Обмотка индукционного устройства высокого напряжения Советский патент 1985 года по МПК H01F27/29 

20О5СО СС О СО

1. ОБМОТКА ИНДУКЦИОННОГО УСТРОЙСТВА ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ с линейным вводом, содержащая изолированные концентрические витки, образующие катущки, разделенные межкатушечными каналами, и дугообразные электроды, расположенные между витками катушки и соединенные параллельно, отличающаяся тем. что, с целью сокращения материалоемкости за счет уменьшения перенапряжений на межкатушечных каналах, в частях катушки, образованных средней окружностью и крайними витками, количество дугообразных электродов одинаковое. 2.Обмотка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью выравнивания толщины обмотки, дугообразные электроды смещены один относительно другого. 3.Обмотка по пп. 1 и 2 отличающаяся тем, что электроды выполнены в виде ленты из фольги, намотанной на участок витка катушки, а соединения с соседними электродами образованы в местах их касания. 4.Обмотка по пп. 1-3, отличающаяся тем, что по мере удаления катушки от линей (Л ного ввода длина электрода по дуге витка в каждой последующей катушке меньше на 40-70° длины электрода предыдущей катушки.

п Изобретение относится к электротехнике, к обмоткам высоковольтных трансформаторов и реакторов, подвергающихся действию грозовых перенапряжений. В высоковольтных обмотках индукционных устройств с электродами между концентрическими витками необходимо найти такое взаимное размещение электродов и витков в катущке, чтобы получить эффективное снижение перенапряжений на катущке при минимально возможном напряжении между электродом и витком и между электродами соседних катущек, без соединения электрода с линейным вводом обмотки получить условия, эквивалентные такому соединению;Цель изобретения - сокращение материалоемкости обмотки за счет уменьшения перенапряжений на межкатушечных каналах. На фиг. 1 показаны две катущки обмотки, сечение; на фиг. 2 - вариант катущек обмотки с экранами из фольги, намотанными на витках катушек; на фиг. 3 - то же, вид сверху; на фиг. 4 - вариант обмотки с электродами, длина которых меныие длины полувитка, вид сверху; на фиг. 5 - схема замещения катущки обмотки; на фиг. 6 - предла1аемая обмотка, вид сбоку; на фиг. 7 - линия Д.ЛЯ намотки обмотки. Катущка (фиг. 1) содержит изолированные витки 1 - 16, дугообразные электроды 17, расположенные между витками так, что их количество в частях между средней окружностью 18 и крайними витками 1 и 8 одинаковое и соединенные между собой соединениями 19 в радиальном направлении. Соединения 19 размещены в части канала 20, примыкающей к межкатущечному переходу 21, перекрывающему данный канал, и закрыты межкатушечной прокладкой, которая дистанцирует катушки и одновременно служит усиленной изоляцией соединений. Соединения 19 можно выполнить, -например, путем нанесения электропроводного клея, тонкого слоя металла или способом скрутки соседних концов.электродов. Длина каждого дугообразного электрода меньше длины витка, так как при большей длине возможно короткое замыкание электродов по витку и образование короткозамкнутого витка, что недопустимо. В другом варианте (фиг. 2 и 3) катушка .обмотки содержит изолированные витки 1 - 16, причем каждый виток состоит из проводника 22, изолированного изоляцией 23, дугообразные электроды 17, размещенные симметрично относительно средней окружности катушки и выполненные в виде ленты фольги 24, намотанной на участок 25 витка, соединения дугообразных электродов 17, образованные в местах их касания. На дугообразных электродах 17 может находиться слой изоляции, поэтому места их соединения (касания) должны быть очищены от изоляции. Как правило, для создания электрических контактов концы участков фольги на соседних витках катущки соединяют между собой, сгибая их вместе. Вмотка электродов в витки увеличивает продольную емкость катушки, снижая длину дугообразных электродов. Длина дугообразного электрода зависит от электрической емкости, которую необходимо добавить в катушки, чтобы получить уменьшенное импульсное перенапряжение между катущками. Длина дугообразного электрода зависит также от класса напряжения обмотки: чем выше класс напряжения, тем участок 25 намотки электрода длиннее. В варианте обмотки на фиг. 4 длины дугообразных электродов меньще длины подвитка и для обеспечения одинаковой ширины катущки дугообразные электроды смещены вдоль окружности. При действии перенапряжений электрические емкости Е (между проводом 22 витка и дугообразным -электродом 17) создают параллельную виткам 1-8 цепь (фиг. 5) для. токов i высокой частоты, это снижает сопротивление катушки и перенапряжение на ней. В результате перенапряжение, действующее на межкатушечном канале 20, снижается, что позволяет уменьшить размер канала. Потенциал дугообразного электрода 17 в катушке, благодаря размещению электродов так, что их количество в частях между средней окружностью 18 (точка О) и крайними витками 1 и 8 одинаковое, равен потенциалу среднего витка катушки, что в 2 раза снижает напряжение между электродами соседних катущек по сравнению с известной обмоткой. Так, на фиг. 2 напряжение на канале равно 8 витковым напряжениям (12-4), при отсутствии электродов или при наличии электродов,как в известной обмотке, напряжение на канале равно 15 (16-I). Это позволяет уменьщить в 4 раза размер канала (прочность изоляции канала по известным графикам пропорциональна корню квадратному из размера канала). Для выравнивания распределения перенапряжений по катущкам обмотки емкость катушки по мере удаления от линейного ввода должна уменьшаться, что достигнуто путем уменьшения длины участка 25 (и электрода) по мере удаления катушки от линейного ввода (фиг. 6). Эксперименты показывают, что длина электрода на последующей катушке должна быть на 40-70° меньше по сравнению с предыдущей катущкой. Например, в обмотке класса напряжения 750 кВ уменьшение длины электрода последующей катущкн по сравнению с предыдущей составляет 72, 68, 64, 60, 56 и 52°. Линия для намотки обмотки с электродами (фиг. 7-) содержит разматыватель 26 с осью 27 под установку, барабанов 28 с проводом 22, устройство 29 натяжения провода и устройство намотки провода на оправку 30, устройство 31 намотки ленточ-Horo материала с бобиной 32 с фольгой 24; ось 33 намоточной обоймы 31 перпендикулярна осн вращения оправки 30.

Линия работает следующим образом.

На участок 25 провода наматывают фольгу 24 путем вращення обоймы 31 вместе с бобиной 32 вокруг оси 33, вдоль которой перемещают провод 22. Концы ленты фольги закрепляют, например, путем приклеивания к проводу 22. Оправку 30 вращают непрерывно, а бобину 32 включают через определенные промежутки времени в соответствии с прохождением в обойме 31 участка 25 провода.

При намотке предлагаемой обмотки индукционного аппарата высокого напряжения после закрепления начала провода 25 на оправке 30, включая одновременно оправку

30и обойму 31 с бобиной 32, на которую заранее намотаны электроды 17, например, в виде фольги 24, на участок провода 25 меньщий длины развернутого витка наматывают электрод 17, затем бобину 32 с обоймой

31останавливают, электрод 17 отрезают, а виток катушки продолжают наматывать на оправку 30. После этого электрод снова прикрепляют к проводу 22 и, включая бобину 32 с обоймой 31, наматывают электрод на участок 25 провода соседнего витка катущки, снова, отключая бобину с обоймой, наматывают следующий виток катушки. Далее чередуют намотку электродов на участки провода с намоткой витков на оправку до полной намотки катушки, а затем и всей обмоткн.

Участок 25, на который наматывают электрод, рассчитан заранее в каждом витке катущки и в каждой катушке по условиям получения необходимой емкости на каждой катущке, а электроды соседних витков

П 22

катушки скрепляют между собой для создания электрических контактов.

Физический эффект снижения перенапряжений на каналах 20 достигается за счет того, что электроды 17 имеют малую длину, соединены между собой параллельно и размещены так, что их количество в частях катушки, образованных средней окружностью и крайними витками, одинаковое, при этом потенциал всех электродов данной катушки

o один и тот же и равен потенциалу среднего витка данной катушки.

Импульсные токи i проходят от витков 1 - 3 к электродам 17 и от них к виткам 5-7, что увеличивает емкость катушки при уменьшенных напряжениях (±0,5 напряжения

5 катушки) между электродами и витками. Радиальное соединение 19 не ухудшает электрической прочности обмотки по двум причинам: напряжение между электродами соседних катушек в 2 раза меньше, чем между их витками, по электродам и соединениям рабочий ток не протекает, и они имеют малое сечение, т. е. не занимают заметного места в катушке и канале.

В обмотке на фиг. 3 и 4 соединение 19 осуществляется посредством касания соседних электродов 17, т. е. отдельный конструктивный элемент для осуществления соединения вообще отсутствует или осуществляется соединение путем скрутки концов соседних электродов.

При выполнении мощной обмотки , провод

0 которой состоит из нескольких параллельных элементарных проводников, фольга 24 . может быть намотана с разными направлениями намотки на разных витках катушки. Экономический эффект от использования изобретения определяется уменьшением высоты масляных каналов в обмотке.

п

25

25

25

гч

/7

/7

V//////////.

V//////////J(//////////7

У///////////У//7///////Л

У//////////////////Л

11

17