RU2785684C1

RU2785684C1 - High-voltage transformer, method for manufacturing a high-voltage transformer, test system, and test signal apparatus containing a high-voltage transformer

Info

Publication number: RU2785684C1
Application number: RU2021136438A
Authority: RU
Inventors: Мартин АНГЛХУБЕР; Райнхард КАУФМАНН; Лукас БИТШНАУ
Original assignee: Омикрон Электроникс Гмбх
Priority date: 2019-05-13
Filing date: 2020-05-13
Publication date: 2022-12-12

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: high-voltage transformer is made in the form of a toroidal transformer containing one magnetised core, which is closed or almost closed in a circle. The transformer also comprises a low-voltage winding and a high-voltage winding electrically isolated from the low-voltage winding. Both windings are located around the same fragment of the magnetised core. The high-voltage winding is made at least partially as a pilger-step winding. An insulating layer is provided at least on the part of the magnetised core whereon the low-voltage winding and the high-voltage winding are located. The insulating layer is intended for electrical insulation of said at least one part of the magnetised core from the low-voltage winding and the high-voltage winding.

EFFECT: reduction in the weight and size characteristics and increase in the efficiency of the high-voltage transformer.

12 cl, 5 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention belongs

Изобретение относится к области технологии высоковольтных измерений, в частности, к высоковольтным трансформаторам, способам их изготовления, аппаратуре испытательного сигнала высокого напряжения и испытательным системам для испытания высоковольтного устройства посредством испытательного сигнала с высоким напряжением.The invention relates to the field of high-voltage measurement technology, in particular, to high-voltage transformers, methods for their manufacture, high-voltage test signal apparatus, and test systems for testing a high-voltage device by means of a high-voltage test signal.

Предшествующий уровень техникиPrior Art

Высоковольтные устройства, такие как силовые трансформаторы или коммутационное (распределительное) оборудование - в частности, газоизолированное распределительное оборудование - обычно используются в электрических сетях энергоснабжения для преобразования и распределения электрической энергии. При этом обычно также используются другие высоковольтные устройства, такие как преобразователи высокого напряжения или преобразователи высокого тока, например, для измерения возникающих в электрической сети напряжений и токов, силовые переключатели и генераторы мощности. Высоковольтные устройства такого рода или другие высоковольтные устройства, такие как электрические (приводные) двигатели, также используются в промышленной среде. High-voltage devices such as power transformers or switching (distribution) equipment - in particular, gas-insulated distribution equipment - are commonly used in electrical power supply networks for the conversion and distribution of electrical energy. In this case, other high-voltage devices are usually also used, such as high-voltage or high-current converters, for example, for measuring the voltages and currents that occur in the electrical network, power switches and power generators. High voltage devices of this kind or other high voltage devices such as electric (drive) motors are also used in industrial environments.

Для пуска в эксплуатацию или для технического обслуживания установок с такими высоковольтными устройствами может потребоваться проверять их функции или свойства. При этом, например, может проверяться изоляционный материал высоковольтного устройства, такого как высоковольтный преобразователь тока, высоковольтный преобразователь напряжения или силовой переключатель, например, путем измерения сопротивления DC-напряжения. При этом может, например, измеряться коэффициент потерь или емкость высоковольтного устройства, такого как силовой трансформатор или вращающийся механизм генератора или электродвигателя, что также может обеспечивать информацию об (остающемся) качестве изоляционных материалов или изоляционных жидкостей. Также может выполняться измерение частичного разряда. Чтобы, в частности, обеспечить возможность измерения, которое отражает условия в реальной эксплуатации, высокие напряжения также могут использоваться как испытательный сигнал во время измерения. В дополнение или в качестве альтернативы измерениям в лаборатории, измерения в условиях эксплуатации, например, снаружи или в промышленной среде, часто выполняются в целях этой проверки.For commissioning or maintenance of installations with such high voltage devices, it may be necessary to check their function or properties. Here, for example, the insulating material of a high-voltage device such as a high-voltage current converter, a high-voltage voltage converter, or a power switch can be tested, for example, by measuring the DC voltage resistance. This can, for example, measure the loss factor or capacitance of a high-voltage device such as a power transformer or a rotating mechanism of a generator or electric motor, which can also provide information on the (remaining) quality of the insulating materials or insulating liquids. A partial discharge measurement can also be performed. In order, in particular, to enable a measurement that reflects the conditions in actual use, high voltages can also be used as a test signal during the measurement. In addition to or as an alternative to laboratory measurements, field measurements, such as outdoors or industrial environments, are often performed for this verification purpose.

Для использования в условиях эксплуатации, известны испытательные устройства, которые включают в себя генератор сигнала и высоковольтный трансформатор или которые используют регулируемый трансформатор для преобразования сетевого напряжения в высокое напряжение, чтобы генерировать испытательный сигнал с высоким напряжением, то есть, в частности, испытательный сигнал с высокой амплитудой напряжения или высоким эффективным (RMS) напряжением. В то время как эксплуатационная безопасность такого испытательного устройства может потребовать мер для изоляции обмотки высокого напряжения высоковольтного трансформатора или регулируемого трансформатора, т.е. обмотки, которая электрически находится на стороне испытательного сигнала, от других частей испытательного устройства не на стороне высокого напряжения, в частности, от обмотки низкого напряжения, испытательное устройство должно, особенно для использования в условиях эксплуатации, быть легким и надежным для транспортировки в соответствующее местоположение использования.For field use, test devices are known which include a signal generator and a high voltage transformer or which use an adjustable transformer to convert the mains voltage to high voltage in order to generate a high voltage test signal, i.e. in particular a high voltage test signal. voltage amplitude or high effective (RMS) voltage. While the operational safety of such a test device may require measures to isolate the high voltage winding of a high voltage or adjustable transformer, i.e. winding which is electrically on the side of the test signal, from other parts of the test device not on the high voltage side, in particular from the low voltage winding, the test device must, especially for field use, be easy and reliable to transport to the appropriate location of use .

Краткое описание изобретения Brief description of the invention

Поэтому существует потребность в силовом высоковольтном трансформаторе, который имеет относительно малый вес и относительно простую структуру, так что высоковольтный трансформатор является как экономичным для производства, так и подходящим для применения в портативном испытательном устройстве. Кроме того, в основе изобретения лежит задача обеспечения соответствующей испытательной системы и соответствующего способа изготовления.Therefore, there is a need for a high voltage power transformer that is relatively light in weight and relatively simple in structure, so that the high voltage transformer is both economical to manufacture and suitable for use in a portable test apparatus. In addition, the invention is based on the problem of providing an appropriate test system and an appropriate manufacturing method.

В соответствии с изобретением, предложены высоковольтный трансформатор с признаками пункта 1 формулы изобретения, аппаратура испытательного сигнала с признаками пункта 10 формулы изобретения, испытательная система с признаками пункта 12 формулы изобретения и способ изготовления с признаками пункта 13 формулы изобретения. Зависимые пункты формулы определяют предпочтительные и/или преимущественные варианты осуществления изобретения.In accordance with the invention, a high-voltage transformer with the features of Claim 1, a test signal apparatus with the features of Claim 10, a test system with the features of Claim 12, and a manufacturing method with the features of Claim 13 are proposed. The dependent claims define preferred and/or advantageous embodiments of the invention.

Первый аспект изобретения относится к высоковольтному трансформатору, который предпочтительно сконфигурирован для испытательной системы для испытания высоковольтного устройства. Высоковольтный трансформатор сконфигурирован как тороидальный трансформатор и имеет намагничиваемый сердечник, обмотку высокого напряжения и обмотку низкого напряжения. Обмотка высокого напряжения и обмотка низкого напряжения расположены вокруг намагничиваемого сердечника так, чтобы быть электрически изолированными друг от друга, причем обмотка высокого напряжения выполнена по меньшей мере частично как пилигримно-шаговая обмотка.The first aspect of the invention relates to a high voltage transformer which is preferably configured for a test system for testing a high voltage device. The high voltage transformer is configured as a toroidal transformer and has a magnetizable core, a high voltage winding and a low voltage winding. The high voltage winding and the low voltage winding are arranged around the magnetizable core so as to be electrically isolated from each other, the high voltage winding being at least partially configured as a pilgrim-step winding.

В контексте изобретения, “обмотка низкого напряжения” и “обмотка высокого напряжения” должны пониматься как обмотки, которые имеют один или более витков электрического проводника вокруг (локальной) окружности трансформаторного сердечника высоковольтного трансформатора, причем электрический проводник большей частью окружен изолирующим слоем для предотвращения коротких замыканий между отдельными витками. Для таких обмоток часто применяется катушечный провод или катушечный многожильный провод, который наматывается вдоль окружного направления вокруг трансформаторного сердечника, так что ток, протекающий через электрический проводник, индуцирует магнитный поток в трансформаторном сердечнике, и части магнитного потока для каждого витка по меньшей мере по существу суммируются. Такая обмотка обычно продолжается вдоль (локального) прямого направления трансформаторного сердечника. При этом множество витков такой обмотки могут накручиваться вдоль прямого направления или противоположно ему.In the context of the invention, "low voltage winding" and "high voltage winding" are to be understood as windings that have one or more turns of electrical conductor around the (local) circumference of the transformer core of the high voltage transformer, the electrical conductor being mostly surrounded by an insulating layer to prevent short circuits. between individual turns. For such windings, coil wire or coil wire is often used, which is wound along the circumferential direction around the transformer core, so that the current flowing through the electrical conductor induces a magnetic flux in the transformer core, and the parts of the magnetic flux for each turn at least substantially add up. . Such a winding usually continues along the (local) forward direction of the transformer core. In this case, a plurality of turns of such a winding can be wound along the direct direction or opposite to it.

Напряжение, приложенное на обмотке низкого напряжения, преобразуется, в зависимости от отношения витков, в высокое напряжение, которое может ответвляться от обмотки высокого напряжения.The voltage applied to the low voltage winding is converted, depending on the turn ratio, into a high voltage which can be branched off from the high voltage winding.

При этом в контексте настоящего изобретения, “высокое напряжение” рассматривается как напряжение в диапазоне 1 кВ или выше, так что высоковольтный трансформатор в соответствии с изобретением сконфигурирован для генерации и обеспечения соответственно высоких выходных напряжений.However, in the context of the present invention, "high voltage" is considered as a voltage in the range of 1 kV or higher, so that the high voltage transformer in accordance with the invention is configured to generate and provide correspondingly high output voltages.

В соответствии с вариантом осуществления, высокое напряжение, обеспечиваемое высоковольтным трансформатором, может, в частности, быть таким, что оно может служить как испытательное напряжение для испытания высоковольтного устройства.According to an embodiment, the high voltage provided by the high voltage transformer may in particular be such that it can serve as a test voltage for testing the high voltage device.

В контексте изобретения, “высоковольтное устройство” должно пониматься как по меньшей мере одно устройство, например, как часть высоковольтной установки для энергоснабжения или как часть производственной установки с электрическим приводом, которая работает с высоким напряжением или высоким электрическим током, управляет, преобразует или измеряет его или может подвергаться действию высокого напряжения по некоторой иной причине и, таким образом, должно быть установлено для безопасной эксплуатации, например, с помощью достаточной электрической изоляции. В частности, такое высоковольтное устройство может быть силовым трансформатором, (высоковольтным) коммутационным оборудованием, (высоковольтным) прерывателем цепи или силовым переключателем, вращающейся машиной, приводимой в действие высоким напряжением или генерирующей высокое напряжение, такой как мощный электродвигатель или генератор мощности, переключатель выходных обмоток для трансформатора или измерительный преобразователь, такой как преобразователь высокого напряжения или преобразователь высокого тока.In the context of the invention, “high voltage device” is to be understood as at least one device, for example, as part of a high voltage installation for power supply or as part of an electrically driven industrial installation that operates with high voltage or high electric current, controls, converts or measures it. or may be exposed to high voltage for some other reason and thus must be installed for safe operation, for example by sufficient electrical insulation. In particular, such a high voltage device may be a power transformer, (high voltage) switching equipment, (high voltage) circuit breaker or power switch, a rotating machine driven by high voltage or generating high voltage, such as a large electric motor or power generator, an output winding switch for transformer or measuring transducer such as high voltage transducer or high current transducer.

В контексте изобретения, “пилигримно-шаговая обмотка”, также известная как “pilgrim-обмотка” или “обмотка с наклонными (косыми) слоями”, должна пониматься как по меньшей мере одна обмотка для трансформатора, которая имеет множество слоев витков вокруг трансформаторного сердечника, причем отдельные слои продолжаются только по секции вдоль или противоположно прямому направлению сердечника и соответствующий (электрически) последующий слой продолжается в соответствующем противоположном направлении, т.е. противоположно или вдоль прямого направления, и частично перекрывает соответствующий предшествующий слой. Более того, слои, которые продолжаются в прямом направлении, продолжаются (по меньшей мере в целом) дальше, чем остальные слои противоположно прямому направлению, или соответственно наоборот, так что пилигримно-шаговая обмотка продолжается по большей секции (по сравнению с секциями отдельных слоев) вдоль, или соответственно противоположно, прямому направлению сердечника.In the context of the invention, "pilgrim-pitch winding", also known as "pilgrim winding" or "oblique layer winding", should be understood as at least one winding for a transformer, which has a plurality of layers of turns around the transformer core, the individual layers extending only along the section along or opposite to the forward direction of the core and the corresponding (electrically) subsequent layer continuing in the corresponding opposite direction, i. e. opposite or along the direct direction, and partially overlaps the corresponding previous layer. Moreover, the layers that continue in the forward direction continue (at least as a whole) further than the remaining layers in the opposite direction of the forward direction, or vice versa, respectively, so that the pilgrim-step winding continues over a larger section (compared to sections of individual layers). along, or respectively opposite to, the forward direction of the core.

В некоторых вариантах осуществления, вся обмотка высокого напряжения может также быть выполнена как пилигримно-шаговая обмотка или точно одна пилигримно-шаговая обмотка. В некоторых вариантах осуществления, обмотка высокого напряжения может также быть выполнена как множество пилигримно-шаговых обмоток, причем некоторые или все из пилигримно-шаговых обмоток прилегают друг к другу или являются смежными вдоль прямого направления. In some embodiments, the entire high voltage winding may also be implemented as a pilgrim step winding or exactly one pilgrim step winding. In some embodiments, the high voltage winding may also be configured as a plurality of pilgrim step windings, with some or all of the pilgrim step windings contiguous or adjacent along the forward direction.

Одно преимущество пилигримно-шаговой обмотки может, в частности, состоять в том, что обеспечивается передача более высоких частот, в результате чего может обеспечиваться возможность, в частности, применений измерений качества мощности с использованием высоковольтного трансформатора, особенно при испытании высоковольтного устройства, зависимые от нагрузки и частоты передаточные характеристики высоковольтного устройства могут определяться в увеличенном частотном диапазоне.One advantage of a pilgrim-step winding may in particular be that higher frequencies can be transmitted, which may, in particular, allow power quality measurement applications using a high voltage transformer, especially when testing a high voltage load dependent device. and frequency, the transfer characteristics of the high voltage device can be determined over an increased frequency range.

Другое преимущество пилигримно-шаговой обмотки может, в частности, состоять в том, что обеспечивается многослойная обмотка и, тем самым, в частности, большее число витков и/или более высокий коэффициент преобразования. Более того, прилегающие или смежные витки или слои витков, которые соответственно лежат друг над другом, имеют меньшую разность напряжений, в частности, меньшее напряжение (двойных) слоев, чем в многослойной спиральной или нерегулярной обмотке, например, которая продолжалась бы по меньшей мере по существу по всему сердечнику в каждом слое. Это делает возможным увеличить эксплуатационную безопасность и/или надежность и/или уменьшить средства, требуемые для электрической изоляции отдельных слоев или смежных витков друг от друга, такие как изоляционный лак вокруг провода для витков или изоляционные слои между отдельными слоями, что может, например, снизить вес или дополнительно улучшить теплоотвод от обмотки высокого напряжения к намагничиваемому сердечнику, а также наружу, в частности, в направлении обмотки низкого напряжения и окружению высоковольтного трансформатора.Another advantage of a pilgrim-pitch winding may in particular be that a multilayer winding is provided and thus in particular a higher number of turns and/or a higher conversion factor. Moreover, adjacent or adjacent turns or layers of turns, which respectively lie on top of each other, have a lower voltage difference, in particular a lower voltage of the (double) layers, than in a multilayer helical or irregular winding, for example, which would continue for at least essentially all over the core in each layer. This makes it possible to increase operational safety and/or reliability and/or to reduce the means required for the electrical isolation of individual layers or adjacent turns from each other, such as insulating varnish around the wire for the turns or insulating layers between individual layers, which can, for example, reduce weight or further improve the heat dissipation from the high voltage winding to the magnetizable core and also to the outside, in particular towards the low voltage winding and the environment of the high voltage transformer.

В контексте изобретения, “тороидальный трансформатор” имеет по меньшей мере один кольцевой сердечник с намагничиваемым материалом, т.е., в частности, так называемый кольцевой (тороидальный) сердечник. Такой тороидальный сердечник является по существу замкнутым по кругу или почти замкнутым. Тороидальный сердечник может предпочтительно иметь тороидальную форму, например, в форме тороида или трубчатой секции или, более обобщенно, скругленного трехмерного тела, которое имеет центральное отверстие. В некоторых вариантах, тороидальный сердечник может быть прорезан от центрального отверстия к наружной области в одной секции, т.е. он может иметь так называемый воздушный зазор. В других вариантах, тороидальный сердечник может быть замкнут вокруг центрального отверстия, в частности, вдоль его тороидального направления, в результате чего, в частности, магнитный поток может распространяться в намагничиваемом материале вдоль тороидального направления без прерывания.In the context of the invention, a "toroidal transformer" has at least one annular core with a magnetizable material, ie in particular a so-called annular (toroidal) core. Such a toroidal core is essentially closed in a circle or almost closed. The toroidal core may preferably have a toroidal shape, such as a toroid or tubular section, or more generally a rounded three-dimensional body that has a central opening. In some embodiments, the toroidal core may be cut from the central hole to the outer region in one section, ie. it may have a so-called air gap. In other embodiments, the toroidal core can be closed around the central hole, in particular along its toroidal direction, whereby, in particular, the magnetic flux can propagate in the magnetizable material along the toroidal direction without interruption.

Таким предпочтительным образом, обмотка высокого напряжения и/или обмотка низкого напряжения может быть намотана на намагничиваемый сердечник, т.е. тороидальный сердечник, по большой (продольной) секции в прямом направлении. Другое преимущество высоковольтного трансформатора с тороидальным сердечником в качестве намагничиваемого сердечника/трансформаторного сердечника может быть, в частности, то, что во время работы, магнитные силовые линии в основном проходят в тороидальном сердечнике, в результате чего поля магнитного возмущения могут быть уменьшены. In this preferred manner, the high voltage winding and/or the low voltage winding can be wound on a magnetizable core, i.e. toroidal core, along a large (longitudinal) section in the forward direction. Another advantage of the high-voltage toroidal core transformer as a magnetizable core/transformer core can be in particular that during operation, the magnetic lines of force mainly run in the toroidal core, whereby the magnetic disturbance fields can be reduced.

Другое преимущество тороидального трансформатора может, в частности, состоять в том, что он имеет форм-фактор, который обеспечивает возможность простого встраивания в корпус.Another advantage of the toroidal transformer may, in particular, be that it has a form factor that allows for easy integration into a housing.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, высоковольтный трансформатор имеет защитный слой, который расположен между обмоткой высокого напряжения и обмоткой низкого напряжения. При этом защитный слой имеет электропроводный слой для экранирования обмотки высокого напряжения от обмотки низкого напряжения. Таким предпочтительным образом, перекрестные помехи между обмоткой высокого напряжения и обмоткой низкого напряжения могут быть снижены, в результате чего, особенно когда электропроводный слой соединен с подходящим потенциалом, например заземляющим соединением, может быть достигнуто экранирование от помех, которые могли бы распространяться от стороны высокого напряжения к стороне низкого напряжения или в противоположном направлении.In accordance with some embodiments, the high voltage transformer has a protective layer that is located between the high voltage winding and the low voltage winding. In this case, the protective layer has an electrically conductive layer for shielding the high voltage winding from the low voltage winding. In this advantageous manner, crosstalk between the high voltage winding and the low voltage winding can be reduced, whereby, especially when the electrically conductive layer is connected to a suitable potential, such as a ground connection, shielding from interference that could propagate from the high voltage side can be achieved. to the low voltage side or in the opposite direction.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, намагничиваемый сердечник имеет изоляционный слой, выполненный из электроизоляционного материала для электрической изоляции намагничиваемого сердечника от обмотки низкого напряжения и от обмотки высокого напряжения. In accordance with some embodiments, the magnetizable core has an insulating layer made of an electrically insulating material to electrically isolate the magnetizable core from the low voltage winding and from the high voltage winding.

В соответствии с вариантом осуществления, обмотка высокого напряжения расположена вблизи сердечника или непосредственно на намагничиваемом сердечнике. В этом варианте осуществления, изоляция всегда обеспечивается между сердечником и обмоткой высокого напряжения. Обмотка низкого напряжения предпочтительно расположена вокруг обмотки высокого напряжения.According to an embodiment, the high voltage winding is located near the core or directly on the magnetizable core. In this embodiment, insulation is always provided between the core and the high voltage winding. The low voltage winding is preferably located around the high voltage winding.

Преимущество расположения обмотки высокого напряжения вокруг намагничиваемого сердечника и обмотки низкого напряжения вокруг обмотки высокого напряжения может, в частности, состоять в том, что окружность витков обмотки высокого напряжения уменьшается, и меньшая длина провода требуется для обмотки высокого напряжения, в результате чего, в частности, потери могут быть снижены и/или частотная характеристика может быть дополнительно улучшена, в частности, для высоких частот.The advantage of arranging the high voltage winding around the magnetizable core and the low voltage winding around the high voltage winding can in particular be that the turn circle of the high voltage winding is reduced and less wire length is required for the high voltage winding, resulting in particular losses can be reduced and/or frequency response can be further improved, in particular for high frequencies.

Другое преимущество расположения обмотки высокого напряжения вокруг намагничиваемого сердечника и обмотки низкого напряжения вокруг обмотки высокого напряжения может, в частности, состоять в том, что обмотка высокого напряжения расположена ближе к сердечнику, в результате чего любое тепло, которое могло бы возникать при эксплуатации вследствие потерь в обмотке высокого напряжения, например, омических потерь, может отводиться к намагничиваемому сердечнику, и поэтому обмотка высокого напряжения может (по меньшей мере временно) охлаждаться за счет теплоотвода в направлении намагничиваемого сердечника, или температура обмотки высокого напряжения может буферизоваться намагничиваемым сердечником. Улучшенный теплоотвод позволяет повысить производительность высоковольтного трансформатора и/или уменьшить его вес, причем, в частности, коэффициент трансформации высоковольтного трансформатора может быть увеличен, и достижимое выходное напряжение и/или (временно) возможная максимальная электрическая выходная мощность на обмотке высокого напряжения могут быть увеличены.Another advantage of arranging the high voltage winding around the magnetizable core and the low voltage winding around the high voltage winding may in particular be that the high voltage winding is located closer to the core, resulting in any heat that might be generated during operation due to losses in high voltage winding, such as ohmic losses, can be diverted to the magnetizable core, and therefore the high voltage winding can be (at least temporarily) cooled by heat sink towards the magnetizable core, or the high voltage winding temperature can be buffered by the magnetizable core. An improved heat dissipation makes it possible to increase the performance of the high voltage transformer and/or reduce its weight, wherein in particular the turn ratio of the high voltage transformer can be increased and the achievable output voltage and/or (temporarily) possible maximum electrical output power on the high voltage winding can be increased.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, намагничиваемый сердечник является “плавающим” и не имеет электрического контакта или электрического соединения с землей или массой. Намагничиваемый сердечник электрически изолирован как от заземления, так и от обмотки высокого напряжения и обмотки низкого напряжения. При этом геометрия высоковольтного трансформатора может быть выбрана так, что максимальное напряжение, которое может возникать между обмоткой высокого напряжения и намагничиваемым сердечником, является только половиной того напряжения, которое возникало бы, если бы намагничиваемый сердечник находился под потенциалом заземления.According to a preferred embodiment of the invention, the magnetizable core is "floating" and has no electrical contact or electrical connection to ground or ground. The magnetizable core is electrically isolated from both the ground and the high voltage and low voltage windings. In this case, the geometry of the high voltage transformer can be chosen so that the maximum voltage that can occur between the high voltage winding and the magnetizable core is only half the voltage that would occur if the magnetizable core were at ground potential.

Другие аспекты изобретения относятся к способу изготовления подобного высоковольтного трансформатора, аппаратуре испытательного сигнала для испытательной системы для испытания высоковольтного устройства, которая содержит высоковольтный трансформатор в соответствии с вариантами осуществления, описанными выше, и к соответственно сконфигурированной испытательной системе для испытания высоковольтного устройства. Other aspects of the invention relate to a method for manufacturing such a high voltage transformer, a test signal apparatus for a high voltage device test system that comprises a high voltage transformer according to the embodiments described above, and a suitably configured high voltage device test system.

Другие преимущества, признаки и возможные применения будут понятны из следующего детального описания примерных вариантов осуществления и/или из чертежей.Other advantages, features and possible uses will be apparent from the following detailed description of exemplary embodiments and/or from the drawings.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Изобретение будет пояснено более детально со ссылкой на чертежи на основе предпочтительных примерных вариантов осуществления. Одинаковые элементы или компоненты примерных вариантов осуществления по существу обозначены теми же самыми ссылочными позициями, если только это не описано иначе или не оказывается иным, как следует из контекста.The invention will be explained in more detail with reference to the drawings based on preferred exemplary embodiments. The same elements or components of the exemplary embodiments are essentially designated by the same reference numerals, unless otherwise described or otherwise indicated by the context.

С этой целью, на чертежах, в некоторых случаях схематично, показано следующее:To this end, the drawings, in some cases schematically, show the following:

Фиг. 1 - высоковольтный трансформатор в соответствии с вариантом осуществления;Fig. 1 - high voltage transformer in accordance with the embodiment;

Фиг. 2 - поперечное сечение высоковольтного трансформатора согласно фиг. 1;Fig. 2 is a cross section of the high voltage transformer according to FIG. one;

Фиг. 3 - продольное сечение высоковольтного трансформатора в соответствии с другим вариантом осуществления;Fig. 3 is a longitudinal section through a high voltage transformer according to another embodiment;

Фиг. 4 - испытательная система в соответствии с вариантом осуществления; и Fig. 4 shows a test system according to an embodiment; and

Фиг. 5 - блок-схема последовательности операций способа для изготовления высоковольтного трансформатора в соответствии с вариантом осуществления.Fig. 5 is a flow chart of a method for manufacturing a high voltage transformer according to an embodiment.

Чертежи являются схематичными представлениями различных вариантов осуществления и/или примеров выполнения настоящего изобретения. Элементы и/или компоненты, представленные на чертежах, не обязательно показаны в масштабе. Скорее, различные элементы и/или компоненты, показанные на чертежах, воспроизведены таким образом, чтобы их функция и/или назначение могли быть понятны специалистам в данной области техники.The drawings are schematic representations of various embodiments and/or examples of the present invention. The elements and/or components shown in the drawings are not necessarily shown to scale. Rather, the various elements and/or components shown in the drawings are reproduced in such a way that their function and/or purpose can be understood by those skilled in the art.

Соединения и связи между функциональными блоками и элементами, показанные на чертежах, могут также быть реализованы как опосредованные соединения или связи. В частности, соединения передачи данных могут быть в форме проводного или беспроводного соединения, т.е., в частности, в форме радио соединения. Некоторые соединения, например, электрические соединения, например, для подачи энергии, могут быть не показаны в целях ясности.The connections and connections between functional blocks and elements shown in the drawings may also be implemented as indirect connections or connections. In particular, the data connections may be in the form of a wired or wireless connection, ie in particular in the form of a radio connection. Some connections, such as electrical connections, for example for power supply, may not be shown for the sake of clarity.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF EXAMPLE EMBODIMENTS

Фиг. 1 схематично показывает высоковольтный трансформатор 300 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.Fig. 1 schematically shows a high voltage transformer 300 in accordance with an embodiment of the present invention.

Высоковольтный трансформатор 300 имеет намагничиваемый сердечник 310, 311, обмотку 320 низкого напряжения, обмотку 330 высокого напряжения и защитный слой 340. Обмотка 320 низкого напряжения и обмотка 330 высокого напряжения продолжается вдоль прямого направления 316 намагничиваемого сердечника. Обмотка высокого напряжения расположена по меньшей мере вокруг части, в частности, секции длины, намагничиваемого сердечника 310, 311 и сконфигурирована как пилигримно-шаговая обмотка. В показанном примерном варианте осуществления, обмотка 330 высокого напряжения расположена непосредственно на намагничиваемом сердечнике 310, 311. Защитный слой 340 расположен вокруг обмотки 330 высокого напряжения и имеет изолирующий материал и, таким образом, электрически изолирует обмотку 320 низкого напряжения, которая расположена дальше наружу относительно обмотки высокого напряжения и защитного слоя 340, от обмотки 330 высокого напряжения.The high voltage transformer 300 has a magnetizable core 310, 311, a low voltage winding 320, a high voltage winding 330, and a protective layer 340. The low voltage winding 320 and the high voltage winding 330 extend along the direct direction 316 of the magnetizable core. The high voltage winding is located at least around a portion, in particular a length section, of the magnetizable core 310, 311 and is configured as a pilgrim step winding. In the exemplary embodiment shown, the high voltage winding 330 is located directly on the magnetizable core 310, 311. The protective layer 340 is located around the high voltage winding 330 and has an insulating material and thus electrically insulates the low voltage winding 320, which is located farther outward relative to the winding. high voltage and protective layer 340, from the high voltage winding 330.

Обмотка 320 низкого напряжения имеет множество витков 328. В некоторых предпочтительных вариантах, витки 328 могут быть намотаны спирально вокруг намагничиваемого сердечника 310 в прямом направлении 316 и, соответственно, в частях, содержащих обмотку 330 высокого напряжения или защитный слой 340, может также быть намотана вокруг них. Для этой цели, в некоторых вариантах, изолированный лаком (эмалью) катушечный провод, в частности, выполненный из меди, может быть спирально намотан вокруг намагничиваемого сердечника 310.The low voltage winding 320 has a plurality of turns 328. In some preferred embodiments, the turns 328 may be wound helically around the magnetizable core 310 in the forward direction 316 and, accordingly, in parts containing the high voltage winding 330 or protective layer 340, may also be wound around them. For this purpose, in some embodiments, a lacquered (enamel) insulated coil wire, in particular, made of copper, can be helically wound around the magnetizable core 310.

В показанном варианте, в целях упрощения, обмотки представлены только для секции 310 намагничиваемого сердечника. Высоковольтный трансформатор 300 сконфигурирован как тороидальный трансформатор, так что обмотка 330 высокого напряжения и обмотка 320 низкого напряжения фактически продолжаются в кольцевой форме вдоль всей длины кольцевого намагничиваемого сердечника 310, 311. Альтернативно, также возможно, что множество электрически соединенных обмоток 330 высокого напряжения и/или множество электрически соединенных обмоток 320 низкого напряжения или множество секций обмотки 330 высокого напряжения и/или множество секций обмотки 320 низкого напряжения расположены на расстоянии друг от друга или с перекрытием вдоль различных продольных секций 310, 311 намагничиваемого сердечника, так что в целом образуется тороидальный трансформатор.In the embodiment shown, for the sake of simplicity, the windings are shown only for the magnetizable core section 310. The high voltage transformer 300 is configured as a toroidal transformer such that the high voltage winding 330 and the low voltage winding 320 actually extend in annular form along the entire length of the annular magnetizable core 310, 311. Alternatively, it is also possible that a plurality of electrically connected high voltage windings 330 and/or a plurality of electrically connected low voltage windings 320 or a plurality of high voltage winding sections 330 and/or a plurality of low voltage winding sections 320 are spaced or overlapped along various longitudinal sections 310, 311 of the magnetizable core so that a toroidal transformer is generally formed.

Сердечник 310, 311 является замкнутым в кольцевой форме или почти замкнутым, причем в последнем случае кольцевой сердечник 310, 311 прерывается только воздушным зазором. Кольцевая форма может быть тороидальной; однако, как показано на чертежах, многоугольные конфигурации также возможны.The core 310, 311 is closed in annular form or nearly closed, in the latter case the annular core 310, 311 is only interrupted by an air gap. The annular shape may be toroidal; however, as shown in the drawings, polygonal configurations are also possible.

Фиг. 2 показывает поперечное сечение высоковольтного трансформатора 300, чтобы проиллюстрировать его структуру внутри, т.е. от намагничиваемого сердечника, наружу, т.е. в направлении обмотки низкого напряжения, причем поперечное сечение по меньшей мере по существу перпендикулярно прямому направлению намагничиваемого сердечника.Fig. 2 shows a cross section of a high voltage transformer 300 to illustrate its internal structure, i.e. from the magnetizable core, outward, i.e. in the direction of the low voltage winding, the cross section being at least substantially perpendicular to the forward direction of the magnetizable core.

Обмотка 330 высокого напряжения расположена концентрично вокруг намагничиваемого сердечника 310. Защитный слой 340 затем располагается концентрично вокруг обмотки 330 высокого напряжения. Наконец обмотка 320 низкого напряжения расположена концентрично вокруг защитного слоя 340. Таким образом, обмотка 330 высокого напряжения расположена дальше внутрь, а обмотка 320 низкого напряжения дальше наружу относительно друг друга или относительно защитного слоя 340, так что обмотка 330 высокого напряжения находится ближе к намагничиваемому сердечнику 310. В некоторых предпочтительных вариантах, обмотка 330 высокого напряжения 330 касается намагничиваемого сердечника или отделена от него только посредством изоляционного слоя (не показан на фиг. 2), чтоб обеспечивает улучшенную тепловую связь между обмоткой 330 высокого напряжения и намагничиваемым сердечником 310, в результате чего производительность может быть повышена.The high voltage winding 330 is positioned concentrically around the magnetizable core 310. The protective layer 340 is then positioned concentrically around the high voltage winding 330. Finally, the low voltage winding 320 is positioned concentrically around the protective layer 340. Thus, the high voltage winding 330 is further inward and the low voltage winding 320 is further outward relative to each other or relative to the protective layer 340 so that the high voltage winding 330 is closer to the magnetizable core. 310. In some preferred embodiments, the high voltage winding 330 330 touches or is separated from the magnetizable core only by an insulating layer (not shown in FIG. 2) to provide improved thermal coupling between the high voltage winding 330 and the magnetizable core 310, resulting in performance can be improved.

В некоторых предпочтительных вариантах, как показано, защитный слой 340 имеет первый электроизолирующий слой 342, электропроводный слой 344 и второй электроизолирующий слой 346. Таким предпочтительным образом, обмотка высокого напряжения и обмотка низкого напряжения могут быть экранированы друг от друга посредством электропроводного слоя 344, и электропроводный слой 344 может быть электрически изолирован как от обмотки высокого напряжения посредством первого электроизолирующего слоя 342, так и от обмотки низкого напряжения с помощью второго электроизолирующего слоя 346. В некоторых вариантах, первый электроизолирующий слой 342 может иметь электролитическое покрытие и поэтому электропроводный слой 344 может быть нанесен на него. В других вариантах, электропроводный слой 344 может также напыляться (в частности, как пары металла) или наклеиваться (в частности, как металлическая пленка). Кроме того, в некоторых вариантах, второй электроизолирующий слой 346 может быть опущен.In some preferred embodiments, as shown, the protective layer 340 has a first electrically insulating layer 342, an electrically conductive layer 344, and a second electrically insulating layer 346. In this preferred manner, the high voltage winding and the low voltage winding can be shielded from each other by the electrically conductive layer 344, and the electrically conductive layer 344 may be electrically isolated from both the high voltage winding by first electrically insulating layer 342 and from the low voltage winding by second electrically insulating layer 346. on him. In other embodiments, the electrically conductive layer 344 may also be sputtered (eg, as a metal vapor) or adhered (eg, as a metal film). In addition, in some embodiments, the second electrically insulating layer 346 may be omitted.

Фиг. 3 показывает продольное сечение высоковольтного трансформатора в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, чтобы проиллюстрировать обмотку высокого напряжения, выполненную как пилигримно-шаговая обмотка, причем любые дополнительные компоненты, такие как защитный слой, обмотка низкого напряжения или магнитный соединительный элемент, не показаны для наглядности чертежа.Fig. 3 shows a longitudinal section of a high voltage transformer according to another embodiment of the present invention to illustrate a high voltage winding configured as a pilgrim-pitch winding, with any additional components such as a protective layer, low voltage winding or magnetic coupler not shown for clarity. drawing.

Высоковольтный трансформатор, показанный на фиг. 3, может соответствовать высоковольтному трансформатору 300, описанному со ссылкой на фиг. 1 и/или фиг. 2, причем продольное сечение проходит по меньшей мере по существу вдоль прямого направления намагничиваемого сердечника, так что прямое направление 316 лежит по меньшей мере по существу в плоскости сечения.The high voltage transformer shown in Fig. 3 may correspond to the high voltage transformer 300 described with reference to FIG. 1 and/or FIG. 2, the longitudinal section extending at least substantially along the forward direction of the magnetizable core such that the forward direction 316 lies at least substantially in the plane of the section.

Прямое направление 316 иллюстрируется на фиг. 3 пунктирной, изогнутой под углом стрелкой, причем прямое направление должно пониматься относительно соответствующего положения на намагничиваемом сердечнике 310 и к возможному магнитному потоку и, следовательно, представляет локальное направление, которое, в частности, в каждом случае указывает локально в направлении возможного магнитного потока (или всегда против этого направления). Таким образом, если следовать локально соответствующему прямому направлению при замкнутом намагничиваемом сердечнике, то получается замкнутая кривая, которая точно окружает некоторую область.Forward direction 316 is illustrated in FIG. 3 by a dotted angled arrow, the forward direction being to be understood in relation to the corresponding position on the magnetizable core 310 and to the possible magnetic flux, and therefore represents the local direction, which in particular in each case points locally in the direction of the possible magnetic flux (or always against this direction). Thus, if the locally corresponding straight direction is followed with a closed magnetizable core, then a closed curve is obtained that exactly surrounds a certain area.

Обмотка 330 высокого напряжения имеет множество витков, которые сгруппированы во множество групп 335 витков, которые, в каждой группе, намотаны электрически последовательно и по спирали в прямом направлении вокруг намагничиваемого сердечника 310, и во множество групп 336 витков, которые, в каждой группе, намотаны электрически последовательно и по спирали противоположно прямому направлению вокруг намагничиваемого сердечника. В этом случае, группы 335 и 336 поочередно соединены электрически последовательно друг с другом и поочередно намотаны вокруг намагничиваемого сердечника 310, так что за первым числом витков в прямом направлении для одной из групп 335 следует второе число витков противоположно прямому направлению для одной из групп 336. К тому же первое число больше, чем второе число, так что в целом получается обмотка в прямом направлении. The high voltage winding 330 has a plurality of turns which are grouped into a plurality of turns 335 which, in each group, are wound electrically in series and in a spiral in the forward direction around a magnetizable core 310, and into a plurality of turns 336 which, in each group, are wound electrically in series and in a spiral opposite to the direct direction around the magnetizable core. In this case, groups 335 and 336 are alternately connected electrically in series with each other and alternately wound around magnetizable core 310 such that a first number of turns in the forward direction for one of the groups 335 is followed by a second number of turns in the opposite direction for one of the groups 336. In addition, the first number is greater than the second number, so that winding in the forward direction is generally obtained.

Для изготовления обмотки 330 высокого напряжения, катушечный провод может поочередно наматываться вокруг сердечника 310 в прямом направлении для первого числа витков и наматываться вокруг сердечника 310 в обратном направлении, то есть противоположно прямому направлению, для второго числа витков. В некоторых предпочтительных вариантах, катушечный провод может быть изолированным лаком медным проводом.To form the high voltage winding 330, the coil wire may alternately be wound around the core 310 in the forward direction for the first number of turns and wound around the core 310 in the reverse direction, i.e., opposite to the forward direction, for the second number of turns. In some preferred embodiments, the coil wire may be lacquer insulated copper wire.

Путем намотки в прямом направлении и противоположно прямому направлению, больше витков может быть намотано вокруг намагничиваемого сердечника 310 в его секции длины, чем в случае спиральной намотки только в прямом направлении или только в обратном направлении. В результате, большое число витков может быть обеспечено в общем без необходимости в дополнительных слоях витков, которые продолжались бы по всем предусмотренным для намотки секциям длины намагничиваемого сердечника. За счет того что при пилигримно-шаговой обмотке в прямом и обратном направлениях для отдельных секций длины намагничиваемого сердечника, секции длины имеют множество слоев (так сказать) локально, причем разность напряжений между этими “локальными слоями” меньше, чем в случае многослойной обмотки, в которой витки намотаны соответственно по всей снабжаемой намоткой длине намагничиваемого сердечника. Например, как показано на фиг. 3, виток 338 одной из групп 336 является пространственно смежным с витками 337 и 339 одной из групп 335 и, кроме того, только один или только два витка удалены от них электрически, в результате чего имеется относительно малая разность напряжений между витками при работе высоковольтного трансформатора.By winding in the forward and counter-forward direction, more turns can be wound around the magnetizable core 310 in its length section than in the case of helical winding only in the forward direction or only in the reverse direction. As a result, a large number of turns can be provided in general without the need for additional layers of turns that would extend over all winding length sections of the magnetizable core. Due to the fact that with a pilgrim-step winding in the forward and reverse directions for individual length sections of the magnetized core, the length sections have many layers (so to speak) locally, and the voltage difference between these “local layers” is less than in the case of a multilayer winding, in which the turns are wound respectively along the entire length of the magnetized core supplied with the winding. For example, as shown in FIG. 3, coil 338 of one of the groups 336 is spatially adjacent to coils 337 and 339 of one of the groups 335, and furthermore, only one or only two turns are electrically spaced from them, resulting in a relatively small voltage difference between the turns when the high voltage transformer is operating. .

В некоторых вариантах, намагничиваемый сердечник 310 может также иметь изоляционный слой 314. Он может, как показано на фиг. 3, быть соединен с сердечником и окружать только часть, в частности, подлежащей намотке секции длины сердечника 310 или окружать весь сердечник 310 и, таким образом, изолировать его электрически. В некоторых вариантах, это может быть, в частности, предпочтительным в комбинации с намагничиваемым сердечником 310, выполненным из листовой стали, в частности, из множества слоев листовой стали, которые, в частности, могут быть намотаны для формирования тороидального сердечника.In some embodiments, the magnetizable core 310 may also have an insulating layer 314. This may, as shown in FIG. 3, be connected to the core and surround only a part, in particular the length section of the core 310 to be wound, or surround the entire core 310 and thus electrically insulate it. In some embodiments, this may be particularly advantageous in combination with a magnetizable core 310 made of sheet steel, in particular a plurality of layers of sheet steel, which may in particular be wound to form a toroidal core.

Фиг. 4 показывает испытательную систему 10 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения вместе с испытываемым высоковольтным устройством 30 в виде блок-схемы, причем, для более детальной иллюстрации, некоторые компоненты испытательной системы и ассоциированные электрические соединения, точки соединения и/или узловые точки изображены схематично как электрическая (принципиальная) схема.Fig. 4 shows a test system 10 in accordance with an embodiment of the present invention, together with a high voltage device under test 30, in block diagram form, with, for more detailed illustration, some components of the test system and associated electrical connections, connection points, and/or node points are depicted schematically as electrical (principle) scheme.

В одном примерном варианте осуществления, испытательная система 10 имеет портативное главное устройство и портативную аппаратуру 200 испытательного сигнала высокого напряжения. При этом портативная аппаратура 200 испытательного сигнала высокого напряжения, в качестве портативного вспомогательного устройства испытательной системы 10, обеспечивает дополнительные (испытательные) функции, в частности, функции, которые основаны на высоком напряжении, в дополнение к функциям, которые портативное главное устройство уже обеспечивает.In one exemplary embodiment, the test system 10 has a portable host and a portable high voltage test signal apparatus 200 . Meanwhile, the portable high voltage test signal apparatus 200, as a portable accessory of the test system 10, provides additional (test) functions, in particular functions that rely on high voltage, in addition to the functions that the portable host already provides.

Портативное главное устройство 100 имеет корпус и силовой вывод 120, встроенный в корпус. Портативная аппаратура 200 испытательного сигнала высокого напряжения имеет корпус и силовой ввод 220, встроенный в корпус. Силовой вывод 120 и силовой ввод 220 электрически соединяются с помощью кабеля 20 при работе, т.е. для испытания высоковольтного устройства 30.The portable host 100 has a housing and a power terminal 120 built into the housing. The portable high voltage test signal apparatus 200 has a housing and a power input 220 built into the housing. Power output 120 and power input 220 are electrically connected via cable 20 during operation, i. for testing high voltage device 30.

Портативная аппаратура 200 испытательного сигнала высокого напряжения, кроме того, имеет аппаратуру 230 испытательного сигнала, компоненты которой размещены в корпусе аппаратуры 200 испытательного сигнала высокого напряжения. При этом первое тестовое соединение 232 и второе тестовое соединение 234 аппаратуры 230 испытательного сигнала могут быть встроены соответственно силовому выводу 220 в корпус портативной аппаратуры 200 испытательного сигнала высокого напряжения.The portable high voltage test signal apparatus 200 furthermore has a test signal apparatus 230 whose components are housed in a housing of the high voltage test signal apparatus 200 . Meanwhile, the first test connection 232 and the second test connection 234 of the test signal apparatus 230 can be built respectively to the power terminal 220 in the case of the portable high voltage test signal apparatus 200 .

В процессе работы, то есть при испытании высоковольтного устройства 30, первое тестовое соединение 232 электрически соединяется с первой точкой 32 соединения высоковольтного устройства 30, и, соответственно, второе тестовое соединение 234 электрически соединяется со второй точкой 34 соединения высоковольтного устройства 30.In operation, that is, when testing the high voltage device 30, the first test connection 232 is electrically connected to the first connection point 32 of the high voltage device 30, and accordingly, the second test connection 234 is electrically connected to the second connection point 34 of the high voltage device 30.

Для заземления, портативная аппаратура 200 испытательного сигнала высокого напряжения может иметь соединение 204 заземления, обеспечивая возможность, в частности, отдельного заземления, например, для увеличенной эксплуатационной надежности. Альтернативно, одно из тестовых соединений может также служить как соединение заземления, обеспечивая возможность, в частности, более простой кабельной разводки.For grounding, the portable high voltage test signal apparatus 200 may have a ground connection 204, allowing for a separate ground connection, for example, for increased operational reliability. Alternatively, one of the test connections can also serve as an earth connection, allowing for simpler cabling in particular.

Аппаратура 230 испытательного сигнала имеет высоковольтный трансформатор 300 в соответствии с одним из вышеописанных вариантов осуществления, причем, на фиг. 4, высоковольтный трансформатор 300 показан лишь схематично с намагничиваемым сердечником 310, обмоткой 320 низкого напряжения и обмоткой 330 высокого напряжения и защитным слоем 340. Намагничиваемый сердечник 310 выполнен как тороидальный сердечник, обеспечивая, в частности, низкие возмущения, компактность конструкции и хорошо интегрируемый в корпус форм-фактор, обеспечивая тем самым аппаратуру 200 испытательного сигнала высокого напряжения, которую, в частности, легко транспортировать. Такая компактная конструкция синэргически поддерживается посредством обмотки 330 высокого напряжения, которая предпочтительно расположена вблизи сердечника и тем самым, в частности, термически буферизуется посредством намагничиваемого сердечника 310. Как отмечено выше, как обмотка 320 низкого напряжения, так и обмотка 330 высокого напряжения может быть сформирована с помощью соответственно подходящего числа частичных обмоток. The test signal apparatus 230 has a high voltage transformer 300 in accordance with one of the embodiments described above, wherein, in FIG. 4, a high voltage transformer 300 is shown only schematically with a magnetizable core 310, a low voltage winding 320 and a high voltage winding 330, and a protective layer 340. The magnetizable core 310 is designed as a toroidal core, providing, in particular, low perturbations, a compact design and good integration into the package. form factor, thereby providing a high voltage test signal apparatus 200 that is particularly easy to transport. Such a compact design is synergistically supported by the high voltage winding 330, which is preferably located close to the core and is thereby in particular thermally buffered by the magnetizable core 310. As noted above, both the low voltage winding 320 and the high voltage winding 330 can be formed with with an appropriate number of partial windings.

Как показано на фиг. 4, обмотка 330 высокого напряжения имеет первую точку 332 соединения и вторую точку 334 соединения, причем вторая точка 334 соединения электрически соединяется со вторым тестовым соединением 234. Первая точка 332 соединения может быть электрически соединена с первым тестовым соединением 232, причем они могут быть соединены друг с другом непосредственно, или, как показано, посредством электрического переключателя 238 аппаратуры 230 испытательного сигнала. Переключатель 238 обеспечивает возможность избирательного электрического соединения первой точки 332 соединения и первого тестового соединения 232, так что электрическое соединение для приложения высокого напряжения к высоковольтному устройству 30 может устанавливаться и разъединяться, например, между отдельными процессами испытаний, для безопасности.As shown in FIG. 4, the high voltage winding 330 has a first connection point 332 and a second connection point 334, the second connection point 334 being electrically connected to the second test connection 234. The first connection point 332 may be electrically connected to the first test connection 232, and they may be connected to each other. with a friend directly, or, as shown, through the electrical switch 238 of the apparatus 230 of the test signal. The switch 238 allows selective electrical connection of the first connection point 332 and the first test connection 232 so that the electrical connection for applying a high voltage to the high voltage device 30 can be established and disconnected, for example, between separate tests, for safety.

Обмотка 320 низкого напряжения имеет первую точку 322 соединения и вторую точку 326 соединения. Первая и вторая точки 322, 326 соединения электрически соединяются с силовым вводом 220, так что сигнал мощности может прикладываться между двумя точками 322, 326 соединения посредством силового ввода 220.The low voltage winding 320 has a first connection point 322 and a second connection point 326. The first and second connection points 322, 326 are electrically connected to the power input 220 so that a power signal can be applied between the two connection points 322, 326 via the power input 220.

Для генерации сигнала мощности, портативное главное устройство 100 имеет источник 130 сигнала мощности, в частности, управляемый источник напряжения, который электрически соединяется с силовым выводом 120. При этом портативное главное устройство 100 установлено, чтобы управлять источником 130 сигнала мощности так, что посредством сигнала мощности электрическое напряжение прикладывается между первой и второй точками 322, 326 соединения обмотки 320 низкого напряжения, и высоковольтный трансформатор 300 преобразует это напряжение в испытательный сигнал для испытания высоковольтного устройства 30, который прикладывается между первой и второй точками 332, 334 соединения обмотки 330 высокого напряжения и тем самым при замкнутом переключателе 238, также между первым и вторым тестовыми соединениями 232 и 234.In order to generate a power signal, the portable host 100 has a power signal source 130, in particular, a controllable voltage source, which is electrically connected to the power output 120. Here, the portable host 100 is set to control the power signal source 130 such that by means of the power signal an electrical voltage is applied between the first and second connection points 322, 326 of the low voltage winding 320, and the high voltage transformer 300 converts this voltage into a test signal for testing the high voltage device 30, which is applied between the first and second connection points 332, 334 of the high voltage winding 330 and most with switch 238 closed, also between the first and second test connections 232 and 234.

Портативное главное устройство 100 предпочтительно сконфигурировано так, чтобы с помощью встроенного контроллера (не показан на фиг. 4) управлять процедурой испытания с помощью испытательного сигнала, генерируемого высоковольтным трансформатором 300. The portable host 100 is preferably configured to use an onboard controller (not shown in FIG. 4) to control the test procedure using the test signal generated by the high voltage transformer 300.

Фиг. 5 показывает блок-схему последовательности операций способа 800 для изготовления высоковольтного трансформатора в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Fig. 5 shows a flow diagram of a method 800 for manufacturing a high voltage transformer in accordance with an embodiment of the present invention.

В одном примерном варианте осуществления, способ 800 включает в себя этапы 810, 820, 830 и 840 способа. Способ 800 начинается с начала 802 способа и заканчивается в конце 804 способа, причем этапы способа выполняются в следующем порядке, и некоторые варианты способа, например, для реализации конкретных форм выполнения, развитий, вариантов или примерных вариантов осуществления в соответствии с описанием и/или в соответствии с чертежами, могут иметь дополнительные этапы способа.In one exemplary embodiment, method 800 includes method steps 810, 820, 830, and 840. Method 800 begins at the beginning 802 of the method and ends at the end 804 of the method, with the steps of the method being performed in the following order, and some variations of the method, for example, to implement specific embodiments, developments, variations, or exemplary embodiments as described and/or in according to the drawings, may have additional method steps.

На этапе 810 способа, намагничиваемый сердечник обеспечивается для высоковольтного трансформатора, выполненного как тороидальный трансформатор.In method step 810, a magnetizable core is provided for a high voltage transformer configured as a toroidal transformer.

На этапе 830 способа, катушечный провод наматывается по меньшей мере частично, как пилигримно-шаговая обмотка, вокруг намагничиваемого сердечника, так что формируется обмотка высокого напряжения высоковольтного трансформатора.In method step 830, the bobbin wire is wound at least partially as a pilgrim-pitch winding around a magnetizable core so that a high voltage winding of a high voltage transformer is formed.

На этапе 840 способа, наносится защитный слой, причем защитный слой окружает обмотку высокого напряжения на стороне, обращенной от намагничиваемого сердечника, и электрически изолирует обмотку высокого напряжения в направлении обращенной вовне стороны.In method step 840, a protective layer is applied, wherein the protective layer surrounds the high voltage winding on the side facing away from the magnetizable core and electrically insulates the high voltage winding towards the outward side.

На этапе 820 способа, катушечный провод наматывается вокруг обмотки высокого напряжения, окруженной защитным слоем, так что формируется обмотка низкого напряжения высоковольтного трансформатора с числом витков меньшим, чем число витков обмотки высокого напряжения, и защитный слой электрически изолирует обмотку высокого напряжения и обмотку низкого напряжения друг от друга.In method step 820, the coil wire is wound around the high voltage winding surrounded by the protective layer, so that the low voltage winding of the high voltage transformer is formed with a number of turns less than the number of turns of the high voltage winding, and the protective layer electrically insulates the high voltage winding and the low voltage winding of each other. from friend.

Claims

1. High voltage transformer (300),

moreover, the high-voltage transformer (300) is made as a toroidal transformer and contains:

one magnetizable core (310) which is circularly closed or nearly circularly closed;

winding (320) low voltage, which is located around at least one part of the magnetizable core (310); and

a high voltage winding (330), which is located around said at least one part of the magnetizable core (310) and is electrically isolated from the low voltage winding (320),

moreover, the high voltage winding (330) is made at least partially as a pilgrim-step winding, and

the magnetizable core (310) has an insulating layer (314) for electrical isolation of said at least one part of the magnetizable core (310) from the low voltage winding (320) and the high voltage winding (330).

2. High voltage transformer (300) according to claim 1, wherein the high voltage winding (330) is located directly around the magnetizable core (310).

3. High voltage transformer (300) according to claim 1, wherein the low voltage winding (320) is located around the high voltage winding (330).

4. High voltage transformer (300) according to claim 1, wherein the high voltage winding (330) continues around the magnetizable core (310) with at most one circuit along the forward direction (316), and the forward direction is locally oriented respectively along the direction of the magnetizable core (310 ).

5. High voltage transformer (300) according to claim 1, further having a protective layer (340), which is located between the high voltage winding (330) and the low voltage winding (320), and the protective layer (340) is configured so that it electrically insulates the high voltage winding (330) and the low voltage winding (320) apart.

6. High voltage transformer (300) according to claim 5, wherein the protective layer (340) has an electrically conductive layer (344) for shielding the high voltage winding (330) from the low voltage winding (320).

7. High voltage transformer (300) according to claim 1, wherein the magnetizable core (310) does not have an electrical connection to ground or an earth connection.

8. High voltage transformer (300) according to claim 1, wherein the high voltage transformer is configured to generate a high voltage test signal for the test system (10) to test the high voltage device (30).

9. Test signal equipment (230) for test system (10) for testing high-voltage device (30), comprising:

high voltage transformer (300) according to claim 1;

wherein the test signal apparatus (230) is installed to generate, by means of the high voltage transformer (300), a test signal which is applied between the first connection point (332) and the second connection point (334) of the high voltage winding (330) of the high voltage transformer (300), and to provide a test signal for testing the high voltage device (30).

10. Test system (10) for testing a high voltage device (30), containing

portable host (100) with housing; and

a portable auxiliary device (200) with a separate housing, and the auxiliary device can be electrically connected to the main device;

wherein the portable accessory (200) is configured as a high voltage test signal portable apparatus (200) and has the test signal apparatus (230) of claim 9; and

wherein the portable main device (100) is installed to control the generation of the test signal by the high voltage transformer (300) of the portable auxiliary device (200) for testing the high voltage device (30).

11. A method for manufacturing a high voltage transformer (300), wherein the high voltage transformer (300) is manufactured as a toroidal transformer, and the method comprises:

- providing one annular magnetizable core (310) that is closed in a circle or almost closed in a circle, and the magnetizable core (310) has an insulating layer (314) on at least one part of the magnetizable core (310);

winding the high voltage winding (330) at least partially as a pilgrim-step winding around at least one part of the magnetizable core (310); and

- winding a low voltage winding with a number of turns less than the number of turns of the high voltage winding (330) around said at least one part of the magnetizable core (310),

wherein the insulating layer (314) is configured to electrically isolate said at least one part of the magnetizable core (310) from the low voltage winding (320) and the high voltage winding (330).

12. The method of claim 11, wherein the method is carried out to manufacture the high voltage transformer (300) of claim 1.