечника трансформатора тока, показанного на фиг. 1, в изометрической проекции;

фиг. 3 - частичный разрез показанного на фиг. 1 трансформатора тока, в изометрической проекции;

фиг. 4 - второй пример выполнения трансформатора тока с изображенным частично кожухом трансформатора тока, в изометрической проекции;

фиг. 5 - частичный разрез опоры сердечника и сердечника трансформатора тока, показанного на фиг. 4, в изометрической проекции.

Соответствующие друг другу части обозначены на всех фигурах одинаковыми позициями.

На фиг. 1 показан в изометрической проекции первый пример выполнения трансформатора 1 тока. Трансформатор 1 тока в этом примере выполнения выполнен однополюсным и содержит опору 3 сердечника, несколько сердечников 5 трансформатора тока и электрически проводящий кожух 7 трансформатора тока. Кожух 7 трансформатора тока изображен частично, с целью показа окруженных им компонентов трансформатора 1 тока.

На фиг. 2 показан частично в изометрической проекции разрез опоры 3 сердечника и сердечника 5 показанного на фиг. 1 трансформатора 1 тока.

На фиг. 3 показан частично в изометрической проекции разрез показанного на фиг. 1 трансформатора 1 тока.

Опора 3 сердечника содержит два электрически проводящих опорных конца 9, 11 и расположенную между обоими опорными концами 9, 11 электрически проводящую опорную трубу 13. Первый опорный конец 9 электрически изолирован от опорной трубы 13 изолирующим элементом 15. Второй опорный конец 11 соединен электрически проводящим образом с опорной трубой 13.

Опорная труба 13 выполнена в виде круглого цилиндрического полого тела с открытыми концами.

Изолирующий элемент 15 выполнен в виде изолирующего кольца, которое насажено с геометрическим замыканием на обращенный к первому опорному концу 9 конец опорной трубы 13. Изолирующее кольцо лежит на этом конце опорной трубы 13 и окружает в виде буртика примыкающую к нему концевую зону наружной поверхности опорной трубы 13.

Первый опорный конец 9 насажен с геометрическим замыканием на изолирующий элемент 15. Первый опорный конец 9 имеет кольцеобразную первую фланцевую зону 17, которая прилегает к изолирующему элементу 15 и проходит вокруг продольной оси опорной трубы 13. Первая фланцевая зона 17 окружена пластинообразной закрывающей зоной 19 первого опорного конца 9, которая имеет прилегающий к кожуху 7 трансформатора тока край и соединена с кожухом 7 трансформатора тока с помощью винтового соединения 21.

Каждый сердечник 5 трансформатора тока выполнен кольцеобразным и проходит на наружной стороне опорной трубы 13 вокруг продольной оси опорной трубы 13. Сердечники 5 трансформатора тока расположены штабелем друг над другом вдоль продольной оси опорной трубы 13.

Второй опорный конец 11 сформирован на опорной трубе 13 и выполнен по существу пластинообразным и имеет круглое донное отверстие 38 к опорной трубе 13 и несколько проходящих радиально от опорной трубы 13 к кожуху 7 трансформатора тока донных ребер 23. Кожух 7 трансформатора тока насажен на краевую зону 25 второго опорного конца 11 и сварен с ним.

Опорные концы 9, 11, опорная труба 13 и изолирующий элемент 15 герметично закрывают окруженное ими, предназначенное для заполнения изолирующим газом газовое пространство 26, до заданного конструктивного давления.

Кроме того, трансформатор 1 тока имеет соединительную шину 27, которая проходит между сердечниками 5 трансформатора тока и кожухом 7 трансформатора тока от первого опорного конца 9 ко второму опорному концу 11 и несет несколько соединительных клемм 29 трансформатора 1 тока. Кожух 7 трансформатора тока имеет лежащее противоположно соединительным клеммам 29 отверстие 31 кожуха, которое закрыто закрывающей пластиной 33. Закрывающая пластина 33 закреплена разъемно с помощью соединительных элементов 35, которые выполнены, например в виде винтовых элементов, на кожухе 7 трансформатора тока, так что закрывающая пластина 33 может быть отсоединена от кожуха 7 трансформатора тока, с целью доступа к соединительным клеммам 29. Кроме того, кожух 7 трансформатора тока имеет несколько расположенных рядом с отверстием 31 кожуха проходов 37, через которые могут проходить, например, электрические провода от соединительных клемм 29 наружу.

Кожух 7 трансформатора тока выполнен в виде по существу имеющего форму цилиндрического кожуха металлического листа. Кожух 7 трансформатора тока обеспечивает за счет своего свинчивания с первым опорным концом 9 и своей сварки со вторым опорным концом 11 механическую прочность трансформатора 1 тока и служит дополнительно в качестве защиты от соприкосновения, защиты от погодных явлений, коробки выводов и электрического обратного провода трансформатора 1 тока.

На фиг. 4 и 5 показан второй пример выполнения трансформатора 1 тока. При этом на фиг. 4 показан в изометрической проекции трансформатор 1 тока, а на фиг. 5 показан частично в изометрической проекции разрез показанного на фиг. 4 трансформатора 1 тока.

Показанный на фиг. 4 и 5 трансформатор 1 тока содержит также опору 3 сердечника, несколько сердечников 5 трансформатора тока и электрически проводящий кожух 7 трансформатора тока, однако в отличие от показанного на фиг. 1-3 трансформатора 1 тока выполнен трехполюсным. На основании своей треполюсности, опора 3 сердечника имеет три опорные трубы 13, которые проходят параллельно друг другу между первым опорным концом 9 и вторым опорным концом 11 опоры 3 сердечника и несут каждая штабель кольцеобразных сердечников 5 трансформатора тока. Аналогично фиг. 1, кожух 7 изображен на фиг. 4 частично, чтобы можно было видеть окруженные им компоненты трансформатора 1 тока.

Аналогично показанному на фиг. 1-3 трансформатору тока, каждая опорная труба 13 электрически изолирована с помощью выполненного в виде изолирующего кольца изолирующего элемента 15 от первого опорного конца 9, при этом изолирующие элементы 15 насажены каждый с геометрическим замыканием на опорную трубу 13. Первый опорный конец 9 имеет пластинообразную закрывающую зону 19, которая имеет отверстие 39 крышки к каждой опорной трубе 13 и насажена с геометрическим замыканием на изолирующие элементы 15. Закрывающая зона 19 имеет прилегающий к кожуху 7 трансформатора тока край и соединена с кожухом 7 трансформатора тока с помощью винтовых соединений 21. На закрывающей зоне 19 сформирована выполненная в виде воронки фланцевая зона 17, которая открыта к опорным трубам 13.

Второй опорный конец 11 показанного на фиг. 4 и 5 трансформатора 1 тока имеет вторую фланцевую зону 41, которая выполнена аналогично первой фланцевой зоне 17 первого опорного конца 9 и открыта к опорным трубам 13. Аналогично показанному на фиг. 1-3 трансформатору 1 тока, второй опорный конец 11 сформирован на опорных трубах 13 и имеет краевую зону 25, к которой приварен кожух 7 трансформатора тока.

Также показанный на фиг. 4 и 5 трансформатор 1 тока имеет соединительные шины 27, которые проходят каждая между сердечниками 5 трансформатора тока и кожухом 7 трансформатора тока от первого опорного конца 9 ко второму опорному концу 11 и несут несколько соединительных клемм 29 трансформатора 1 тока. Кожух 7 трансформатора тока имеет по меньшей мере одно отверстие 31 кожуха, которое, аналогично показанному на фиг. 1-3 трансформатору 1 тока, предназначено для закрывания с помощью закрывающей пластины 33. Наряду с отверстием 31 кожуха, кожух 7 трансформатора тока имеет, как и показанный на фиг. 1-3 трансформатор 1 тока, несколько, не изображенных на фиг. 4 и 5, проходов 37, через которые, например, могут выводиться наружу электрические провода от соединительных клемм 29.

Показанные на фиг. 1-5 трансформаторы 1 тока применяются, например, в распределительных устройствах, в частности, в распределительных устройствах с газовой изоляцией.

Хотя изобретение было подробно иллюстрировано и пояснено с помощью предпочтительных примеров выполнения, изобретение не ограничивается раскрытыми примерами, и специалистами в данной области техники могут быть выведены другие вариации, без выхода за объем защиты изобретения.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в улучшении характеристик трансформатора тока и распределительного устройства с трансформатором тока. Трансформатор (1) тока содержит опору (3) сердечника с двумя электрически проводящими опорными концами (9, 11) и по меньшей мере с одной расположенной между обоими опорными концами (9, 11) электрически проводящей опорной трубой (13), несколько сердечников (5) трансформатора тока, при этом каждый сердечник (5) трансформатора тока проходит кольцеобразно по наружной стороне опорной трубы (13) вокруг продольной оси опорной трубы (13), и электрически проводящий кожух (7) трансформатора тока, который окружает сердечники (5) трансформатора тока и неподвижно соединен с обоими опорными концами (9, 11). При этом первый опорный конец (9) электрически изолирован от каждой опорной трубы (13) по меньшей мере с помощью одного изолирующего элемента (15), а второй опорный конец (11) соединен электрически проводящим образом с каждой опорной трубой (13). 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Трансформатор (1) тока, содержащий

- опору (3) сердечника с двумя электрически проводящими опорными концами (9, 11) и по меньшей мере с одной расположенной между обоими опорными концами (9, 11) электрически проводящей опорной трубой (13),

- несколько сердечников (5) трансформатора тока, при этом каждый сердечник (5) трансформатора тока проходит кольцеобразно по наружной стороне опорной трубы (13) вокруг продольной оси опорной трубы (13), и

- электрически проводящий кожух (7) трансформатора тока, который окружает сердечники (5) трансформатора тока и неподвижно соединен с обоими опорными концами (9, 11),

- при этом первый опорный конец (9) электрически изолирован от каждой опорной трубы (13) по меньшей мере с помощью одного изолирующего элемента (15), а второй опорный конец (11) соединен электрически проводящим образом с каждой опорной трубой (13),

отличающийся тем, что

кожух (7) трансформатора тока соединен со вторым опорным концом (11) с замыканием по материалу, причем кожух (7) трансформатора тока сварен со вторым опорным концом (11).

2. Трансформатор (1) тока по п. 1, отличающийся тем, что кожух (7) трансформатора тока соединен с первым опорным концом (9) с силовым замыканием или с замыканием по материалу.

3. Трансформатор (1) тока по п. 2, отличающийся тем, что кожух (7) трансформатора тока соединен с первым опорным концом (9) с помощью винтовых соединений (21) или с помощью сварки.

4. Трансформатор (1) тока по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что по меньшей мере один опорный конец (9, 11) имеет кольцеобразную фланцевую зону (17, 41).

5. Трансформатор (1) тока по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что по меньшей мере один изолирующий элемент (15) соединен лишь с геометрическим замыканием с первым опорным концом (9) и с опорной трубой (13).

6. Трансформатор (1) тока по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что предусмотрена по меньшей мере одна окруженная кожухом (7) трансформатора тока электрическая соединительная клемма (29).

7. Трансформатор (1) тока по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что вокруг каждой опорной трубы (13) расположено в виде штабеля несколько сердечников (5) трансформатора тока вдоль продольной оси опорной трубы (13).

8. Трансформатор (1) тока по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что опора (3) сердечника имеет точно одну опорную трубу (13).

9. Трансформатор (1) тока по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что опора (3) сердечника имеет точно три опорные трубы (13).

10. Трансформатор (1) тока по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что опорные концы (9, 11), опорная труба (13) и по меньшей мере один изолирующий элемент (15) герметично закрывают газовое пространство (26).

11. Трансформатор (1) тока по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что кожух (7) трансформатора тока предназначен как для прохождения обратного электрического тока, так и для восприятия механических преломляющих сил.

12. Распределительное устройство, содержащее трансформатор (1) тока по любому из пп. 1-11.

13. Распределительное устройство по п. 12, отличающееся тем, что распределительное устройство выполнено с газовой изоляцией.