Нерезонирующий трансформатор Советский патент 1938 года по МПК H01F27/34 H01F27/36 

Нерезонирующие трансформаторы, основанные на осуществлении прямолинейного емкостного распределения потенциала по обмотке трансформатора с помощью компенсации емкостных токов на землю, изготовляются в настоящее время двух типов: 1) с экраном вокруг обмотки по типу фирмы G. Е. С. (щит Палуева), 2) с шунтирующими емкостями, встроенными в каналы между катушками и имеющими с катушками лишь емкостную связь. Последняя система описана, например, в авторском свидетельстве № 51579, выданном А. В. Панову.

Каждая из этих систем имеет свои преимущества и недостатки.

При системе со щитом имеется возможность уменьшить высоту обмотки по сравнению с резонирующим трансформатором. Однако при этом получается тот недостаток, что высокий потенциал щита (который соединен с вводом) заносится к нейтрали, что создает трудности в изолировании щита от обмотки.

В системе со встроенными конденсаторами имеется ряд несомненных преимуществ по сравнению с шунтирующими емкостями с гальванической СВЯЗЬЮ:

1)повышается надежность в эксплоатации, поскольку пробой емкости не влечет за собой короткого замыкания,

2)не возникает конструктивных затруднений при изолировании защитных конденсаторов.

По сравнению же со щитом основное преимущество этой системы заключается в распределении потенциала защитного устройства вдоль обмотки.

В свою очередь, эта система обладает и недостатками:

1)по сравнению со щитом здесь значительно увеличивается высота обмотки,

2)между катушкой и обмоткой конденсатора могут возникать повышенные перепады напряжений (для устранения этого требуются специальные мероприятия),

3)при наиболее высоком напряжении (400 KB) конденсаторы вблизи линейного конца получаются весьма большой толщины, что приводит к неравномерному распределению каналов и нарушению равномерного распределения напряжения по индуктивностям при перенапряжениях.

Предметом настоящего изобретения является такой нерезонирующий трансформатор, который, как бы представляя собой комбинацию указанных основных систем, использует преимущества каждой системы и свободен от их главных недостатков.

В предлагаемом нерезонирующем трансформаторе, снабженном щитом с распределенным потенциалом, указанный щит, согласно изобретению, выполнен в виде столба щайб (т. е. плоских колец) конденсаторов, от которых отдельные части обмотки трансформатора расположены на различных расстояниях, с целью уменьшения потенциала щита около нейТрали.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором фиг. 1 схематически изображает продольный разрез половины обмотки предлагаемого трансформатора, а фиг. 2 - поперечный разрез трансформатора, где показан один из возможных вариантов расположения щита, охватывающего в данном случае обе обмотки трансформатора.

На чертеже обозначены: /- обмотка трансформатора, 2-сердечник его, 3- шайбы, охватывающие обмотку 1 и образующие столб конденсаторов.

Как видно из фиг. 1, конденсаторные шайбы 3, образующие столб, расположены на разных расстояниях от отдельных частей обмотки 7.

Емкость между щитом и обмоткой рассчитывается так, чтобы при выбранном распределении напряжения по конденсаторам щита емкостный ток, протекающий с конденсаторов на обмотку, был равен емкостному току обмотки на сердечник. При этом достигается прямолинейное распределение напряжения по обмотке.

Возможность такой компенсации объясняется тем, что при подсчете емкости между обмоткой и конденсатором в качестве обкладок этих емкостей можно принимать как весь щаг обмотки, так и все пространство отдельных конденсаторов, ибо электрические силовые линии пронизывают как каналы между катушками,

так и изоляцию между обкладками конденсаторов, проходя ко всем виткам и ко всем точкам горизонтальной поверхности обкладок конденсаторов щита.

Расчет показывает, что получение прямолинейного распределения напряжения по обмотке при этом возможно при наличии прямолинейного распределения по конденсаторам щита; только потенциалы конденсаторов должны быть выше потенциалов катушек.

В этом случае величина емкостей конденсаторов щита получается такой же, как и при защите с помощью встроенных емкостей.

Следует, однако, учитывать, что конденсаторы щита лежат вплотную один на другом вдоль всей обмотки; поэтому радиальный размер обкладок получается значительно меньше, нежели у встроенных конденсаторов.

В случае создания неравномерного распределения напряжения по конденсаторам щита радиальный размер обкладок может быть еще более уменьшен.

Изменение емкости между щитом и обмоткой может осуществляться как посредством изменения расстояния между ними, так и посредством устройства неполной обкладки (неполный угол обхвата). При изменении расстояния весьма удобно используется градация изоляции. Возможно, что в данной конструкции может быть применено расположение в каналах металлических обкладок без принудительного потенциала; при этом они должны принимать средний потенциал между обмотками. Следует заметить все же, что вопрос о витковых напряжениях при обеспечении равномерного распределения напряжения по катушкам существенного значения не имеет.

Из сказанного видно, что предлагаемый нерезонирующий трансформатор действительно не имеет основных недостатков как системы со щитом, так и системы со встроенными емкостями:

1. Потенциал щита распределен вдоль обмотки.

2.Конденсаторы вынесены из каналов.

3.Радиальный размер конденсаторов относительно невелик.

4.Возможно более или менее равномерное распределение обмотки при сверхвысоких напряжениях (400 кв.).

Предмет изобретения.

Нерезонирующий трансформатор со шитом с распределенным потенциалом, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потенциала щита около нейтрали, указанный щит выполнен в виде столба шайб конденсаторов, от которых отдельные части обмотки трансформатора расположены на различных расстояниях.

Фиг.1

ФиГ.2