RU2046425C1

RU2046425C1 - Current transformer with cast insulation

Info

Publication number: RU2046425C1
Authority: RU
Inventors: Олег Андреевич Доренский; Владимир Витальевич Андрющенко; Светлана Валентиновна Асеева; Елена Владимировна Прищип
Original assignee: Запорожский завод высоковольтной аппаратуры
Priority date: 1992-08-14
Filing date: 1992-08-14
Publication date: 1995-10-20

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: current transformer with cast insulation has single- or multiturn primary winding 1 and secondary windings 2, the latter are dropped in screen 16 and have leads. Windings 1 and 2 are fixed in mould with the help of embedded supporting and coupling bushings and are potted with epoxy compound. Transformer is provided with insulation bushings, screen 15 of perforated foil which is applied to primary winding 1 and with supplementary supporting clamps 18. One end of each clamp has semioval grooves and the other is anchored on screen 16 on secondary windings 2 which lead is made in the form of contact bushing 9. Insulation bushings 20 are put into semioval grooves of clamps. Inner surfaces of moulds are maximally close to outer outline of windings 1 and 2. Transformer is manufactured in the shape of polyhedral body. Screen 16 on secondary windings 2 is used as damper and is composed of two parts, insulation spacing is installed in clearance between them. Embedded supporting bushing are set on insulation bushings 20 for fixing damping screen 16 in mould. EFFECT: expanded application field, enhanced operational reliability. 8 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к измерительным трансформаторам тока, предназначенным для встраивания в комплектные распределительные устройства (КРУ) на класс напряжения 10 кВ. The invention relates to electrical engineering, in particular to measuring current transformers, designed for installation in a complete switchgear (switchgear) for a voltage class of 10 kV.

Известен трансформатор с литой изоляцией [1] содержащий обмотку высокого напряжения, тороидальный магнитопровод с размещенной на нем обмоткой низкого напряжения, литую изоляцию, выполненную путем заливки обмоток термореактивным компаундом с последующим отверждением последнего. Для компенсации усадочных напряжений, которые возникают после отверждения компаунда, на обмотки намотаны ленты из стеклолакоткани, которые служат буфером (слои). На наружной поверхности буфера расположен экран, образованный путем нанесения лакового покрытия с введенным в него наполнителем (карбонильный никель). Known transformer with cast insulation [1] containing a high voltage winding, a toroidal magnetic circuit with a low voltage winding placed on it, cast insulation made by pouring the windings with a thermosetting compound followed by curing of the latter. To compensate for the shrink stresses that occur after the compound has cured, glass-fiber cloth tapes that serve as buffers (layers) are wound on the windings. On the outer surface of the buffer is a screen formed by applying a varnish coating with a filler introduced into it (carbonyl nickel).

Недостатками такого трансформатора являются технологическая сложность выполнения конструкции, большие габариты, увеличенная масса. The disadvantages of such a transformer are the technological complexity of the design, large dimensions, increased weight.

Известен трансформатор тока типа ТЛК-10 [2] выполненный в виде опорной конструкции. Первичная обмотка представляет собой многовитковую катушку на токи до 400 А и одновитковую на токи от 600 А и выше. Вторичные обмотки намотаны на ленточный магнитопровод из электротехнической стали. Первичная и вторичная обмотки залиты эпоксидным компаундом и образуют монолитный блок. Known current transformer type TLK-10 [2] made in the form of a supporting structure. The primary winding is a multi-turn coil for currents up to 400 A and single-turn for currents from 600 A and above. Secondary windings are wound on a tape magnetic core made of electrical steel. The primary and secondary windings are filled with epoxy compound and form a monolithic block.

Трансформатор ТЛК-10 имеет несколько уменьшенные габариты и два типоисполнения в зависимости от места расположения вторичных выводов для двух- и одностороннего обслуживания КРУ. The TLK-10 transformer has slightly reduced dimensions and two types of execution, depending on the location of the secondary terminals for two- and one-sided maintenance of the switchgear.

Недостатки этой конструкции: сложность и низкая надежность за счет высокой интенсивности частичных разрядов, которые возникают внутри трансформатора. The disadvantages of this design: complexity and low reliability due to the high intensity of partial discharges that occur inside the transformer.

Известен трансформатор тока [3] имеющий две вторичные обмотки, которые фиксируются в заливочной форме с помощью предварительной заливки их нижних частей эпоксидным компаундом. Первичная обмотка трансформатора выполнена многовитковой. Вторичные обмотки намотаны на ленточные тороидальные магнитопроводы. Выводы вторичных обмоток расположены на боковой поверхности трансформатора. Первичная и вторичные обмотки залиты изоляционным компаундом, создающим монолитный блок, который обеспечивает главную изоляцию, защищает обмотки от механических повреждений и проникновения влаги. Known current transformer [3] having two secondary windings, which are fixed in the filling form by pre-filling their lower parts with an epoxy compound. The primary winding of the transformer is multi-turn. Secondary windings are wound on tape toroidal magnetic cores. The terminals of the secondary windings are located on the side surface of the transformer. The primary and secondary windings are filled with an insulating compound, creating a monolithic block, which provides the main insulation, protects the windings from mechanical damage and moisture penetration.

В качестве буферного покрытия в трансформаторах ТЛК-35 применен картон марки КФДТ толщиной 2,5 мм, из которого сделаны шайбы и прокладки. Для предотвращения частичных разрядов во вторичной обмотке и буфере поверх последнего уложен экран из алюминиевой фольги, электрически соединенный с одним из выводов обмотки. Экран на вторичной обмотке закреплен слоем тафтяной ленты. Выводы вторичной обмотки припаяны к контактам имеющим отверстие с резьбой М6 для подсоединения цепи вторичной нагрузки. As a buffer coating in TLK-35 transformers, KFDT brand cardboard with a thickness of 2.5 mm was used, from which washers and gaskets were made. To prevent partial discharges in the secondary winding and the buffer, an aluminum foil screen is placed on top of the latter, electrically connected to one of the terminals of the winding. The screen on the secondary winding is fixed with a layer of tufted tape. The terminals of the secondary winding are soldered to the contacts having a hole with M6 thread for connecting the secondary load circuit.

Недостатки прототипа: большой вес, недостаточная надежность трансформатора, низкое качество, низкие технологические возможности. The disadvantages of the prototype: high weight, insufficient reliability of the transformer, low quality, low technological capabilities.

Целью изобретения является снижение веса, уменьшение трудоемкости, повышение надежности и качества изготовления, улучшение электрических характеристик. The aim of the invention is to reduce weight, reduce complexity, increase reliability and workmanship, improve electrical characteristics.

Цель достигается тем, что в трансформаторе тока с литой изоляцией содержатся одно- или многовитковая первичная обмотка и вторичные обмотки, причем последние уложены в экран и имеют выводы. Вышеуказанные обмотки закреплены в заливочной форме с помощью закладных опорных и соединительных втулок и залиты эпоксидным компаундом. Трансформатор снабжен изоляционными втулками из перфорированной фольги, которая нанесена на первичную обмотку, и дополнительными опорными скобами, на одном конце которых выполнены полуовальные пазы, а другой конец закреплен на экране на вторичных обмотках, выводы которых выполнены в виде контактных втулок. В полуовальных пазах опорных скоб установлены изоляционные втулки. The goal is achieved by the fact that the cast current transformer contains a single or multi-turn primary winding and secondary windings, the latter laid on the screen and have leads. The above windings are fixed in casting form using embedded support and connecting sleeves and filled with epoxy compound. The transformer is equipped with insulating sleeves made of perforated foil, which is applied to the primary winding, and additional supporting brackets, semi-oval grooves are made at one end and the other end is mounted on the screen on the secondary windings, the conclusions of which are made in the form of contact bushings. Insulation sleeves are installed in the semi-oval grooves of the support brackets.

Внутренние поверхности заливочной формы максимально приближены к наружному контуру обмоток. Экран на вторичных обмотках служит демпфером и выполнен разомкнутым из двух частей, в зазоре между которыми установлена изоляционная прокладка. Закладные опорные втулки установлены на изоляционные втулки и фиксируют демпфирующий экран в заливочной форме. The inner surfaces of the casting mold are as close as possible to the outer contour of the windings. The screen on the secondary windings serves as a damper and is made open of two parts, in the gap between which an insulating gasket is installed. The embedded support sleeves are mounted on insulating sleeves and fix the damping screen in the casting form.

Трансформатор выполнен в виде многогранного тела. В нижней части многогранного тела выполнен отлив, имеющий скос для жесткости. The transformer is made in the form of a multifaceted body. In the lower part of the multifaceted body, an ebb is made having a bevel for rigidity.

Закладные опорные и соединительные втулки выполнены из стального шестигранника. На наружной поверхности шестигранника выполнены радиусные канавки. Радиусные канавки заполнены компаундом. The embedded support and connecting sleeves are made of steel hexagon. Radius grooves are made on the outer surface of the hexagon. Radius grooves are filled with compound.

Контактные втулки расположены в отливе многогранного тела вертикально или горизонтально. Демпфирующий экран на вторичных обмотках выполнен из алюминия. Contact sleeves are located in the outflow of a multifaceted body vertically or horizontally. The damping screen on the secondary windings is made of aluminum.

На фиг. 1 и 2 изображен трансформатор, общий вид; на фиг.3 показана активная часть трансформатора с многовитковой первичной обмоткой; на фиг.4 дано сечение А-А на фиг.3; на фиг.5 представлен вид Б на фиг.3; на фиг.6 показана активная часть трансформатора с одновитковой первичной обмоткой С-образной формы. In FIG. 1 and 2 shows a transformer, a general view; figure 3 shows the active part of the transformer with multi-turn primary winding; figure 4 is a section aa in figure 3; figure 5 presents a view of B in figure 3; figure 6 shows the active part of the transformer with a single-turn primary winding of a C-shaped

Трансформатор тока с литой изоляцией содержит первичную обмотку 1 и вторичные обмотки 2. В зависимости от величины номинальных токов первичная обмотка выполняется многовитковой или одновитковой. Многовитковая первичная обмотка 1 выполняется изолированным медным проводом 3, концы которого образуют линейные выводы Л1 и Л2, соединенные с прямоугольными контактными пластинами 4, в которых выполнены отверстия 5 для крепления шин КРУ (не показаны). Одновитковая первичная обмотка 1 выполняется из медной шины, которой придается С-образная форма с маркировкой начала и конца линейных выводов Л1 и Л2. В медной шине обмотки 1 также выполняются отверстия 6 для крепления шин КРУ. The cast insulated current transformer contains a primary winding 1 and secondary windings 2. Depending on the value of the rated currents, the primary winding is multi-turn or single-turn. The multi-turn primary winding 1 is made of an insulated copper wire 3, the ends of which form the linear terminals L1 and L2 connected to rectangular contact plates 4, in which holes 5 are made for attaching the switchgear busbars (not shown). The single-turn primary winding 1 is made of a copper bus, which is given a C-shape with marking the beginning and end of the linear terminals L1 and L2. In the copper bus of the winding 1, holes 6 are also made for attaching the switchgear buses.

Первичная обмотка 1 и вторичные обмотки 2 трансформатора устанавливаются в литьевую форму и заливаются эпоксидным компаундом 7 под вакуумом. Внутренние поверхности заливочной формы максимально приближены к наружному контуру обмоток 1 и 2, что дает возможность создать однородное электрическое поле в эпоксидной изоляции и уменьшить величину максимальной напряженности, т.е. трансформатор представляет собой многогранное тело. Таким образом, твердая изоляция обмоток 1 и 2 приближена к многогранной форме трансформатора. The primary winding 1 and the secondary windings 2 of the transformer are installed in the mold and filled with epoxy compound 7 under vacuum. The inner surfaces of the casting mold are as close as possible to the outer contour of the windings 1 and 2, which makes it possible to create a uniform electric field in epoxy insulation and reduce the value of maximum tension, i.e. a transformer is a multifaceted body. Thus, the solid insulation of windings 1 and 2 is close to the multifaceted shape of the transformer.

Начало и конец обмоточного провода 8 вторичных обмоток 2 соединяются с выводными контактными латунными втулками 9 (И1 и И2), расположенными в нижней торцовой части трансформатора. В месте установки выводных контактных втулок 9 (И1 и И2) заливочная форма выполняется с отливом 10. Для одно- и двустороннего оборудования КРУ ось контактных втулок 9 расположена вертикально или горизонтально. Отлив 10 имеет скос, служащий для придания жесткости конструкции. В нижней части заливочной формы установлены четыре закладные опорные втулки 11, а в верхней части под выводами Л1 и Л2 четыре закладные соединительные втулки 12. Закладные опорные втулки 11 и соединительные втулки 12 имеют отверстия и выполнены из стального шестигранника, и исключающего осевое вращение. На наружной поверхности втулок 11 и 12 выполнены радиусные канавки 13, исключающие осевое смещение в компаунде 7. Закладные опорные втулки 11 предназначены для крепления трансформатора в КРУ, а также для крепления вторичных обмоток 2 в заливочной форме. Соединительные втулки 12 предназначены для крепления шин КРУ к линейным выводам Л1 и Л2 трансформатора. The beginning and end of the winding wire 8 of the secondary windings 2 are connected to the output contact brass bushings 9 (I1 and I2) located in the lower end part of the transformer. In the place of installation of the output contact bushings 9 (I1 and I2), the casting mold is performed with a tide 10. For single and double-sided switchgear equipment, the axis of the contact bushings 9 is located vertically or horizontally. The tide 10 has a bevel, which serves to give rigidity to the structure. Four embedded support sleeves 11 are installed in the lower part of the casting mold, and four embedded connecting sleeves 12 in the upper part under the terminals L1 and L2. The embedded supporting sleeves 11 and connecting sleeves 12 have holes and are made of steel hexagon, and excluding axial rotation. Radial grooves 13 are made on the outer surface of the bushings 11 and 12, eliminating axial displacement in the compound 7. The embedded support bushings 11 are designed for mounting the transformer in the switchgear, as well as for mounting the secondary windings 2 in the casting form. The connecting sleeves 12 are designed for mounting the switchgear to the linear terminals L1 and L2 of the transformer.

На наружную поверхность многовитковой первичной обмотки 1 нанесены два слоя стеклолакоткани 14, служащей буфером при заливке компаунда 7. На первичную обмотку 1 накладывается экран 15 из перфорированной алюминиевой фольги. Использование экрана 15 из фольги позволяет уменьшить интенсивность частичных разрядов. В случае выполнения одновитковой первичной обмотки 1 из алюминиевой шины использование экрана 15 из фольги не требуется. On the outer surface of the multi-turn primary winding 1, two layers of glass lacquer fabric 14 are applied, which serves as a buffer when filling compound 7. A screen 15 of perforated aluminum foil is superimposed on the primary winding 1. Using a foil screen 15 reduces the intensity of partial discharges. In the case of a single-turn primary winding 1 of an aluminum bus, the use of a foil screen 15 is not required.

Вторичные обмотки 2 трансформатора укладываются в алюминиевый, тороидальный, демпфирующий кран 16, состоящий из двух частей. С внутренней стороны экран 16 разомкнут. В зазор между двух частей экрана 16 помещается изоляционная прокладка 17, исключающая наличие короткозамнкутого витка. На одной из частей экрана 16 установлены две опорные скобы 18, на одном конце которых выполнены полуовальные пазы 19, в которых расположены изоляционные втулки 20 с отверстиями 21. Другой конец опорных скоб 18 закреплен на демпфирующем экране 16 на вторичных обмотках 2. The secondary windings 2 of the transformer are stacked in an aluminum, toroidal, damping valve 16, consisting of two parts. From the inside, the screen 16 is open. In the gap between the two parts of the screen 16 is placed an insulating gasket 17, eliminating the presence of a short-circuited coil. Two support brackets 18 are installed on one part of the screen 16, half-oval grooves 19 are made at one end of them, in which insulating sleeves 20 with holes 21 are located. The other end of the support brackets 18 is mounted on the damping screen 16 on the secondary windings 2.

С помощью закладных опорных втулок 11 через отверстия 21 в изоляционных втулках 20 осуществляется фиксация демпфирующего экрана 16 на вторичных обмотках 2 в заливочной форме. Экран 16 одновременно совмещает функции электрического экрана вторичных обмоток 2, а также демпфера при заливке трансформатора эпоксидным компаундом 7. Идеальная геометрия экрана 16 позволяет выравнивать электрическое поле вторичных обмоток 2, снизить интенсивность частичных разрядов. Жесткая конструкция экрана 16 позволяет снизить динамические нагрузки, ухудшающие метрологические характеристики электротехнической стали магнитопроводов вторичных обмоток 2 при отверждении компаунда. Using embedded support sleeves 11 through the holes 21 in the insulating sleeves 20, the damping screen 16 is fixed on the secondary windings 2 in the casting form. The screen 16 simultaneously combines the functions of the electric screen of the secondary windings 2, as well as the damper when filling the transformer with epoxy compound 7. The ideal geometry of the screen 16 allows you to align the electric field of the secondary windings 2, reduce the intensity of partial discharges. The rigid design of the screen 16 allows to reduce dynamic loads that worsen the metrological characteristics of the electrical steel of the magnetic cores of the secondary windings 2 when the compound is cured.

При заливке трансформатора используется равенство коэффициентов линейного расширения алюминия и компаунда. When filling the transformer, the equality of the linear expansion coefficients of aluminum and compound is used.

Комплект вторичных обмоток 2 и первичная обмотка 1 устанавливается в заливочную форму в следующем порядке. Первичная обмотка 1 фиксируется в заливочной форме с помощью соединительных втулок 12 через отверстия 5 и 6 в контактных пластинах 4 или в медной шине. Комплекс вторичных обмоток 2 фиксируется в заливочной форме с помощью закладных опорных втулок 11 через отверстия 21 изоляционных втулок 20. В отливе заливочной формы фиксируются выводные контактные втулки 9 через резьбовые отверстия. После сборки трансформатора в пресс-форме через литьевое отверстие заливается эпоксидный компаунд 7. The set of secondary windings 2 and primary winding 1 is installed in the casting mold in the following order. The primary winding 1 is fixed in the casting form using the connecting sleeves 12 through the holes 5 and 6 in the contact plates 4 or in a copper bus. The complex of secondary windings 2 is fixed in the casting form using the embedded support sleeves 11 through the holes 21 of the insulating sleeves 20. In the ebb of the casting mold, the output contact bushings 9 are fixed through the threaded holes. After the transformer is assembled in the mold, the epoxy compound 7 is poured through the injection hole.

Маркировка линейных выводов Л1 и Л2 и вторичных выводов И1 и И2 имеет рельефный профиль. Маркировка расположена на боковых поверхностях трансформатора. The marking of the linear terminals L1 and L2 and the secondary terminals I1 and I2 has a relief profile. The marking is located on the side surfaces of the transformer.

Изобретение позволяет снизить вес конструкции, уменьшить вероятность появления частичных разрядов, обеспечить надежность крепления трансформатора в КРУ, а также шин КРУ к линейным выводам трансформатора, уменьшить предел текучести допустимой погрешности вторичных обмоток для измерения в рабочих условиях. The invention allows to reduce the weight of the structure, to reduce the likelihood of partial discharges, to ensure the reliability of fastening the transformer in the switchgear, as well as the switchgear busbars to the linear terminals of the transformer, to reduce the yield strength of the permissible error of the secondary windings for measurement under operating conditions.

Claims

1. CURRENT TRANSFORMER WITH INSULATION, containing a single or multi-turn primary winding and secondary windings, the latter are laid in a damping screen and have leads, while these windings are fixed with embedded support and connecting bushes and filled with epoxy compound, characterized in that it additionally equipped with insulating sleeves, a shield that is superimposed on the primary winding and support brackets, half-oval grooves are made at one end and the other end is attached to the damping shield on the watts ary windings findings which are in the form of contact bushings, with a semi-oval grooves staples installed insulating sleeve, the damping screen is open in two parts, the gap between which is mounted an insulating gasket, embedded bearing bushes mounted on the insulating sleeve with the possibility of fixing the damping screen.

2. The transformer according to claim 1, characterized in that it is made in the form of a multifaceted body.

3. The transformer according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the solid insulation of the windings is close to the multifaceted shape of the transformer.

4. The transformer according to claims 1 and 2, characterized in that in the lower part of the multifaceted body an ebb is made having a bevel for rigidity.

5. The transformer according to claim 1, characterized in that the screen superimposed on the primary winding is made of perforated foil.

6. The transformer according to claim 1, characterized in that the embedded support and connecting sleeves are made in the form of a steel hexagon.

7. The transformer according to claim 6, characterized in that the radius grooves are made on the outer surface of the hexagon.

8. The transformer according to claim 7, characterized in that the radius grooves are filled with a compound.