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

(54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к трансформаторам, и может быть использовано в высоковольтных импульсных, преобразовательных, силовых и испытательных трансформаторах, применяемых для энергопитания различных высоковольтных электрических устройств.

Известны высоковольтные трансформаторы с тороидальны- магнитопроводом, несущим первичную и вторичную обмотки 1.

Однако известные трансформаторы имеют недостатки технологического характера. В станках для тороидальной намотки необходимо перематывать обмоточный провод с бобины на шпулю станка и затем со шпули на трансформатор При неоднократной перемотке увеличиваются нарушения изоляции провода. Кроме того, наличие изоляции с различными диэлектрическими проницаемостями ухудшают электрическую прочность и ведут к неоднородности электрического поля.

Наиболее близким пс технической сущности к предлагаемой является конструкция импульсного трансформатора на весьма высокое напряжение, содержашая бак, крепежный каркас с тороидальным магнитопроводом, несущим первичную и вторичную обмотки, зафиксированные с помощью боковых изоляционных щек 2.

Недостатком известного устройства является неразъемность конструкции вторичной обмотки, что ухудшает надежность при

эксплуатации, при необходимости разборки и замены части изоляционного каркаса.

Кроме того, в известном импульсном трансформаторе невозможно обеспечить жесткость обмотки, так как натяжение последующих витков приводит к ослаблению предыдущих. При этом возможно провисание витков и их короткое замыкание.

Цель изобретения - повышение надежности и упрощение монтажа.

Поставленная цель достигается тем, что

в высоковольтном трансформаторе, содержащем бак, крепежный каркас и тороидальный магнитопровод, несущий первичную обмотку и многовитковую вторичную обмотку, зафиксированную изоляционными щеками, каждый виток вторичной обмотки выполней в виде стержней, расположенных параллельно оси магнитопровода и перемычек, соединяющих концы стержней, при этом стержни закреплены в изоляционных щеках и кольцевых изоляционных сепараторах, установленных соосно с магнитопроводом, охватывающих его снаружи и расположенных в плоскости окна. Стержни вторичной обмотки установлены концентрическими рядами, смещенными в азимутальном направлении. Изоляционные щеки и кольцевые сепараторы выполнены с осесимметричными волнообразными вырезами. Кроме того, дополнительно стержни и перемычки вторичной обмотки выполнены полыми. На фиг. 1 изображен трансформатор, главный вид; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - часть вторичной обмотки, расположенная внутри магнитопровода. Высоковольтный трансформатор содержит первичную обмотку 1, собранную из полувитков 2, входные клеммы 3 и 4 первичной обмотки, выводы 5 и 6 вторичной обмотки 7, причем вторичная обмотка состоит из составных витков, которые содержат стержни-проводники 8, жестко последовательно соединенные с торцов перемычками 9. Стержни-проводники жестко установлены в кольцевые сепараторы 10 и боковые щеки 11 с вырезами 12, скрепленные диэлектрическими стяжками 13 к корпусу 14, который установлен в бак 15, наполненный трансформаторным маслом. Стержни-проводники 8 расположены внутри тороидального магнитопровода 16, установленного на бащмаке 17, и собраны в съемный барабан 18, который установлен и закреплен на выступах 19 стяжками. На щеках 20 и кольцевых сепараторах 21 имеются концентрические ряды 22 и отверстия, разбитые по секторам 23. Кроме того, внутренние части щек барабана и кольцевые сепараторы снаб жены волнообразными вырезами 24 с целью увеличения длины путей утечки токов. Устройство работает следующим образом. Переменное импульсное напряжение электропитания первичной обмотки 1 подводится к входным клеммам 3 и 4. Высокое напряжение вторичной обмотки 7 снимается высоковольтным выводом 5 и низковольтным выводом 6. Внещние металлические стержни-проводники 8, сочлененные с торцов перемычками 9, обладают высокой механической прочностью и хорощо охлаждаются благодаря омыванию со всех сторон трансформаторным маслом. Внутренние стержни-проводники 8, расположенные внутри магнитопровода 16, образуют съемный барабан 18, что обеспечивает полную взаимозаменяемость стержнейпроводников 8, щек-колец 20, кольцевых сепараторов 21 и удобную сборку и разборку трансформатора. Диэлектрические полукольцевые сепараторы 10 и кольцевые сепараторы 21 пространственно фиксируют стержни-п1 оводники 8, обеспечивают между ними изоляционные масляные зазоры и доступ масла к стержням-проводникам 8, что Значительно улучщает условия охлаждения. Выполнение стержней-проводников 8, расположенных внутри магнитопровода в виде отдельного барабана позволяет сделать конструкцию высоковольтного трансформатора транспортабельной и ремонтоспособной. Наличие выреза в боковых щеках позволяет иметь между первичной и вторичной обмотками лищь одну изоляционную среду - трансформаторное масло (п 2,1 - 2,2).. Устранение непосредственного контакта торцовых перемычек (отрезков витков обмотки) с поверхностью щек повыщает электрическую прочность и эксплуатационную надежность трансформатора. Формула изобретения 1.Высоковольтный трансформатор, содержащий бак, крепежный каркас и тороидальный магнитопровод, несущий, первичную обмотку и многовитковую вторичную обмотку, зафиксированную изоляционными щеками, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности и упрощения монтажа, каждый виток вторичной обмотки выполнен в виде стержней, расположенных параллельно оси магнитопровода и перемычек, соединяющих концы стержней, при. этом стержни закреплены в изоляционных щеках и кольцевых изоляционных сепараторах, установленных CQOCHO с тороидальным магнитопроводом, охватывающих его снаружи и расположенных в плоскости окна. 2.Трансформатор по п. 1, отличающийся тем, что стержни вторичной обмотки, расположенные внутри и снаружи магнитопровода, установлены концентрическими рядами, смещенными в азимутальном направлении. 3.Трансформатор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что изоляционные щеки и кольцевые сепараторы выполнены с осесимметричными волнообразными вырезами. 4. Трансформатор по пп. 1-3 отличающийся тем, ЧТО стержни и перемычки вторичной обмотки выполнены полыми. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 608204, кл. Н 01 F 19/00, 2.Вдовин С. с; Проектирование импульсных трансформаторов. М., «Энергия, 1971, с. 100, рис. 4-24.