Высоковольтное устройство вторичного электропитания Советский патент 1993 года по МПК H01B17/00 

Изобретение относится к области электротехники, а более конкретно к высоковольтным устройствам вторичного электропитания.

Современный уровень приборостроения и конструирования высоковольтных

электрических аппаратов в ряде случаев требует применения компактных и надежных устройств вторичного электропитания с выходным напряжением до 100 кВ. Часто необходимо, чтобы такое устройство обёсечивало несколько выходных регулируеых напряжений, для чего используют мнооканальный высоковольтный источник с одключенным на его выходе регулируюим блоком, при этом такой блок обычно одержит элементы, которые требуют перидического обслуживания (настройки, чисти, замены и др.).

Известно высоковольтное устройство торичного электропитания, обеспечиваюее реТулируемые выходные напряжения по нескольким каналам. Оно состоит из выоковольтного источника и регулирующего блока, смонтированных в отдельных корпусах с масляной изоляцией и связанных между собой высоковольтным кабелем. Описанное устройство обеспечивает необходимые выходные напряжения и возможность обслуживания регулирующего блока, однако, весьма громоздко и имеет повышенные массогабаритные показатели. Кроме этого, из-за старения масла и появления номере эксплуатации его течи, устройство отличается недостаточной надежностью и неудобством в эксплуатации. , ,

В другом известном высоковольтном устройстве вторичного электропитания высоковольтный источник и регулирующий блок расположены в одном корпусе, а в качестве изоляций используется сжатый газ. Это устройство, хотя и обеспечивает необходимые выходные напряжения, однако, тоже отличается, как повышенными массргаба- ритными показателями, так и неудобством при проведении профилактических и ремонтных работ.:-. .

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является высоковольтное устройство вторичного электропитания,содержащее высоковольтный источник и регулирующий блок для стабилизации выходного напряжения, охваченный металли- ческим экраном, установленные в металлическом баке.-заполненном жидким диэлектриком. Вход источника соединен проводниками с генератором переменного напряжения, а высокопотенциальный выход - со входом регулирующего блока который соединен с эквипотенциальным экраном и с высоковольтным выходом устройства. Другой, низкопотенциальный, выход источника и корпус бака соединены между собой и заземлены.

Недостатком данного устройства является невысокая его надежность вследствие применения в качестве изоляции жидкого диэлектрика, свойства которого, как известно, резко ухудшаются с течением времени из-за окисления и воздействия влаги из воздуха, возникновения шлама и образования

проводящих мостиков. По этим же причинам жидкие диэлектрики обладают невысокой электрической прочностью, что не позволяет сделать устройство компактным.

Кроме этого, в указанном устройстве выполнение ремонтнопрофилактических работ на регулирующем блоке вызывает большие неудобства.

Цель изобретения - повышение компак0 тности и надежности высоковольтного устройства вторичного электропитания.

Указанная цель достигается тем, что в высоковольтном устройстве вторичного электропитания, содержащем многока5 нальный источник высокого напряжения и

регулирующий блок, охваченный эквипотенциальным экраном, соединенные про- . водниками, упомянутый источник выполнен в виде монолитного конструктивного узла

0 из отвержденного полимера и имеет форму проходного изолятора на одном торце которого размещен регулирующий блок, а через дугой торец выходят высоковольтные проводники, проложенные в теле упомянутого

5 изолятора вдоль его оси.. На чертеже изображен общий вид предлагаемого устройства.

. Устройство содержит проходной изолятор 1, многоканальный источник высокого

0 напряжения 2 с выходным проводником 3, регулирующий блок 4 с эквипотенциальным экраном 5, а также выходы 6 и проводники

-7,., 9.; . . :

Источник 2 представляет собой много5 обмоточный высоковольтный трансформатор с выпрямителями, конденсаторами и N-выходами, залитый в специальной форме полимером. После отверждения полимера источник 2 оказывается размещенным внут0 ри монолитной конструкции, выполненной в форме проходного изолятора 1 вдоль оси которого, в теле отвержденного полимера, размещены все высоковольтные проводники (условно изображенные на фиг. 1 провод5 ники 3 и 7). Последние проходят через тело проходного изолятора 1 и выходят через торцы, расположенные на его противоположных концах. На одном торце проходного изолятора 1 размещен регулирующий блок

0 4, охваченный эквипотенциальным экраном 5, который электрически соединен проводником 3 с выходом источника 2 и со входом регулирующего блока 4, и выходы последнего соединены проводниками 7 с высоко5 вольтными выходами 6, Проводники 9 и 8, являющиеся соответственно входом и низкопотенциальным выходом источника 2, выведены через тело проходного изолятора 1, например на боковой поверхности, и удалены от его торцов. Проводник 8 заземлен,

проводники 9 предназначены для подключения к внешнему генератору напряжения, а высоковольтные выходы 6-для подключения к многоканальному высоковольтному потребителю.

Устройство работает следующим образом.

Питающее напряжение переменного тока от внешнего генератора поступает по проводникам 9 к источнику 2 на выходах ко- торого формируются высокое напряжение постоянного тока (относительно заземленного проводника 8) и ряд высокопотенциальных напряжений различного уровня. Все эти напряжения поступают по проводникам, про- ложенным в теле проходного изолятора 1, на регулирующий блок 4 в котором они стабилизируются и через проводники 7 поступают на выход 6 устройства.

Такое выполнение позволяет значи- тельно повысить компактность и надежность высоковольтного устройства вторичного электропитания и выполнить его без металлических и других корпусов, тем самым обеспечив существенное умень- шение массогабаритных показателей.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что существенными отличительными признаками предлагаемого устройства являются:

применение широко распространенных отверждаемых полимеров, что позволяет существенно упростить конструкцию, так как отвержденный полимер одновременно обеспечивает механическое крепление всех деталей устройства и уменьшает мас- согабаритные показатели, в связи с тем, что полимеры обладают высокой электрической прочностью, достигающей 30...70 кВ/мм;

высокая надежность устройства вследствие применения только твердой долгожи- вующей изоляции, каковой являются отвержденные полимеры, что позволяет исключить использования кожухов для сжатого газа или жидкого диэлектрика с уплотнениями, резервуарами, компенсирующими изменения их объема при колебаниях температуры и др. Надежность подобных устройств может быть обеспечена на поря- док более высокая по сравнению с устройствами, в которых применены газовые или жидкие диэлектрики;

простота и рациональность конструкции устройства, выполненного в виде проходного изолятора, на одном торце которого находятся выходы всех каналов к нагрузкам, а на втором торце размещен регулирующий блок в эквипотенциальном экране к которому имеется свободный доступ для проведения профилактических и ремонтных работ.

Отмеченные признаки являются существенными, так как благодаря им предлагаемое устройство обладает новой способностью, т, е. повышенной компактностью и надежностью при большом числе выходных каналов, а также высокой ремонтопригодностью и удобством эксплуатации регулирующего блока, вынесенного на торец проходного изолятора.

Таким образом, предлагаемое устройство характеризуется в сравнении с известными новой совокупностью признаков и соответствует критериям новизны и существенных отличий.

Как показали испытания, высокая электрическая прочность примененного диэлектрика, хорошая адгезия с отвержденным полимером всех элементов приведенной электроизоляционной конструкции гарантирует надежную и устойчивую работу высоковольтного источника вторичного электропитания при входных напряжениях до 100 кВ во всех режимах эксплуатации в широком диапазоне температуры окружающей среды (-5б°С...+50°С) без коронирова- ния на высоковольтных элементах и без поверхностных перекрытий между этими элементами и низковольтными проводниками.

Формула изобретения

Высоковольтное устройство вторичного электропитания, содержащее многоканальный источник высокого напряжения и регулирующий блок, охваченный эквипотенциальным экраном, соединенные проводниками, отличающееся тем, что, с целью повышения компактности и надежности, упомянутый источник выполнен в виде монолитного конструктивного узла из от- вержденного полимера и имеет форму проходного изолятора, на одном торце которого размещен регулирующий блок, а через другой торец выходят высоковольтные проводники, проложенные в теле упомянутого изолятора вдоль его оси.

Использование: создание малогабаритных высоковольтных устройств вторичного электропитания. Сущность изобретения: в высоковольтном устройстве вторичного электропитания, содержащем заземленный многоканальный высоковольтный источник с выходными проводниками, к части которых подключен охваченный эквипотенциальным экраном регулирующий блок со своими выходными проводниками, элементы указанного источника размещены в непосредственной близости от всех выходных проводников и вместе с ними изолированы отверждённым полимером, при этом изоляционная конструкция выполнена в виде проходного изолятора, во фланце которого размещены элементы источника, а вдоль оси остова проложены все упомянутые проводники, концы которых на первом торце остова являются выходами устройства, а концы на втором торце остова подсоединены к регулирующему блоку, размещенному на этом же торце остова вместе с эквипотенциальным экраном, причем проводники, соединяющие выходы многоканального источника с входами регулирующего блока, также проложены вдоль оси остова,-а экран подсоединен к одному из этих проводников. 1 ил. У Ј 4 00 О СЛ СП