Трансформатор тока на линейном штыревом изоляторе Советский патент 1983 года по МПК H01F38/30 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструкциям тран -сформаторов тока, применяемых для систем защиты и автоматики линий электропередач.

Известен трансформатор тока, цервичная обмотка которого расположена снаружи на фарфоровом линейном штыревом изоляторе, а вторичная обмотка внутри .изолятора. При этом для размещения обмоток использована специальная удлиненная головка изолятора, представляющая собой полый цилиндр, толщина стенок которого уменьшена для сведения к минимуму магнитного зазора между обмотками 1.

. Обладая упрощенной конструкцией, указанный трансформатор одновременно обладает и недостатком, заключающимся в необходимости переделки обычных серийных фарфоровых изоляторов путем снабжения их удлиненной головкой, что усложняет технологию изготовления трансформатора тока.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является трансформатор тока на стержневом трансформаторе, содержащий первичную обмотку, расположенную снаружи на шейке изолятора, и вторичную обмотку с сердечником, расположенную во внутренней полости изолятора,устройство крепс изолятора ..

Недостатками известного трансформатора тока являются малый класс точности и большой коэффициент рассеяния, что отрицательно сказывается на мощности трансформато10ра..

Цель изобретения - улучшение эксплуатационных возможностей путем улучшения рабочих характеристик.

Поставленная цель достигается

15 тем, что в.трансформеторе тока на линейном-штыревом изоляторе, содержащем первичную обмотку, расположенную снаружи на шейке изолятора, 20 и вторичную обмотку с сердечником, расположенную на внутренней полости изолятора, устройство крепления трансформатора первичная обмотка снаружи . .снабжена электромагнитным экраном, а сердечник вторичной обг

25 мотки снабжен по крайней мере тремя равномерно расположенными вдоль его длины плоскими полюсными наконечниками .

Длина сердечника составляет три

30 высоты первичной обмотки. Толщина полюсных наконечников в 6-10 раз меньше диаметра сердечника Электромагнитный экран охватывает .первичную обмотку до середины ее толщины. Устройство крепления трансформатора выполнено в виде полого диэлек трического штыря. Материал сердечника вторичной обмотки с большим коэффициентом маг нитной проницаемости, а форма и раз меры обеспечивают минимальное значе ние коэффициента размагничивания в слабых магнитных полях, что позволяет получить максимальную энерги в минимальном объеме. На фиг. 1 изображен предлагаемый трансформатор, разрез, на фиг. 2 - картина магнитного поля трансформаг тора тока. Трансформатор тока содержит расположенную на штыревом фарфоровом изоляторе 1 первичную обмотку 2, ра мещенную на цилиндрической шейке изолятора. Первичная обмотка 2 выпо нена ленточным проводником, последовательно включенным в провод элек рической линии передачи.Во внутренней полости изолятора 1 размещена вторичная обмотка 3 с ферромагнитны сердечником 4. На сердечнике имеетс ряд (четыреР равноудаленных друг от друга плоских круглых полюсных наконечников 5, толщина которых в 6-10 раз меньше диаметра сердечника Так, при диаметре сердечника 12 м оптимальная толщина полюсных наконечников составит 1-2 мм. Диаметр наконечников равен диаметру внутрен ней полости изолятора. Первичная обмотка 2 снаружи защищена металлическим электромагнитным экраном 6, охватывающим обмотку 2 до середины ее толщины. Изолятор 1 установлен на штыре 7 изготовленном из диэлектрической трубки iстеклотекстолит. Обмотки трансформатора пропитаны кремний - органическими лаком и залиты эпоксидным , компаундом. Трансформатор работает следующим образом. При токах в первичной обмотке, составляющих 10-20% от номинального магнитное поле тока, создаваемое этой обмоткой, слабое и используется максимсшьно, поле рассеяния умЙ1 шается за счет тонких полюсных наконечников 5, приближенных к первичной обмотке по всей длине сердечника вторичной обмотки, что позволяет получить повышенную отдачу-мощности в. слабом рассеянном поле.Наличие электромагнитного экрана 6, который охватываот до половины толщины первичную обмотку, позволяе ориентировать ее магнитное поле таким образом, чтобы его напряженность была максимальной по длине сердечника 4 вторичной обмотки. - Длина сердечника выбрана с учетом зависимости от своего диаметра и диаметра полюсных наконечников и протяженности ориентированного посредством экрана магнитного поля первичной обмотки в центре. При предлагаемой форме выполнения экрана и сердечника наилучшие показатели по мощности могут быть достигнуты при отношении длины сердечника и высоты первичной обмотки близком к трем. Нижняя часть сердечника, не занятая обмоткой, используется как скрепляющий стержень бсего узла вторичной обмотки и с его помощью вся конструкция трайсформатрра крепится к основанию. Изолятор снабжен полым штырем из диэлектрика, так как часть изолятора использована для размещения первичной обмотки. При возрастании номинального тока в первичной обмотке в 6 - 8 раз тонкие полюсные наконечники начинают насыщаться и по существу постепенно отключаются, обеспечивая плавное насыщение сердечника вторичной обмотки и увеличивая общую кратность насыщения. Полюсные наконечники - это шайбы из того же материала, что и сердечник, плотно насаженные на него по.сле изготовления или выполненные за одно с сердечником. Число полюсных наконечников выбирается, исходя из условия обязательного наличия наконечников на концах сердечника и в его средней час-г ти, составляя, таким образом, не менее трех-четырех на один сердечник. Наличие трубки штыря 7 из диэлектрика (стеклотекстолит), а компенсирует уменьшение утечки из-за размещения первичной обмотки на шейке изолятора и обеспечивает тем самым нормальный .уровень изоляционной прочности всего трансформатора. Электромагнитный экран, помимо своей основной функции, -обеспечивает защиту обмо.тки от влияния внешних магнитных полей. Предлагаемый трансформатор обладает существенно улучшенными рабочими параметрами.. Так, при диаметре сердечника 12 мм, длине его 75 мм, наличии четырех наконечников толщиной 2 мм и диаметром 25 мм, а также при выполнении первичной обмотки из 40 витков медной ленты размером 0,2X25 мм, с пары компенсированных трансформаторов, включенных на разность токов двух фаз, при первичном токе до 2 А можно снять мощность порядка 2 Вт, что вполне достаточно для питания устройс-гва питания систем защиты, а при номиналь ном токе - свыше 20 Вт. При этом Обеспечивается термическая устойчивость трансформатора в течение 14 при токе 700 А и динамическая устой чивость при токах до 2000 А. Таким образом, предлагаемая конструкция трансформатора тока повыша ет выходную мощность ПРИ малых первичных токах, что позволяет упростить и повысить надежность всей сис --°- -НИИ элек Формула изобретения ,,n.i; Трансформатор тока на линейном / ° °Р «содержащий -первичную Обмотку, расположенную снаруж на шейке изолятора, и вторичную обмотку с сердечником, расположенную во внутренней полости изолятора устройство Vкрепления трансформатора, отличающийся тем, .что, с целью улучшения эксплуатацион ных возможностей путем улучшения рабочих характеристик, первичная обмотка снаружи снабжена электромаг3454нитным экраном, а сердечйик вторичToL r бжен по крайней .мере тремя равномерно расположенными вдоль никат полюсными након 2.Трансформатор по п. 1, о т л идающийся тем, что дайна сергоГГб : .°™ -Р-3.Трансформатор по п. 1, о т л ич а ю щ и и с я тем, что толщин полюсных наконечников в 6-10 DS менкше диаметра сердечника. мень 4.Трансформатор по п. 1, о т л ичающийся тем, что электромагнитный экран охватывает первичную Обмотку до середины ее толщины. 5.Трансформатор по п. 1, от л ичающийся тем, что устройство крепления трансформатора выполнено в виде полого диэлектрического штыря. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе м. 1 i; Авторское свидетельство СССР № 146824, кл. Н 01 F 40/06, 1960. м. , свидетельство СССР №-.136452, кл. Н 01 F 40/06, 1959.

/

® риг.г