Высоковольтный трансформатор Советский патент 1981 года по МПК H01F19/00 H01F31/00 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в высоковольтных трансформаторах с обмотками в виде тороидальных катуш и кольцевыми магнитопроводами. Известен трансформатор напряжения, у которого высоковольтная об мотка выполнена из тороидальных катушек, которые размещены на изоляционном цилиндре и изолированы друг от друга изоляционными кольцами, пе вичная неразъемная обмотка проходит через окна тороидальных катушек вну ри изоляционного цилиндра и возвращается через цилиндр за пределы тор идальных катушек 1. Недостатком этого трансформатора напряжения является малая механи ческая прочность крепления обмоток вследствие того, что не предусмотре но крепление изоляционных цилиндров, и первичная обмотка внутри изоляционных цилиндров выполнена из гибкого провода. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является тра сформатор высокого напряжения, содержащий высоковольтную обмотку, выполненную в виде тороидальных катушек, размещенных на изоляцио ном цилиндре и изолированных друг от друга изоляционными кольцами, и низковольтную обмотку, расположенную в центрирующем изоляционном цилиндре. Низковольтная рамочная обмотка выполнена в виде металлических стержней, установленных в центрирующем цилиндре и соединенных гибкими кабелями, образующими лобовую и обратнуючасть каждого витка. Колонна кольцевых сердечников, несущих вторичные тороидальные обмотки, закреплена на опорной плите с отверстиями с помощью изоляционных Цилиндров с фланцами 2. Данное устройство в режимном отношении может использоваться как высокопотенциальный разделительный, импульсный или преобразовательный трансформатор. Однако механическая прочность конструкции первичной обмотки и колонны сердечников недостаточна. Кроме того, рамочная форма первичной обмотки создает неоднородность электрического поля, что снижает эксплуатационную надежность устройства. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности и механнческой прочности крепления oeiмоток.

: Поставленная цель достигается тем, что высоковольтный трансформатор, содержсвдий колонну из кольцевых сердечников, несущих вторичные торо щальные обмотки и первичную обмотку, собранную из металлических стержней, установленных в центрирующем цилиндре, проходящем вдоль оси колонны сердечников и гибких кабелей, образующих лобовую и обратную часть каждого витка и опорную плиту с отверстиями, снабжен диэлектрическим oпopныfv1 цилиндром с отверстиями, через которые проходят лобовые части первичной обмотки, и сегментн1з1м отрезком цилиндра с секторной пластиной, связывающей его основание с центрирующим цилиндром, при этом гибкие кабели веерообразно распределены по образующим сегментного отрезка цилиндра, который установлен на опорной плите.

Для уменьшения влияния вихревых токов сегментный отрезок цилиндра установлен концентрично по отношению к колонне сердечников.

Опорная плита и сегментный отрезок цилиндра с секторной пластиной выполнены из диэлектрика.

На фиг,1 приведена электрическа схема трансформатора; на фиг.2 и 3; - трансформатор, общий вид с разрезами, на фиг. 4 - то же, вид сверху.

Трансформатор содержит низковольтную обмотку 1 с вводами 2 и 3 низкого напряжения, высоковольтную обмотку 4, выполненную в виде тороидальных катушек 5, расположенных на кольцевых сердечниках 6, выводы 7 и 8 высоковольтной обмотки, цилиндр 9, сегментный отрезок диэлектрического цилиндра 10 с секторной пластиной 11 с отверстиями 12, дугообразные зажимы 13, диэлектрический опорный цилиндр 14 с опорной плитой 15, опорно-изоляционньлй цилиндр 16. Низковольтная обмоткс собрана из металлических стержней 17 и гибких кабелей 18, связанных соединительными:контактами 19 и 20 диэлектрическими дисками-сепараторами 21 и 22 с отверстиями, в которых укреплены металлические стерни 17. Тороидальные катушки размещены на центрирующем изоляционном цилиндре 23 в изоляционных ячейках образованных опорньпЛи цилиндрами 2 и .изоляционными кольцами 25, скрепленными стяжками 26. Диэлектрическ опорный цилиндр снабжен боковым отверстием 27, сквозь которое проложены гибкие кабели. Трансформатор помещен в жидкий или газообразный диэлектрик.

Устройство работает следующим образом.

К низковольтной обмотке 1 подводится через вводил 2 и 3 низкого напряжения питающее первичное нап. ряжение, и в тороидальных катушках 5 высоковольтной обмотки 4 индудируется высокое вторичное напряжение, которое передается в высоковольтную нагрузку через выводы 7 и

8 высоковольтной обмотки. Цилиндр 9 и диэлектрические диски-сепараторы 21 и 22 обеспечивают пространственную фиксацию металлических стержней 17 низковольтной обмотки 1, а сегментный отрезок диэлектрического цилиндра 10 и дугообразные зажимы

13- механическую прочность и пространственную фиксацию гибких кабелей 18, исключают их перемещения и создают этим надежную межобмоточ0 tiyio электрическую изоляцию по отношению к тороидальным катушкам 5. Секторная пластина 11 создает жесткую портальную систему опорно-изолирующих элементов низковольтной обмртки 1, цилиндра 9 и сегментного отрезка цилиндра 10, а наличие отверстий 12 в секторной пластине 11 улучшает охлаждение трансформатора. Диэлектрический опорный цилиндр

14с диэлектрической опорной плитой 15 обеспечивают механическую развертку первичной обмотки и колонны сердечников, в диэлектрической опорной плите 15 вихревые электрические токи не возникают,- и применение диэлектрика снижает вероятность межвитковых замыканий низковольтной обмотки 1. Центрирующий изоляционный цилиндр 23, опорные цилиндры 24 и изоляционные кольца 25 обеспечивают пространственную фиксацию и внешнюю изоляцию тороидальных катушек 5, стяжки 26 - прочность крепления элементов высоковольтной обмотки 4 трансформатора. Веерообразное расположение гибких кабелей 18 низковольтной обмотки 1 на сегментном отрезке цилиндра 10 и секторной пластине 11 создает равномерное высоковольтное электрическое поле в зазоре между обмотками

1 и 4 относительно высоковольтной обмот;ки 4 .

В предлагаемом трансформаторе за счет жесткой портальной системы опорно-изолирующих элементов низковольтной обмотки и веерообразного размещения гибких кабелей низковольтной обмотки относительно высоковольтной обмотки существенно увеличена механическая прочность

О низковольтной обмотки и улучшено распределение электрических высоковольтных полей во внешней зоне высоковольтной обмотки. Применение диэлектрической опорной плиты снижает потери электрической энергии и

уменьшает тепловой нагрев при работе трансформатора.

Формула изобретения

1. Высоковольтный трансформатор, содержащий колонну из кольцевых сердечников, несущих вторичные тороидальные обмотки и первичную обмотку, собранную из металлических стержней, установленных в центрирующем цилиндре, проходящем вдоль оси колонны сердечников и гибких кабелей, образующих лобовую и обратную часть каждого витка и опорную плиту с отверстиями, отличающийся тем, что,с целью повышения эксплуатационной надежности и механической прочности конструкции, он снабжен диэлектрическим опорным цилиндром с отверстиями, через которые проходят лобовые части первичной обмотки, и сегмент20

ным отрезком цилиндра с секторной пластиной, связывающей его основание с центрирующим цилиндром, при этом гибкие кабели веерообразно распределены по образующим сегментного отрезка цилиндра, который установлен на опорной плите.

2.Трансформатор по п.1, о т л ичающийся тем, что сегментный отрезок цилиндра установлен концентрично по отношению к колонне кольцевых сердечников.

3,Трансформатор по пп.1 и 2, отличающийся .тем, что опорная плита и сегментный отрезок цилиндра с секторной пластиной выпо5лнены из диэлектрика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1.Патент Англии № 782299, кл. 38 2Т, 1956.

2.Авторское свидетельство СССР № 608204, кл. 01 F 31/00, 1974.

Ю

. . Л j.444.,,r7 . ,., j Jtirr..-....

) ,

27

П

11

/3