Высоковольтный трансформатор-выпрямитель Советский патент 1983 года по МПК H05H5/00 

Изобретение относится к высоковольтным источникам питания и может быть использовано в ускорительной технике в качестве источника ускоряющего напряжения для ускорителей прямого действия, а также для лабораторных и про1/рлшленных целей. Современные трансформаторы-выпря мителй на выходное напряжение до 2 MB выполняются в виде конструкций объединяющих в едином герметичном |КОтлё, заполненном электроизоляцион ной средой, трансформатор с экранированными обмотками, выпрямительные блоки и опорные изоляторы. Высокое напряжение выводится наружу через высоковольтный ввод от специальной высоковольтной камеры, объединяющей выводы всех выпрямительных блоков и обмоток Cl . В известной конструк ции вторичная обмотка и, соответственно выпрямительные блоки выполнены не секционированными, что приводит к неравномерному распределению напряжения по элементам, главным образом, за счет неблагоприятного распределения поперечных емкостных токов между выпрямительными блоками и соседними элементами конструкции в котле. В более совершенных конструкциях вторичные обмотки и выпрямительные , блоки секционируют, при этом обеспе чивается более равномерное распределение напряжения как по высоте, так и по азимуту. Известен высоковольтный трансфор матор-выпрямитель 2 , содержащий трехфазный трансформатор с простран ственно-симметричным магнитопроводом, секционированную вторичную обмотку, секции которой состоят из двух катушек с экранами, секциониро ванные вентильные блоки, несущую изоляционную конструкцию и высоковольтный ввод, расположенные в сосу де, заполненном электроизоляционной средой. Известная конструкция является сложной, прежде всего, по числу конструктивных элементов, выполняющих функции соединения элементов между собой. Кроме того, поскольку несущей конструкцией являются полки этажерки, скрепленные с шестью стой ками, опорной.трубой и катушками, замена отдельных элементов в случае выхода из строя предполагает полную разборку конструкции. Следует также отметить, что жесткое крепление секций вторичной обмотки к -полкам на выводных концах-кронштейнах не может обеспечить высокой степени соос ности секций относительно первичной обмотки, что приводит к уменьшению . электрической прочности промежутка |Между первичной и вторичной обмотками. В режиме короткого замыкания (например, при пробоев ускорительной трубке) на секции действуют осе-, вые силы, стремящиеся при жестком креплении оторвать наружные выводы от полок. Целью изобретения является упрощение конструкции и обслуживания ус тановки, увеличение долговечности секций вторичной обмотки и уменьшение габарита установки. Указанная цель достигается тем, что катушки каждой секции закреплены внутренними сторонами на разомкнутом металлическом кольце, соединяющем внутренние выводы катушек, металлические кольца состыкованы с Изоляционными кольцами посредством канавок и выступов и образуют три несущие конструкции вокруг стержней магнитопроводов, наружные выводы катушек гибкими выводами подсоединены к выпрямительным блокам, образующим три независимые от крепления катушек конструкции, установленные на изоляционных: трубках. Кроме того, высоковольтный ввод выполнен в виде кабельного ввода и расположен внутри по крайней мере одной изоляционной трубы, на которой закреплены выпрямительные блоки в виде кабельного ввода. . На фиг. 1 представлен поперечный разрез трансформатора-выпрямителя,на фиг. 2 - вертикальное сечение катушек вторичной обмотки изоляционной трубы с кабельнЕлм вводом и укрепленными на ней выпрямиЧгельными блоками. Высоковольтный трансформатор-выпрямитель содержит трехфазный трансформатор, состоящий из магнитопровода 1, первичной обмотки 2 и вторичной обмотки 3, разделенной на секции 4, электрически связанные между собой через выпрямительные блоки 5 и высоковольтный ввод б, размещенные в сосуде 7,,заполненном изолирующей средой, например, смесью газов (75% N2 +25% С02) под давлением. Первичная обмотка 2, расположенная на магнитопроводе 1 со стороны высокого напряжения, закрыта разрезанным экраном 8, защищающим первичную обмотку от повреждений при случайных пробоях основного газового зазора 9, Секции 4 установлены одна на другую через изоляционные кольца 10. Соосность сборки обеспечивается впадинами 11 на изоляционных кольцах 10 и соответствующими выступами 12 на металлическом разрезном кольце 13. На каждом кольце 13 зеркально установлены по две катушки 14 тарельчатой формы. Концы катушек, расположенные на их внутреннем диаметре (условно не показаны), подсоединены к кольцу 13.

Выпрямительный блок 5 закреплен средне точкой на градиентном кольце 15 изоляционной опорной трубы 16, являющейся несущим элементом опорной колонны, и с помощью гибких выводов 17 подсоединен к наружным выводам катушек 14.

Соединение средних точек выпрямительных блоков осуществлено с помощью колец 18, закрепленных на изоляционных трубках 16 через кольца 15

Расположение изоляционных труб выбрано таким, что выпрямительные блоки 5 находятся в зазоре между секциями 4 вторичной обмотки 3 и градиентным кольцом 18 и позволяет производить замену блоков при снятых кольцах 18 без разборки других элеf eHTOB трансформатора-выпрямителя.

Изоляционная опорная труба 16 с помещенным внутрь кабелем 19 образует высоковольтный кабельный ввод, )acпpeдeлeниe высокого напряжения по которому сформировано градиентными кольцами 18, Число кабельных

вводов может быть равным числу изоляционных труб.

.Такое исполнение трансформаторавыпрямителя позволяет упростить его конструкцию за счет сокращения числа конструктивных элементов путег совмещения их функций, упростить операции замены его отдельных элементов за счет исполнения независимыми друг от друга конструкцией вторичной обмотки и выпрямительных блоков, а также уменьшить его габарит за счет совмещения высоковольтного ввода с несущим элементом опорной колонны. При этом время на замену, например, вышедших из строя во BpeMJ эксплуатации выпрямительных блоков трансформатора-выпрямителя, по экспертным оценкам сократится с 24 до 8 ч. Уменьшение же габарита и сокращение числа конструктивных элементо: ведет к экономии материалов (например, стали углеродистой около 550 кг, стали нержавеющей 100 кг, оргстекла 100 кг) .

1. ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР-ВЕЛТРЯМИТЕЛЬ, содержащий трехфазный трансформатор с пространственно-симметричным мйгнитопроводом, секционированную вторичную обмотку, секции которой состоят из двух катушек с экранами, секционированные вентильные блоки, несущую изоляцион ную конструкцию и высоковольтный ввод, расположенные в сосуде, заполненном электроизоляционной средой, отличающийся тем, что. .с целью упрощения конструкции и обслуживания установки и увеличения долговечности секций вторичной обмотки, катушки каждой секции закреплены внутренними сторонами на разом:кнутом металлическом кольце, соединяющем внутренние выводы катушек, металлические кольца состыкованы с изоляционными кольцагли посредством канавок и выступов и образуют три несущие конструкции вокруг стержней магнитопроводов, наружные выводы катушек гибкими выводами подсоединены к выпрямительным блокам, образующим три независимые от крепления катушек конструкции, установленные на изоляционных трубах. (Л 2.Трансформатор-выпрямитель по п.1 отличающийся тем, что, с целью уменьшения габарита установки, высоковольтный ввод выполнен в виде кабельного ввода и расположен внутри по крайней мере одной изоляционоо ной трубы, на которой закреплены 4 СП выпрямительные блоки в виде кабельного ввода. СД

8

4