Трансформаторная обмотка высоковольтного ускорителя Советский патент 1983 года по МПК H05H5/02 

Изобретение относится к высоковольтной и ускоритеЛьной технике, а именно к выполнению трансформаторных обмоток в высоковольтныкускорителях на основе трансформаторов. В известных комбинированных опор ных изо;1йрующих колоннах l высоковольтного ускорителя с повышенной электрической прочностью наружные электроды в различных частях колонны выполнены с поперечным сечением в виде составных фигур, образованны сопряжением элементов одной и более фигур, например овалов. Однако комбинированная опорная-.колонна не может быть применена в ускорителях на основе трансформатора вследствие принципиальных конструктивных отличий трансформаторной обмотки от изо лирующей опорной колонны. Известна также трансформаторная обмотка 2 , содержащая образованные, витками или экранами плоскорасположенные секции, наружная граница поперечного сечения которых обраг1ена к первичной обмотке или заземленному баку. При таком исполнении секции на ней возникает, особенно высокая напряженность поля в местах с большой кривизной поверхности. Это вынуждает увеличивать зазор между обмотками и использовать наиболее дорогую газовую изоляцию (элегаз высокого давления) . Кроме того, наличие участков с большой кривизной в области сильно го поля на поверхности трансформатор ной обмотки превращает последнюю в слабое звено изоляции ускорителя по сравнению с высокопотенциальным выводом (кондуктором) и тем самым ухудшает надежность работы установки. Целью изобретения является увеличение электрической прочности обмотки и повышение надежности работы ускорителя. Эта цель достигается тем, что хотя бы часть секций обмотки имеет наружную границу поперечного сечения секции, выполненную в виде плавной кривой, например в виде сопряжения двух полуовалов, причем край секции обращенный к высокопотенциальному выводу, образует выступ на внешней поверхности обмотки, а край секций, противоположный высокопотенциальному выводу, образует впадину на внешней поверхности обмотки. Кроме того, наружная граница поперечного сечения для пары секций, соединенных наружными витками,,выполнена в виде общей плавной кривой. На фиг.1 и 2 представлен высоковольтный ускоритель на основе трансформатора, продольное сечение. Стенка 1 зазерлпенного бака расположена напротив высокопотенциального вывода 2 и трансформаторной секционированной обмотки, которая включает образец 3 исполнения секции прототипа, образцы предлагаемого исполнения секции без экрана 4 и с экраном 5 и образцы предлагаемого исполнения пары секций, соединенных наружными витками. Наружная граница поперечного сечения этих секций образована витками б и проводящим экраном 7 или только экраном 8. Магнитопровод 9 и первичная обмотка 10 отделены от вторичной секционированной обмотки изоляционным зазором. Оптимальное соотношение размеров и вид границы поперечного сечения секции, образующей плавную кривую, зависят от исполнения трансформаторного устройства и определяются расчетом электростатического поля. Образование общей границы сечения для пары секций с использованием экрана позволяет выравнять распределение поля на стыках соседних секций а близкими потенциалами, когда секции попеременно соединяются то наружными слоями обмотки, то внутренними слоями. Следовательно, независимо от способа соединения секций во втори ной обмотке трансформатора наружный край секции с большой кривизной, обращенный к высокопотенциальног выводу, пог/1ещается в области, где продольная составляющая вектора напр яженности вычитается из поперечной составляющей, а противоположный край секции .с большой кривизной помещае.тт ся в области поля, ослабленного влиянием следующей секции обмотки. Предлагаемая трансформаторная обМотка по сравнению с известной имеет большую электрическую прочность, что в ряде ускорителей позволяет получить более высокую энергию ускоряемых частиц при тех же габаритах установки и неизменной изолирующей среде. Сниженная вероятность пробоя с вторичной обмотки увеличивает надежность эксплуатации даже при повышенных напряжениях. Если рабочее напряжение ускорителя не изменяется, использование устройства дает возможность снизить давление газовой изоляции или уменьшить зазор между первичной и вторичной обмотками, увеличив эффективность генерации высокого напряжения, например, в трансформаторе Тесла.

/ И

;|-.

:

1. ТРАНСФОРМАТОРНАЯ ОБМОТКА ВЫСОКОВОЛЬТНОГО УСКОРИТЕЛЯ, содержащая образованные витками или экранами плоскорасположенные секции, наружная граница поперечного сечения которых обращена к первичной обмотке или заземленному баку, отличающаяся тем, что, с це11ыо увеличения электрической прочности об- мотки и повышения надежности в работе ускорителя, хотя бы часть секций обмотки имеет наружную границу поперечного сечения секций, выполненную в виде плавной кривой, например в виде сопряжения двух полуовалов, причем край , обращенный к высокопотенциальному выводу, образует выступ на внешней поверхности обмотки, а край секции, противоположный высокопотенциальному выводу, образует о впадину на внешней поверхности обмотки. 2. Обмотка по п.1, отлича- Q ю щ а я с я тем, что наружная грани-® ца поперечного сечения для пары секций, соединенных наружными витками, выполнена в виде общей плавной кривой. ГО го 05 4;; ю