Многослойная обмотка трансформатора Советский патент 1981 года по МПК H01F27/32 

1.. , Изобретение относится к электрот х нике и предназначено для использоваЮ1Я в трансформаторах с воздушным охлаждением. Известна многослойная обмотка трансформатора, содержащая главную и межслоевую изоляцию, выполненную из термореактивного материала, при этом главная изоляция, состоящая из боковой и торцовой частей, выполнена из слоистого материала и имеет форму то роида ГП. Наличие термореактивной изоляции в такой обмотке позволяет повысить ее надежность и класс нагревостойкос ти ее изоляции, одиако выполнение главной изоляции из слоистого материала и в форме тороида характеризуется отиосительно высокой трудоемкос тью изготовления обмотки, а при неко торых соотношениях радиального и аксиального размеров катушек такая обмотка практически невыполнима. Наиболее близкой к предлагаемому ПО технической сущности и достигаемо му результату является многослойная обмотка трансформатора, содержащая главную изоляцию, состоящую из боковой и торцовой частей выполненных из слоистого материала, а также межслоепую изоляцию, при-чем межслоевая изоляция имеет увеличенную длину в торцовой зоне 2. Однако наличие слоистой изоляции снижает ее электрическую и механическую прочность, а следовательно, и надежность вследствие появления трещин между слоями изоляции особенно, при изменениях температуры. Такие трещины наиболее опасны в торцовой части главной изоляции, 1-щ линии .напряженности электрического поля совпадают со слоями изоляции. Учитывая эту особенность слоистой изоляции, обмотки для повышения их надежности изготав.гй1вают с увеличенной толщиной главной изоляции в торцовой части, в аксиальном направлении, что приводит к увеличению габаритов обмотки. Цель изобретения - повьшенйе надежности и уменьшения табаритов обмот ки за счет повышения механической и электрической прочности изоляции. Поставленная цель достигается тем, что в известной многослойной обмотке трансформатора, содержащей главную изоляцию, состояш;ую из боковой части выполненной из слоистого) материала и торцовой части, а также межслоевую изоляцию, Торцовая часть главной изоляции выполнена монолитной, а поверхность ее сопряжения с боковой частью главной изоляции выполнена сту пенчатой, при этом межслоевая изоляция выступает за пределы изолированных витков на 0,05-0,95 толщины торцо вой части главной изоляции. На фиг. 1-4 изображена торцовая часть многослойной обмотки четырех исполнений поверхностей сопряжения, разрез. Многослойная обмотка содержит вит 1СИ 1 из изолированного проводника, образующие цилиндрические слои, межд которыми расположена межслоевая изол ция 2, выполненная из термореактивного материала. Главная изоляция состоит из торцовой части 3, выполненной из неслоистого волокнистого мате риала и боковой части 4, вьтолненной из слоистого материала. Межслоевая изоляция 2 выступает за пределы изолированных витков 1 в аксиальном направлении на 0,05-0,95 толщины торцовой части 3 главной изоляции. Выполнение этого выступа меньше указан ной нижней границы снижает надежност обмотки вследствие увеличения возмож ности пробоя по поверхности этого выступа в торцовой части 3 главной изоляции при максимальном напряжении между соседними слоями витков 1. Выполнение же величины этого выступа больше указанной верхней границы нецелесообразно, так как это может при вести к возникновению пробоя торцово части 3 главной изоляции в аксиальном направлении по трещинам, образование которых возможно в этом выступе или вдоль его поверхности при температурных изменениях в обмотке. Поверхность 5 сопряжения торцовой части 3 с боковой частью 4 главной ,изоляции, образованных соответственно из неслоистого волокнистого и сло истого материалов, выполнена увеличивающейся к торцу обмотки. Выполнение поверхности 5 такой формы значительно снижает возможность возникновения трещин по этой поверхности, так как она выполнена ступенчато, а в случае появления трещин, длина пути возможного разряда увеличивается. При работе трансформатора по виткам 1 протекает электрический ток, величина которого изменяется с изменением нагрузки трансформатора. С изменением величины тока изменяется и температура обмотки. Температурные изменения вызывают механические напряжения в изоляции из-за различных температурных коэффициентов линейного расширения материалов, примененных в конструкции обмотки. Однако при этих изменениях температура, а также и при нагревах и охлаждениях во время изготовления и транспортировки обмотки торцовая часть 3 главной изоляции выдерживает возникающие механические напряжения без появления трещин. Это обеспечивается тем, что неслоистьй волокнистый термореактивный материал (например однонаправленное стекловолокно) может накладываться на обмотку более плотно, в том числе в зоне, граничащей с проводниками обмотки ив зоне, граничащей с проводниками обмотки и в зоне сопряжения со слоистым материалом. Граница раздела наполнителя и связукяцего в неслоистом материале раздроблена и не образует плоскостей, и сильь возникаю1цие в элементарных поверхностях раздела наполнителя и связуйщегося в этом случае равномерно распределены и взаимно компенсируют друг , что способствует сохранению монолитности изоляции. Результаты испытаний этих обмоток свидетельствуют о-том что температурные коэффициенты линейного и объемщ го расширения слоистого и неслоистого материалов имеют величину одного порядка и весьма близки. Выступание межслоевой изоляции за пределы изолированных витков на 0,05-0,95 толщины торцовой изоляции также повьшгает электрическую и механическую прочность обмотки, вследствие исключения вероятности распространения трещин в слоистом материале до поверхности торца обмотки из-за ограничения неслоисплм материалом.