SU635899A3 - Трансформатор - Google Patents

Description

ду верхним масл ным баком и фарфоровым кожухом. Трубы имеют взаимные противоположно направленные наклонньге срезы до половины диаметра, они гальванически соединены друг с другом по диаметрально противоположным сторонам и имеют на участках между наклонными срезами и местами гальванического соединени  посредине последних круглые вырезы.

Датчик Холла размещен в экранирующей трубе.

Конденсатор донолннтельного делител  напр жени  установлен в нижней части фарфорового кожуха, а резистор - в нижнем корпусе.

На фиг. 1 показан измерительный трансформатор , продольное сечение, один из вариантов; на фиг. 2 - его электрическа  схема; на фиг. 3 представлен измерительный трансформатор, продольное сечение, второй вариант вынолнени ; на фиг. 4 показана формирующа  магнитное поле катущка трансформатора на фиг. 3, вид сверху; на фиг. 5 - катушка трансформатора, вид спереди; на фнг. 6 - эта же катушка, вид сбоку.

Трансформатор (см. фиг. 1) состоит из трех частей: верхнего масл ного бака 1, фарфоровой трубы 2 и нижнего корпуса 3. Верхний масл ный бак 1, который имеет трубчатое поперечное сечение, установлен наверху фарфоровой трубы 2, причем между ними предусмотрены прокладки 4. Более точно, фланец круглого кольца 5, жестко закрепленного вокруг верхнего конца фарфоровой трубы 2, прикреплен к нижнему фланцу верхнего масл ного бака 1 с помощью соответствующих закрепл ющих устройств, таких как ремни. Накрывающа  плита 6 крепитс  к фланцу, имеющемус  на верхнем конце масл ного бака 1, соответствующими закрепл ющими устройствами , причем между ними расположены прокладки 7. Фарфорова  труба 2 также установлена на нижнем корпусе 3, причем между ними предусмотрены прокладки 8. Таким образом, фланец круглого кольца 9, который жестко закреплен на нижнем конце фарфоровой трубы 2, крепитс  к нижнему корпусу 3 с помощью соответствующих закрепл ющих устройств.

Верхний бак 1 св зан с фарфоровой трубой 2 внутренними нространствами, которые заполнены маслом, но над маслом имеетс  достаточный воздушный промежуток. Поперек верхнего бака 1 проходит первичный проводник 10 с присоединенным к нему последовательно сопротивлением 11. Первичный проводник 10 с входной клеммой и выходной клеммой прикреплен к соответствующей боковой стенке верхнего бака 1 таким образом, чтобы при этом не происходило утечки масла, дл  чего используютс  соответствующие устройства.

Экранирующа  труба 12 размещена на

верхней плите нижнего корпуса 3, причем между ними предусмотрено цлотное соединение из воска или св зующих дл  избежани  утечек масла. Устройства 13, предназначенные дл  обнаружени  напр жени , такие как элемент, работающий по принципу эффекта Холла, испытательна  катущка , размещаютс  внутри экранирующей трубы 12. В данном примере в качестве устройства дл  обнаружени  нанр жени  используетс  элемент, работающий по принципу эффекта Холла. Изолирующий конусообразный слой 14 создаетс  вокруг изолирующей трубы 12 и закрепл етс  на ней же. Вокруг изолирующего конусообразного сло  14 крепитс  формирующа  магнитное поле обмотка 15, котора , таким образом , охватывает устройство 13 дл  обнаружени  напр жени . К этому концу входной клеммы, расположенной на одной стороне первичного нроводника 10, присоедин етс  щунтирующее сопротивление 16, в то врем  как и другой конец нроводника присоедин етс  к одному из концов формирующей магнитное поле катущки (обмотки) 15. Другой конец формирующей магнитное ноле катущки подсоедин етс  к выходной клемме, расположенной на другой стороне первичного проводника 10. Изолирующий конусообразный слой 14 присоедин етс  самым дальним своим концом к стороне первичного проводника 10, на которой находитс  выходна  клемма, в то врем  как ближайщий его конец проходит через клемму к конденсатору 17 и делителю напр жени , размещенному в корпусе делител  18 напр жени  нижнего корнуса 3. Элемент , работающий на нринципе эффекта Холла, подключаетс  к источнику питани  посто нного тока и к другому делителю 19 напр жени , расположенному в корпусе дл  делител  18 напр жени , причем оба онн установлены в нижнем корпусе 3.

Экраннрующа  труба 12 может быть изготовлена из трубы, выполненной из изолирующего , не обладающего магнитными свойствами материала, покрытой снаружи графитом, или сделана нз трубы из нержавеющей стали. Изолирующий конусообразный слой 14 нредназначаетс  дл  того, чтобы обеспечить изол цию между формирующей магнитное ноле катущкой 15 и экранирующей трубой 12, а также дл  того, чтобы образовать конденсатор 20 св зи. Изолирующий конусообразный слой 14 состоит из концентрически расположенных цилиндров из изолирующего материала, в качестве которого используетс  наполненна  маслом крафт-б мага или нрессованна  панель, между ними проложен слой металлической фольги. Изолирующий слой 14 постепенно опускаетс  в виде конуса от места, где размещаетс  формирующа  магнитное поле катущка, в направлении нижней части экранирующей трубы таким образом, чтобы

электрическое поле (показано штриховой линией) вдоль конической поверхности мен ющегос  рассто ни  в нижней части оставалось однородным, как это показано эквипотенциальными лини ми. Самый дальНИИ слой металлической фольги изолирующего конусообразного сло  14 находитс  под высоким потенциалом, в то врем  как экранирующа  труба и нижний корпус 3 заземлены. В этой конструкции конденсатор 20 св зи образуетс  изолирующим зернообразным слоем 14, как уже отмечалось ранее, в то врем  как другой конденсатор образуетс  между самой внутренней металлической формой изолирующего конусообразного сло  и экранирующей трубой 12. Последний конденсатор используетс  в качестве конденсатора 21 в делителе напр жени .

На фиг. 2 представлена электрическа  схема измерительного трансформатора.

Как следует из чертежа, входна  клемма присоедин етс  к одному концу сопротивлени  11 и к одному концу сопротивлени  16. Эти сопротивлени   вл ютс  шунтирующими , при этом, в частности, сопротивление 16 используетс  дл  регулировани  тока , протекающего через формирующую магнитное поле катушку 15. Другими словами, в этом практическом варианте сопротивление 16 примен етс  дл  регулировани  шунтирующего тока. Другой конец сопротивлени  11 присоедин етс  к концу формирующей магнитное поле катушки, подход щему к клемме и подход щему к конденсатору 20. Другой конец сопротивлени  16 подключаетс  к другому концу формирующей магнитное поле катушки. Таким образом , последовательно соединенна  цепь, состо ща  из сопротивлени  16 и катушки 15, присоедин етс  к концам сопротивлени  11. По этой причине первичный ток раздел етс  на токи, как это показано на фиг. 2. Соотношение величин токов контролируетс  с помощью регулировочного сопротивлени  16.

Другой конец конденсатора 20 св зи присоедин етс  к одному концу параллельной цепи, содержащей конденсаторы 21 и 22, делитель 23 напр жени . Другой конец параллельной цепи заземлен. Как уже отмечалось ранее, дл  делени  напр жени  предусмотрен конденсатор 21, который образуетс  между самым ближним слоем металлической фольги изолирующего конусообразного сло  и экранирующей трубой. Конденсатор 22 и делитель 23 напр жени  размещены в нижнем корпусе 3. Параллельна  цепь вместе с конденсатором 20 св зи образует трансформатор напр жени . Напр жение, пропорциональное первичному напр жению, возникает на сопротивлении, вход щем в делитель напр жени . Элемент, работающий на принципе эффекта Холла, расположен в центре катушки 15 таким образом , что в нем формируетс  напр жение под воздействием магнитного пол , формируемого катушкой 15. Смещение на элемент , работающий на принципе эффекта Холла, поступает по подвод щим проводам 24 от источника 25 питани  посто нного тока. Напр жение, формируемое на выходе элемента Холла, подаетс  на делитель 18 напр жени  по проводу 26. Катушка 15, элемент Холла и делитель 18 напр жени  образуют трансформатор тока. словами, напр жение, пропорциональное первичному току, возникает на делителе 27 напр жени . Применение сопротивлений 11 и 16 позвол ет уменьшить ток, протекающий по катушке 15, при этом могут быть использованы подвод щие провода с малым поперечным сечением даже в том случае, когда у первичного тока небольша  величина.

Когда первичный ток имеет небольшую величину, он может подаватьс  непосредственно в катушку 15 без использовани  шунтирующих сопротивлений 11 и 16.

На фиг. 3 показан второй вариант практического осуществлени  трансформатора, созданного в соответствии с изобретением.

Особенностью его  вл етс  конструкци  формирующей магнитное поле катушки 15. Катушка 15 - комбинаци  внутренней трубы 28 и внешней трубы 29. Эти трубы изготовлены из металлического листа или отлиты из металлов, обладающих хорошей электропроводностью, таких как медь или алюминий.

Внутренн   труба 28 выполнена как единое целое с расположенным наверху ее фланцем 30, пр моугольна  часть которого используетс  дл  создани  входной клеммы первичного проводника, а внешн   труба 29 - как единое целое с фланцем 31, пр моугольна  часть которого служит дл  создани  выходной клеммы (фиг. 4).

На фиг. 5 представлена трубчата  катушка , образуема  в том случае, когда комбинируютс  имеющие описанную форму внутренн   и внешн   трубы. Две полуокружности 32 и 33 образуют окружность 34, и эти две трубы контактируют одна с другой по плоскости 35 в нижней части катушки , в то врем  как верхние части этой трубы отделены одна от другой зазорами 36 и 37. На фиг. 6 представлены две срезанные части труб, используемые при комбинации этих внутренних и внешних труб.

При такой конструкции трубчатой катушки первичный ток течет от входной клеммы по внутренней трубе 28, по контактной области внутренней и внешней труб и по внешней трубе 29 к выходной клемме , как это показано стрелками (фиг. 5). Другими словами, трубчата  катушка  вл етс  одновитковой катушкой, намотанной вокруг окружности 34. Таким образом, магнитное поле (обозначено штриховой лини7

ей по оси на фиг. 1), формируемое этой катушкой, направлено под пр мым углом к полю катушки, формируемым в варианте , представленном на фиг. 1 (фиг. 6). Поэтому соответствующие электроды изблирующего конусообразного сло  не взаимодействуют с формируемым магнитным полем .

Трубчата  катушка 15 вставл етс  в фарфоровую трубу 2 и закрепл етс  с помощью фланцев 30 и 31, прикрепл емых к фланцу кругового кольца 5 и к нижнему фланцу верхнего масл ного бака 1. Между фланцем 31 и фланцем кругового кольца 5 предусмотрены прокладки 38, между фланцем 30 и нижним фланцем верхнего масл ного бака 1 -прокладки 39, между фланцами 30 и 31-изолирующие прокладки 40. При этом верхний масл ный бак находитс  под высоким потенциалом, в то врем  как нижний корпз с 3 - под низким потенциалом , как и в предыдущем случае.

Как становитс  очевидным из описани , в предложенном трансформаторе используетс  формирующа  магнитное поле катушка - коаксиально объединенна  двойна  трубчата  катушка, в ней первичный нроводник , включающий в себ  входную и выходную клеммы, а также подвод щие провода , соедин ющие первичный проводник и формирующие магнитное поле катушки, в действительности  вл ютс  составными част ми формирующей магнитное поле катушки . В соответствии с этим этот вариант конструкции трансформатора может пспользоватьс  дл  создани  трансформатора, работающего с токами, имеющими значительную величину, носкольку поперечное сечение подвод щих проводов в этом случае оказываетс  достаточно больщим. Обеспечиваютс  также услови  дл  получени  однородного распределени  плотности тока. В том случае, когда необходимо работать с токами большой величины, не требуетс  использовани  шунтирующих сопротивлений и св занных с ними подвод щих проводов . В св зи с этим в данном случае эффективно используетс  пространство фарфоровой трубы, в результате чего изготавливаемый трансформатор может иметь небольшие размеры.

Claims (3)

1. Трансформатор, содержащий заключенные в фарфоровый кожух -первичную

8

обмотку и датчик Холла, содержащий две пары выводов, одна из которых подключена к источнику посто нного тока, а друга  к делителю напр жени , отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  габаритов и повышени  надежности, трансформатор снабжен дополнительным делителем напр жени , состо щим из параллельно включенных конденсатора и резистора, верхним масл ным баком и нижним корпусом , экранирующей трубой, выполненной из электропровод щего немагнитного материала , конденсаторной защитой, выполненной в виде конуса из концентрически чередующихс  друг с другом диэлектрических и электропровод щих трубок, на нижнем корпусе размещена экранирующа  труба, поверх которой установлена конденсаторна  защита с первичной обмоткой трансформатора , выполненной в виде двух концентрически расноложенных труб с фланцами , образующими соответственно входной и выходной зажимы первичной обмотки трансформатора и расположенными между верхним масл ным баком и фарфоровым , причем трубы имеют взаимные противоположно направленные наклонные срезы до половины диаметра, трубы гальванически соединены друг с другом по диаметрально нротивоположным сторонам и имеют на участках между наклонными срезами и местами гальванического соединени  посредине последних круглые вырезы .

2.Трансформатор по н. 1, отличающийс  тем, что датчик Холла размещен в экранирующей трубе.

3.Трансформатор по пп. 1 и 2, отличающийс  тем, что конденсатор дополнительного делител  напр жени  размещен в нижней части фарфорового кожуха, а резистор - в нижнем корпусе.

Приоритет по пунктам

07.12.73по пп. I и 2,

25.02.74по п. 3.

Источники информации, нрин тые во внимание при экспертизе

Ь Сапожников А. В. Конструирование трансформаторов. М.-Л., Госэнергоиздат, 1959, с. 310.

2. Бачурин Н. И. Трансформаторы тока. М.-Л., изд. «Энерги , 1964, с. 213-214.

(Риг.

Н р ---Ц Ife,Ж..,.-..ш1

.3

puz

. J/

::;,: л

ill..

Jif- .HI- :

/№

,;. I I pn lii; M

;|4v, y.-/

li .. 4 I , ,-,||- . / хЧ i; ll (

.-

Г ;:...„: ::::i ... J.L