RU200839U1

RU200839U1 - High-frequency minelayer reactor

Info

Publication number: RU200839U1
Application number: RU2020134527U
Authority: RU
Inventors: Андрей Васильевич Еланцев; Олег Валерьевич Лукиных; Александр Александрович Шахматов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью «НПФ Мультиобработка»
Priority date: 2020-10-21
Filing date: 2020-10-21
Publication date: 2020-11-13

Abstract

Полезная модель относится к высокочастотной связи по проводам линий электропередачи, используемой в области энергетики.Реактор высокочастотного заградителя состоит из катушки индуктивности с воздушным сердечником, сформированной намоткой монолитного токопроводящего провода, выполненного из медного или алюминиевого сплава и имеющего в сечении форму прямоугольника с предпочтительным соотношением длин узкой и широкой сторон 1:1,5. Монолитный токопроводящий провод снабжен обмоткой, выполненной из изолирующего тонкослойного материала, в качестве которого используют стеклоткань, или самослипающуюся силиконовую ленту, или базальтовую ткань, или стеклонить, которая покрывает поверхность монолитного токопроводящего провода по спирали с нахлестом. После намотки катушки индуктивности ее витки по высоте фиксируют продольными стяжками.Технический результат - увеличение добротности и снижение вносимых потерь в процессе использования реактора высокочастотного заградителя для передачи тока промышленной частоты. 6 з.п. ф-лы, 3 фиг.The utility model relates to high-frequency communication through wires of power transmission lines used in the field of power engineering. The reactor of a high-frequency trap consists of an air-core inductor formed by winding a monolithic conductive wire made of copper or aluminum alloy and having a rectangular cross-section with a preferred ratio of narrow lengths and wide sides 1: 1.5. The monolithic conductive wire is provided with a winding made of an insulating thin-layer material, which is fiberglass, or self-adhesive silicone tape, or basalt fabric, or glass thread, which covers the surface of the monolithic conductive wire in a spiral with an overlap. After winding the inductance coil, its turns are fixed in height with longitudinal ties. The technical result is an increase in the figure of merit and a decrease in insertion loss in the process of using a high-frequency trap reactor for transmitting power frequency current. 6 p.p. f-crystals, 3 fig.

Description

Полезная модель относится к высокочастотной связи по проводам линий электропередачи, используемой в области энергетики.The utility model relates to high-frequency communication over the wires of power lines used in the field of power engineering.

Высокочастотный заградитель предназначен для ослабления шунтирующего действия оборудования и шин подстанций и ответвлений от высоковольтной линии на сигналы противоаварийной автоматики, релейной защиты, телефонной связи и телемеханики. В случае организации каналов высокочастотной (ВЧ) связи по изолированным грозозащитным тросам высокочастотный заградитель служит для заземления тросов по промышленной частоте в местах присоединения.The high-frequency trap is designed to weaken the shunting action of the equipment and buses of substations and branches from the high-voltage line to the signals of emergency automation, relay protection, telephone communication and telemechanics. In the case of organizing high-frequency (HF) communication channels through insulated lightning protection cables, the high-frequency trap is used to ground the cables at industrial frequency at the points of connection.

Высокочастотный заградитель представляет собой заграждающий фильтр, который включается в рассечку фазного провода, и может быть настроен на определенные полосы заграждения из диапазона 16-1000 кГц.A high-frequency trap is a trap filter that is included in the phase conductor cut and can be tuned to specific trap bands from 16-1000 kHz.

Важнейшими характеристиками высокочастотного заградителя является добротность, и, как следствие пониженные потери, которые обеспечивают надежную эксплуатацию в течение длительного времени протекания тока промышленной частоты 50 Гц и в условиях внешних воздействий окружающей среды. Одним из основных конструктивных элементов высокочастотного заградителя является силовой реактор, который должен соответствовать требованиям, предъявляемым к заградителям, а именно: обладать способностью работы в условиях перенапряжений в электрических сетях при грозе, коммутационных переключениях и аварийных ситуациях на линии электропередачи (ЛЭП), которые приводят к чрезвычайным динамическим нагрузкам на реактор.The most important characteristics of a high-frequency trap is the quality factor, and, as a result, reduced losses, which ensure reliable operation for a long time during the current flow of industrial frequency 50 Hz and in conditions of external environmental influences. One of the main structural elements of a high-frequency minelayer is a power reactor, which must meet the requirements for minelayers, namely: be able to operate under overvoltage conditions in electrical networks during a thunderstorm, switching switching and emergency situations on power lines (PTL), which lead to extreme dynamic loads on the reactor.

Реактор высокочастотного заградителя, как правило, представляет собой катушку индуктивности, выполненную намоткой провода с малым удельным сопротивлением на опору из изолирующего материала.The reactor of a high-frequency trap, as a rule, is an inductor made by winding a wire with a low resistivity on a support made of insulating material.

Известен реактор высокочастотного заградителя, представляющий собой катушку индуктивности, выполненную из металлического провода, навитого на реечный каркас, обмотка реактора имеет по крайней мере три параллельных слоя, намотанных по спирали, и выполнена с транспозицией только на двух внутренних слоях катушки (патент на полезную модель №RU 173516, опубл. 2017).The known reactor of a high-frequency minelayer, which is an inductance coil made of a metal wire wound on a rack frame, the reactor winding has at least three parallel layers wound in a spiral, and is made with transposition only on two inner layers of the coil (patent for utility model No. RU 173516, publ. 2017).

К недостаткам известного реактора можно отнести различную индуктивность слоев, обусловленную разным количеством их витков, что приводит к неравномерному токораспределению, при котором по внешнему слою протекает больший ток, вызывая перегрев внешнего слоя, большие электрические, тепловые потери и динамические нагрузки от токов короткого замыкания.The disadvantages of the known reactor include different inductance of the layers, due to the different number of their turns, which leads to uneven current distribution, in which a larger current flows through the outer layer, causing overheating of the outer layer, large electrical, heat losses and dynamic loads from short-circuit currents.

Известны многослойные реакторы высокочастотного заградителя, представляющие собой катушку индуктивности, выполненную из металлического провода, навитого на реечный каркас из электроизоляционного материала. Обмотка реактора может иметь по меньшей мере три слоя, выполненных непрерывными параллельными проводами, навитыми на каркас вдоль спирали, направленной вдоль главной оси катушки, причем намотка каждого слоя выполнена в направлении, противоположном направлению соседнего слоя (патент на изобретение RU №2721375, опубл. 2020).Или известен реактор высокочастотного заградителя, имеющий группу параллельных проводов, закрепленных на каркасе, концы которых размещены вдоль оси реактора, а слои обмотки намотаны по спирали с чередованием направления намотки каждого слоя (патент на изобретение RU №2721371, опубл. 2020).Known multilayer high-frequency minelayer reactors, representing an inductor made of a metal wire wound on a rack frame made of electrical insulating material. The winding of the reactor can have at least three layers made of continuous parallel wires wound on the frame along a spiral directed along the main axis of the coil, and the winding of each layer is made in the direction opposite to the direction of the adjacent layer (patent for invention RU No. 2721375, publ. 2020 Or, a high-frequency minelayer reactor is known, which has a group of parallel wires fixed on the frame, the ends of which are placed along the axis of the reactor, and the layers of the winding are wound in a spiral with alternating winding directions of each layer (patent for invention RU No. 2721371, publ. 2020).

Известные многослойные реакторы высокочастотного заградителя обеспечивают надежность от разрушения из-за деформации, вызванной протеканием токов короткого замыкания. Однако, использование реечного каркаса увеличивает межвитковое расстояние, т.к. витки провода катушки индуктивности отделены друг от друга расстоянием, определяемым зазорами между пазами реек. Наличие значительного межвиткового пространства, представляющего собой сумму зазоров между пазами реек, увеличивает высоту реактора, а, следовательно, увеличивает сопротивление, что снижает добротность реактора.Known multilayer high-frequency trap reactors provide reliability against destruction due to deformation caused by the flow of short-circuit currents. However, the use of a rack and pinion frame increases the turn-to-turn distance, because the turns of the wire of the inductor are separated from each other by a distance determined by the gaps between the grooves of the rails. The presence of a significant turn-to-turn space, which is the sum of the gaps between the grooves of the laths, increases the height of the reactor, and, consequently, increases the resistance, which reduces the Q-factor of the reactor.

Известен каркасный реактор высокочастотного заградителя, содержащий катушку индуктивности, выполненную алюминиевым или медным проводом, витки которого укреплены на опоре, выполненной в виде полого цилиндра из стеклопластика, представляющего собой электроизоляционный материал. В теле цилиндра сформирована резьбовая канавка с постоянным шагом, в которой располагается алюминиевый или медный провод, формирующий катушку индуктивности. Сечение полого цельного цилиндра не имеет технологических зазоров, обусловленных реечным каркасом, поэтому обладает увеличенной площадью опоры проводника катушки индуктивности. (патент на полезную модель №RU 81862, опубл. 2009).Known frame reactor of a high-frequency trap, containing an inductor made of aluminum or copper wire, the turns of which are fixed on a support made in the form of a hollow cylinder made of fiberglass, which is an electrical insulating material. A threaded groove with a constant pitch is formed in the cylinder body, in which an aluminum or copper wire is located, forming an inductor. The section of the hollow one-piece cylinder does not have technological gaps caused by the rack frame, therefore it has an increased support area for the conductor of the inductor. (utility model patent No. RU 81862, publ. 2009).

В известном реакторе обеспечивается постоянная величина межвитковых зазоров, заполненных боковыми стенками пазов стеклопластика. Известный реактор обеспечивает снижение габаритов по сравнению с реечным каркасом, однако не обеспечивает минимально возможной его длины, т.к. каждое межвитковое пространство заполнено стеклопластиком, технология нарезки пазов которого не предполагает возможность формирования тонкой стенки и требует значительных трудозатрат. Кроме того, для обмотки в известном реакторе предполагается использование провода круглого сечения, который не позволяет уменьшить высоту катушки, для обеспечения высокой добротности реактора.In the known reactor, a constant value of turn-to-turn gaps filled with side walls of fiberglass grooves is provided. The known reactor provides a reduction in dimensions in comparison with a rack frame, but does not provide its minimum possible length, because each turn-to-turn space is filled with fiberglass, the groove cutting technology of which does not imply the possibility of forming a thin wall and requires significant labor costs. In addition, for the winding in the known reactor, it is assumed to use a wire of circular cross-section, which does not allow reducing the height of the coil, to ensure a high quality factor of the reactor.

Известен каркасный реактор высокочастотного заградителя, который представляет собой катушку индуктивности, сформированную намоткой провода на опору, выполненной в виде полого цилиндра из стеклопластика. Для повышения надежности конструкции реактора при протекании через него токов короткого замыкания соседние витки провода на опоре зафиксированы слоем электрической изоляции, заполняющим межвитковое пространство, который образован намоткой ровинга условно параллельно виткам провода. Ровинг состоит из стеклянных нитей, пропитанных термореактивным полимерным связующим, отверждаемым в межвитковом пространстве после их заполнения (патент на полезную модель №RU 188345, опубл. 2019).Known frame reactor of a high-frequency trap, which is an inductor formed by winding a wire on a support made in the form of a hollow fiberglass cylinder. To increase the reliability of the design of the reactor when short-circuit currents flow through it, adjacent turns of the wire on the support are fixed with a layer of electrical insulation filling the interturn space, which is formed by winding the roving conventionally parallel to the turns of the wire. Roving consists of glass threads impregnated with a thermosetting polymer binder, cured in the interturn space after filling (utility model patent No. RU 188345, publ. 2019).

Известный реактор представляет собой монолитный каркасный блок с высокой механической прочностью, исключающий смещение витков провода под действием механических сил при критических режимах работы реактора и не предполагающий существенных трудозатрат на формирование пазов в теле опоры. Вместе с тем, для обмотки в известном реакторе предполагается провод с малым удельным сопротивлением, имеющим круглое сечение, который не позволяет уменьшить длину катушки и получить, высокую добротность реактора, а при отверждении термореактивного связующего между витками образуется слой диэлектрика с повышенной диэлектрической постоянной, который также увеличивает вносимые потери.The known reactor is a monolithic frame unit with high mechanical strength, which excludes displacement of the wire turns under the action of mechanical forces during critical operating conditions of the reactor and does not involve significant labor costs for the formation of grooves in the support body. At the same time, for the winding in the known reactor, it is assumed a wire with a low resistivity having a circular cross-section, which does not allow to reduce the length of the coil and obtain a high figure of merit of the reactor, and when the thermosetting binder solidifies between the turns, a dielectric layer with an increased dielectric constant is formed, which also increases insertion loss.

Наиболее близким к предлагаемому является реактор высокочастотного заградителя, представляющий собой катушку индуктивности, выполненную из монолитного провода из токопроводящего материала с малым сопротивлением, формованного с образованием, по крайней мере, двух противоположно расположенных плоских поверхностей, витки катушки индуктивности размещены на реечном каркасе, рейки которого выполнены без пазов, а между соседними витками катушки установлены плотно прилегающие к ним вставки из электроизоляционного материала с высокой механической прочностью, площадь контактирующей поверхности вставки не менее площади контактирующего с ней участка монолитного провода, а вдоль окружностей соседних витков количество вставок составляет не менее четырех и они равноудалены друг от друга, вместе с тем в вертикальном направлении вставки между витками расположены в ряд друг под другом (патент на полезную модель №RU 198556, 2020).The closest to the proposed reactor is a high-frequency minelayer, which is an inductance coil made of a monolithic wire made of a conductive material with low resistance, molded to form at least two oppositely located flat surfaces, the turns of the inductance coil are placed on a rack frame, the rails of which are made without grooves, and between adjacent turns of the coil there are inserted tightly adjoining inserts made of electrical insulating material with high mechanical strength, the area of the contacting surface of the insert is not less than the area of the section of the monolithic wire in contact with it, and along the circumferences of adjacent turns the number of inserts is at least four and they are equidistant apart from each other, at the same time in the vertical direction, the inserts between the turns are arranged in a row under each other (patent for utility model No. RU 198556, 2020).

Недостатком известного реактора является использование вставок из электроизоляционного материала относительно большой толщины, которые увеличивают межвитковое расстояние, а, соответственно, увеличивают высоту реактора и высокочастотного заградителя, что влияет на индуктивность, вносимые потери, увеличивает массу, уменьшают стойкость к динамическим нагрузкам при токах короткого замыкания. Значительные межвитковые зазоры, частично заполненные электроизоляционными вставками, приводят к увеличению высоты реактора, расхода провода, что уменьшает добротность реактора.The disadvantage of the known reactor is the use of relatively thick inserts made of electrical insulating material, which increase the turn-to-turn distance, and, accordingly, increase the height of the reactor and the high-frequency trap, which affects the inductance, insertion loss, increases the mass, and reduces the resistance to dynamic loads at short-circuit currents. Significant turn-to-turn gaps, partially filled with electrical insulating inserts, lead to an increase in the height of the reactor, wire consumption, which reduces the figure of merit of the reactor.

Техническая задача- создание бескаркасного реактора высокочастотного заградителя с повышенными эксплуатационными свойствами за счет снижения потерь на токах промышленной частоты, улучшение добротности на высоких частотах.The technical task is to create a frameless high-frequency minelayer reactor with improved operational properties by reducing losses at industrial frequency currents, improving the quality factor at high frequencies.

Технический результат- увеличение добротности и снижение вносимых потерь в процессе использования реактора высокочастотного заградителя для передачи тока промышленной частоты.The technical result is an increase in the figure of merit and a decrease in the insertion loss in the process of using a high-frequency minelayer reactor for transmitting industrial frequency current.

Поставленная задача решается тем, что заявляется реактор высокочастотного заградителя, представляющий собой катушку индуктивности с воздушным сердечником, выполненную намоткой монолитного токопроводящего провода с противоположно расположенными плоскими поверхностями, причем каждый виток катушки индуктивности по всей поверхности монолитного токопроводящего провода снабжен изолирующим тонкослойным материалом, выполненный обмоткой, монолитный токопроводящий провод имеет в сечении форму прямоугольника с широкими и узкими сторонами, катушка индуктивности сформирована монолитным токопроводящим проводом, который витками уложен друг на друга с возможностью взаимодействия соседних витков посредством контакта их обмоток по всей площади контакта, образованной плоскими поверхностями широких сторон монолитного токопроводящего провода соседних витков, при этом монолитный токопроводящий провод в витках ориентирован узкими сторонами вдоль оси воздушного сердечника.The problem is solved by the fact that a high-frequency minelayer reactor is declared, which is an inductance coil with an air core, made by winding a monolithic conductive wire with oppositely located flat surfaces, and each turn of the inductance coil over the entire surface of the monolithic conductive wire is equipped with an insulating thin-layer material made by winding, monolithic the conductive wire has a rectangular cross-section with wide and narrow sides, the inductance coil is formed by a monolithic conductive wire, which is stacked in turns with the possibility of interaction of adjacent turns by contacting their windings over the entire contact area formed by the flat surfaces of the wide sides of the monolithic conductive wire of adjacent turns , while the monolithic conductive wire in the turns is oriented with narrow sides along the axis of the air core.

Тонкослойный изолирующий материал выполнен из минерального материала, который может быть представлен стеклотканью, например, марки ЛЭСБ ГОСТ 5937-81, стеклонитью, например марки БС6-200, базальтовой тканью, например БТ-11 или изолирующий материал выполнен из материала на основе силикона в виде ленты, например силиконовой самослипающейся лентой, например марки ЛЭТСАР.Thin-layer insulating material is made of mineral material, which can be glass cloth, for example, LESB GOST 5937-81, glass yarn, for example BS6-200, basalt cloth, for example BT-11, or an insulating material made of silicone-based material in the form of a tape , for example, silicone self-adhesive tape, for example, LETSAR brand.

Монолитный токопроводящий провод выполнен из алюминиевого либо медного сплава любым известным в металлургии методом, например, обработкой алюминиевого или медного проката с помощью валков или протягивания через фильеру. Монолитный токопроводящий провод имеет в сечении форму прямоугольника, предпочтительно с соотношением длин узкой и широкой сторон прямоугольника 1: 1,5.Monolithic conductive wire is made of aluminum or copper alloy by any method known in metallurgy, for example, by processing aluminum or copper rolled products using rolls or pulling through a die. The monolithic conductive wire has a rectangular cross-section, preferably with a ratio of the lengths of the narrow and wide sides of the rectangle 1: 1.5.

Изолирующий тонкослойный материал нанесен на монолитный токопроводящий провод обмоткой, которая выполнена по спирали внахлест.An insulating thin-layer material is applied to a monolithic conductive wire by a winding that is made in a spiral overlapping.

Витки катушки индуктивности сформированы монолитным токопроводящим проводом, имеющим в сечении форму прямоугольника, снабжены обмоткой и уложены друг на друга без зазора широкими плоскими поверхностями. При этом узкие стороны монолитного токопроводящего провода с обмоткой в витках ориентированы вдоль оси воздушного сердечника. Вышеописанная укладка обеспечивает широкую площадь контакта монолитного токопроводящего провода по всей поверхности обмоток соседних витков, удерживая за счет сил трения соседние витки от смещения, а также максимально плотную укладку монолитного токопроводящего провода в катушке индуктивности, что, в свою очередь, обеспечивает минимально возможную высоту катушки индуктивности.The turns of the inductor coil are formed by a monolithic current-conducting wire having a rectangular cross-section, provided with a winding and stacked on top of each other without a gap by wide flat surfaces. In this case, the narrow sides of a monolithic conductive wire with a winding in turns are oriented along the axis of the air core. The above-described laying provides a wide contact area of a monolithic conductive wire over the entire surface of the windings of adjacent turns, keeping adjacent turns from displacement due to friction forces, as well as the most dense laying of a monolithic current-conducting wire in the inductor coil, which, in turn, provides the lowest possible height of the inductor ...

При этом, уменьшение высоты катушки индуктивности за счет плотной укладки ее витков при заданном сечении монолитного токопроводящего провода и индуктивности, обусловлено уменьшением длины использованного монолитного токопроводящего провода для ее намотки и, как следствие, обеспечивается снижение потерь и увеличение ее добротности, а также увеличивается стойкость к динамическим нагрузкам при токах короткого замыкания.At the same time, a decrease in the height of the inductor coil due to the dense packing of its turns at a given cross-section of a monolithic conductive wire and inductance is due to a decrease in the length of the used monolithic conductive wire for winding it and, as a consequence, a decrease in losses and an increase in its quality factor is ensured, as well as an increase in resistance to dynamic loads at short-circuit currents.

Между каждым витком катушки индуктивности образуется по меньшей мере два слоя изоляционного материала, которые обеспечивают надежную защиту реактора от межвиткового пробоя.Between each turn of the inductor, at least two layers of insulating material are formed, which provide reliable protection of the reactor from turn-to-turn breakdown.

Для дополнительного упрочнения конструкции, обеспечивающей повышение срока службы и дополнительную устойчивость к динамическим нагрузкам при токах короткого замыкания, перпендикулярно направлению витков монолитного токопроводящего провода с обмоткой могут быть выполнены элементы скрепления, выполненные в виде продольных стяжек, например, из стеклоткани, которые могут быть размещены на расстоянии друг от друга или вплотную друг к другу. В качестве продольного элемента скрепления витков может быть использован реечный каркас, выполненный без пазов из электроизоляционного материала. Также для дополнительного скрепления витков катушки друг с другом может быть использован отверждающийся компаунд, который с наружной стороны скрепляет витки катушки индуктивности друг с другом в монолитную конструкцию и не оказывает негативного влияния на работу реактора на промышленной частоте (50 Гц).For additional strengthening of the structure, which provides an increase in the service life and additional resistance to dynamic loads at short-circuit currents, fastening elements made in the form of longitudinal ties, for example, of fiberglass, can be made perpendicular to the direction of the turns of a monolithic conductive wire with a winding, for example, made of fiberglass, which can be placed on distance from each other or close to each other. As a longitudinal element for fastening the turns, a rack frame made of electrical insulating material without grooves can be used. Also, for additional fastening of the turns of the coil to each other, a curing compound can be used, which from the outside fasten the turns of the inductor to each other in a monolithic structure and does not adversely affect the operation of the reactor at the industrial frequency (50 Hz).

Для облегчения монтажа реактор высокочастотного заградителя может быть снабжен двумя крестовинами с установленными на них терминалами.To facilitate installation, the reactor of the high-frequency trap can be equipped with two crosses with terminals installed on them.

Сравнение заявляемого устройства с известным позволяет сделать вывод о наличии следующих отличительных признаков, обуславливающих достижение заявленного технического результата:Comparison of the proposed device with the known one allows us to conclude that there are the following distinctive features that determine the achievement of the claimed technical result:

- каждый виток катушки индуктивности по всей поверхности монолитного токопроводящего провода снабжен изолирующим тонкослойным материалом;- each turn of the inductance coil over the entire surface of the monolithic conductive wire is equipped with an insulating thin-layer material;

- изолирующий тонкослойный материал нанесен обмоткой;- insulating thin-layer material is applied by winding;

- монолитный токопроводящий провод имеет в сечении форму прямоугольника с широкими и узкими сторонами;- a monolithic conductive wire has a rectangular cross-section with wide and narrow sides;

- катушка индуктивности сформирована монолитным токопроводящим проводом, который уложен друг на друга витками с возможностью взаимодействия соседних витков посредством контакта их обмоток по всей площади контакта;- the inductance coil is formed by a monolithic conductive wire, which is stacked on top of each other in turns with the possibility of interaction of adjacent turns by contacting their windings over the entire contact area;

- площадь контакта образована плоскими поверхностями широких сторон монолитного токопроводящего провода соседних витков;- the contact area is formed by the flat surfaces of the wide sides of the monolithic conductive wire of adjacent turns;

- монолитный токопроводящий провод в витках ориентирован узкими сторонами вдоль оси воздушного сердечника.- monolithic conductive wire in turns is oriented with narrow sides along the axis of the air core.

Вышеизложенное позволяет сделать вывод о соответствии заявленной полезной модели критерию «новизна».The foregoing allows us to conclude that the declared utility model meets the “novelty” criterion.

Заявляемое устройство может быть изготовлено известными способами с использованием известных материалов, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели критерию «промышленная применимость».The claimed device can be manufactured by known methods using known materials, which allows us to conclude that the claimed utility model meets the criterion of "industrial applicability".

Заявляемый реактор высокочастотного заградителя поясняется следующими рисунками.The inventive high-frequency minelayer reactor is illustrated by the following figures.

На фиг. 1 схематично показан вид сверху реактора высокочастотного заградителя с разрезом А-АFIG. 1 schematically shows a top view of a high-frequency minelayer reactor with section A-A

На фиг. 2 схематично показан вид сбоку реактора высокочастотного заградителя.FIG. 2 is a schematic side view of a high frequency trap reactor.

На фиг. 3 - показан заявляемый реактор высокочастотного заградителя с продольными стяжками.FIG. 3 - shows the inventive high-frequency minelayer reactor with longitudinal ties.

Заявляемый реактор высокочастотного заградителя состоит из катушки индуктивности 3 с воздушным сердечником, сформированной намоткой монолитного токопроводящего провода 1, выполненного из медного или алюминиевого сплава и имеющего в сечении форму прямоугольника с предпочтительным соотношением длин узкой и широкой сторон 1:1,5. Монолитный токопроводящий провод 1 снабжен обмоткой 2, выполненной из изолирующего тонкослойного материала, в качестве которого используют стеклоткань или самослипающуюся силиконовую ленту или базальтовую ткань или стеклонить, которая покрывает поверхность монолитного токопроводящего провода по спирали с нахлестом. Для использования реактора высокочастотного заградителя (ВЧЗ), последний содержит верхнюю крестовину 4 с терминалом, нижнюю крестовину 5 с терминалом и отверстиями для крепления, серьги 6 для подвеса ВЧЗ, рейки 7 для фиксации реактора к крестовинам 4 и 5 ВЧЗ, ограничитель перенапряжения 8 ВЧЗ и элемент настройки 9. На фиг. 3 показан реактор ВЧЗ с продольными стяжками 10.The inventive high-frequency trap reactor consists of an air-core inductor 3 formed by winding a monolithic conductive wire 1 made of copper or aluminum alloy and having a rectangular cross-section with a preferred ratio of the lengths of the narrow and wide sides of 1: 1.5. The monolithic conductive wire 1 is provided with a winding 2 made of an insulating thin-layer material, which is fiberglass or self-adhesive silicone tape or basalt fabric or fiberglass thread, which covers the surface of the monolithic conductive wire in a spiral with an overlap. To use the reactor of a high-frequency trap (VCHZ), the latter contains an upper crosspiece 4 with a terminal, a lower crosspiece 5 with a terminal and holes for fastening, shackles 6 for hanging a VChZ, rails 7 for fixing the reactor to crosses 4 and 5 VChZ, an overvoltage limiter 8 VChZ and setting item 9. FIG. 3 shows a VChZ reactor with longitudinal ties 10.

Монолитный токопроводящий провод 1 выполнен из любого известного алюминиевого или медного сплава, пригодного для такого использования и имеющего в сечении форму прямоугольника. Монолитный токопроводящий провод 1 выбирают с площадью сечения, которая соответствует нормируемой индуктивности, и чтобы он соответствовал номинальному длительному току, протекающему через реактор ВЧЗ. Для получения реактора высокочастотного заградителя предварительно формованный монолитный токопроводящий провод 1 подают через раскладочное устройство на вращающийся барабан. Наружный диаметр барабана соответствует внутреннему диаметру реактора. Шаг намотки катушки индуктивности 3 реактора задается раскладочным устройством. В процессе намотки катушки индуктивности 3 Монолитный токопроводящий провод 1 покрывают обмоткой 2 с нахлестом. Например, обмотку 2 осуществляют слоем стеклоткани шириной 20 мм с образованием нахлеста 5 мм. После намотки реактор снимают с барабана, и витки катушки индуктивности 3 по ее высоте фиксируют продольными стяжками 10 (фиг. 3), которые размещены вплотную друг к другу и выполнены из стеклоткани. При необходимости, после нанесения обмотки 2, витки катушки индуктивности 3 пропитывают компаундом, например термореактивной эпоксидной смолой.Monolithic conductive wire 1 is made of any known aluminum or copper alloy suitable for such use and having a rectangular cross-section. The monolithic conductive wire 1 is selected with a cross-sectional area that corresponds to the rated inductance, and so that it corresponds to the rated continuous current flowing through the VChZ reactor. To obtain a high-frequency minelayer reactor, a preformed monolithic conductive wire 1 is fed through a spreading device onto a rotating drum. The outer diameter of the drum corresponds to the inner diameter of the reactor. The step of winding the inductance coil 3 of the reactor is set by the collating device. In the process of winding the inductor 3, the monolithic conductive wire 1 is covered with winding 2 with an overlap. For example, the winding 2 is carried out with a layer of fiberglass 20 mm wide with an overlap of 5 mm. After winding, the reactor is removed from the drum, and the turns of the inductor 3 along its height are fixed with longitudinal ties 10 (Fig. 3), which are placed close to each other and are made of fiberglass. If necessary, after applying the winding 2, the turns of the inductor 3 are impregnated with a compound, for example, a thermosetting epoxy resin.

Применение монолитного токопроводящего провода с большей высотой, т.е. длиной узкой его части, которой монолитный токопроводящий провод ориентирован вдоль оси воздушного сердечника, при неизменном сечении монолитного токопроводящего провода, ведет к увеличению высоты реактора ВЧЗ, и как следствие, к изменению индуктивности. Для выполнения реактора ВЧЗ с нормируемым значением индуктивности и с нормируемым сечением монолитного токопроводящего провода, требуется увеличение площади сечения или увеличение количества витков, что ведет к увеличению общей длины монолитного токопроводящего провода, и, как следствие, к понижению добротности и увеличению вносимых потерь. Например, по прототипу реактор ВЧЗ, рассчитанный на номинальный ток 630 А и номинальную индуктивность 0,5 мГн, требуемая расчетная длина монолитного токопроводящего провода составляет примерно 92 м, а расчетные потери на промышленной частоте 50 Гц составляют примерно 4 кВт. В заявляемом реакторе ВЧЗ, рассчитанным на тот же номинальный ток и ту же индуктивность, что по прототипу, требуемая расчетная длина монолитного токопроводящего провода составляет примерно 65 м, что позволяет снизить потери на промышленной частоте примерно до 2,4 кВт.The use of a monolithic conductive wire with a higher height, i.e. the length of its narrow part, with which the monolithic conductive wire is oriented along the axis of the air core, with a constant cross-section of the monolithic conductive wire, leads to an increase in the height of the VChZ reactor, and as a consequence, to a change in inductance. To make a VChZ reactor with a normalized inductance value and with a normalized cross-section of a monolithic conductive wire, an increase in the cross-sectional area or an increase in the number of turns is required, which leads to an increase in the total length of a monolithic conductive wire, and, as a consequence, to a decrease in the figure of merit and an increase in insertion loss. For example, according to the prototype, a VChZ reactor designed for a rated current of 630 A and a rated inductance of 0.5 mH, the required calculated length of a monolithic conductive wire is approximately 92 m, and the calculated losses at an industrial frequency of 50 Hz are approximately 4 kW. In the inventive VChZ reactor, designed for the same rated current and the same inductance as the prototype, the required calculated length of the monolithic conductive wire is approximately 65 m, which makes it possible to reduce losses at the industrial frequency to approximately 2.4 kW.

Уменьшение расстояния между витками и применение монолитного токопроводящего провода с прямоугольным сечением направлено на уменьшение высоты реактора ВЧЗ, что и приводит к достижению заявленного технического результата - увеличение добротности и снижение вносимых потерь.Reducing the distance between the turns and the use of a monolithic conductive wire with a rectangular cross section is aimed at reducing the height of the VChZ reactor, which leads to the achievement of the claimed technical result - an increase in the figure of merit and a decrease in insertion loss.

Claims

1. Reactor of a high-frequency trap, which is an air-core inductance coil made by winding a monolithic conductive wire with opposite flat surfaces, characterized in that each turn of the inductance coil over the entire surface of the monolithic conductive wire is provided with an insulating thin-layer material, made by winding, a monolithic conductive wire has a rectangular cross-section with wide and narrow sides, the inductance coil is formed by a monolithic conductive wire, which is laid in turns on top of each other with the possibility of interaction of adjacent turns by contacting their windings over the entire contact area formed by the flat surfaces of the wide sides of the monolithic current-conducting wire of adjacent turns, when This monolithic conductive wire in turns is oriented with narrow sides along the axis of the air core.

2. The reactor of a high-frequency trap according to claim 1, characterized in that the monolithic conductive wire has a rectangular cross-section with the ratio of the lengths of the narrow and wide sides of the rectangle 1: 1.5.

3. The high-frequency trap reactor according to claim 1, characterized in that the insulating thin-layer material is made of mineral material.

4. The high-frequency trap reactor according to claim 3, characterized in that the mineral material is fiberglass.

5. The reactor of the high-frequency trap according to claim 3, characterized in that the mineral material is glass fiber.

6. The reactor of a high-frequency trap according to claim 3, characterized in that the mineral material is represented by basalt fabric.

7. The high-frequency trap reactor according to claim 1, characterized in that the insulating thin-layer material is represented by a silicone tape.