SU886073A1

SU886073A1 - High-voltage isolation transformer

Info

Publication number: SU886073A1
Application number: SU792838228A
Authority: SU
Inventors: Станислав Иванович Гусев; Владимир Николаевич Лисин; Владимир Филипович Мартынов; Юрий Григорьевич Петров
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6517
Priority date: 1979-11-12
Filing date: 1979-11-12
Publication date: 1981-11-30

Description

(54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР(54) HIGH VOLTAGE DIVIDING TRANSFORMER

Изобретение относитс к электротехнике, в частности к высоковольтным разделительным трансформаторам, и может быть использовано дл питани мощных электронных ускорителей . . Известны высоковольтные трансформаторные разделительные установки, предназначенные дл передачи мощности в цепь нагрузки, наход щейс под высоким потенциалом, представл ющие собой каскадное соединение двух однофазных трансформаторов. Сетева обмотка первого трансформатора каскада н нагрузочна обмотка второго трансформатора разделены гальванически и потенциально с помощью оДновитковой V-образной кабельной обмотки; охватывающей сердечник вёрх него либо нижнего трансформатора I.Недостатком таких установок вл етс ограничение величины предельной мощности, передаваемой на высокий потенциал, поперечным сечением жилы одновитковой кабельной Обмот ки. Кроме того, кабельный виток св зи рассчитываетс на полное напр жение установки, в случае его пробо неизбежно по вление нм пульсных перенапр жений на стороне сети, что снижает эксплуатационную надежность устройств в целом. Наиболее близким к предлагаемому вл етс высоковольтный разделительный трансформатор , предназначенный дл питани ускорител зар женных частиц, представл ющий собой параллельное , соединение р да двухступенчатых изолирующих трансформаторов, размещенных в потенциальных экранах. При этом через окно сердечников первого и второго трансформаторов проходит многовиткова обмотка, выполненна высоковольтным кабелем, жнла котО рого находнтс под потенциалом, задаваемым делителем и равным половине полного напр жени установки. Верхний и нижний модули трансформатора закреплены и разделены опорными изол торами 2. Недостатком известного устройства вл етс ограничение величины мощности сечением жилы и механнческой упругостью (допустнмым радиусом изгиба) кабел , наматываемого непосредственно на сердечник. Кроме.того, обмоткк известного ipain4 pMai(p характеризуютс The invention relates to electrical engineering, in particular to high-voltage isolating transformers, and can be used to power high-power electronic accelerators. . High voltage transformer separation plants are known for transmitting power to a high potential load circuit, which is a cascade connection of two single phase transformers. The mains winding of the first transformer of the cascade and the load winding of the second transformer is electrically and potentially separated by a single-turn V-shaped cable winding; enclosing the core of the top of it or of the lower transformer I. The disadvantage of such installations is the limitation of the maximum power transmitted to a high potential by the cross section of the single turn cable winding. In addition, the cable coil is calculated on the full voltage of the installation, in case of its breakdown, the inevitable occurrence of nm pulse overvoltages on the network side, which reduces the operational reliability of the devices as a whole. Closest to the present invention is a high-voltage isolating transformer designed to power the accelerator of charged particles, which is a parallel connection of a series of two-step isolation transformers placed in potential shields. At the same time, a multi-turn winding passes through the window of the cores of the first and second transformers, which is made with a high-voltage cable, which is located under the potential given by the divider and equal to half the total voltage of the installation. The upper and lower modules of the transformer are fixed and separated by supporting insulators 2. A disadvantage of the known device is the limiting of the power value by the cross section of the core and the mechanical elasticity (permissible bending radius) of the cable wound directly onto the core. In addition, the windings of the known ipain4 pMai (p are characterized by

сильной электрической св зью, поэтому при случайных разр дах или пробо х в системе неизбежно происходит формировсиже импульсных перенапр жений на стороне сетевой обмотки .strong electrical coupling, therefore, in the case of random discharges or breakdowns in the system, inevitably occurs the formation of pulse overvoltages on the side of the network winding.

Цель изобретени - )гвеличение предельной мощности, передаваемой на высокий потенциал и повышение эксплуатационной надежности высоковольтного разделительного трансформатора .The purpose of the invention is to increase the maximum power transmitted to a high potential and increase the operational reliability of a high-voltage isolating transformer.

Поставленна цель достигаетс тем, что в высоковольтном разделительном тршсформаторе , содержащем последовательно включенные и расположенные друг над другом в потендаа ьных кольцевых экранах трансформаторные модули, состо щие из секционированного магнитопровода , перви юй н вторичной обмоток, причем первиша обмотка верхнего модул и вторична обмотка нижнего модул выполнены высоковольтным кабелем, УКЯЛЯ которого подключена к промежуточному потенщ1альному экрану, соединенному через делитель напр жени с верхним потенциальным экраном , закрепленным на опорном изол торе секшга магнитопроврда каждого трансформаторного модул , закреплены на горизонтальной; встроенной в потенциальный , кольцевой раме таким образом, что окна секций образуют тороидальную полость, в которой уложена кабельна обмотка, снабженна разделительным провод щим экраном и крепежными стойками, расположенными вдоль кольцевой рамы.The goal is achieved by the fact that in a high-voltage isolating transformer containing a series-connected and located one above the other in the potential ring screens, transformer modules consisting of a partitioned magnetic conductor, the first secondary windings, and the primary winding of the upper module and the secondary winding of the lower module are made a high-voltage cable, which has been connected to an intermediate potential screen connected through a voltage divider with the upper potential crane, attached to the supporting insulator sekshga magnitoprovrda each transformer module, fixed to the horizontal; built into the potential ring frame in such a way that the windows of the sections form a toroidal cavity in which the cable winding is laid, equipped with a separating conductive screen and mounting posts arranged along the ring frame.

Секцин магнитопровода выполнены П-образнымн , а первична обмотка нижнего модул и вторична обмотка верхнего модул выполнены секционированными, причем кажда секци состоит из двух параллельных ветвей, расположенных На разных стержн х П-образны секций магнитопровода.The magnetic core sections are made U-shaped, and the primary winding of the lower module and the secondary winding of the upper module are made sectioned, each section consisting of two parallel branches located on different rods of the U-shaped sections of the magnetic circuit.

Каждый разделительный провод щий экран выполнен оплеткой кабел , соединенной с потенциальным экраном соответствующего модулEach separating conductive screen is made by braiding a cable connected to the potential screen of the corresponding module.

На фиг. 1 изображен предлагаемый транс . форматор, пршщипиальна схема; на фиг. 2 .- то же, общий вид; на фиг. 3 - структура трансформаторного модул ; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 5 - разрез Б-Б на. . 3.FIG. 1 depicts the proposed trance. formatter, pinch chart; in fig. 2 .- the same general view; in fig. 3 - the structure of the transformer module; in fig. 4 shows section A-A in FIG. 3; in fig. 5 - section BB on. . 3

Устройство состоит из нижнего 1 и верхнего 2 трансформаторного модул , закреплешюго на опорном изол торе 3. Нижний трансформ то|тий модуль содержет первичную (сетевую ) секцио афоваш1ую обмотку 4, состо щую из секций 5, секционированный магнитопролор . 6, вторичиую кабельную обмотку 7 с 6в ыв 1ми выводами 8, которые подключены к промежуточному потенциальному экрану 9. Кабельный подвод 10 всрхн го модул The device consists of the lower 1 and upper 2 transformer module, fixed on the support insulator 3. The lower transform module contains the primary (network) sectioned winding 4, consisting of sections 5, a partitioned magnetoprolor. 6, the secondary cable winding 7 with 6 out from 1 terminal 8, which are connected to the intermediate potential shield 9. Cable connection 10 of the outer module

переходт в п ютнум обмотку 11, уложенную в обцрй ЩР&ЯЯЮК Л полости, образовадиа« С11|1Яр)|Щ|{|(1Ц|||швг каирггопроводом 12. B oplpHM «MflfVM Hpipf обмотка 13 соJ стоит т-аЛи п. кабельна обмотка спаЛчвал крсвюмнм и стойками 15 и разделитетмым 1фо ед щими экранами 16. Потенцнагамые экраны верхнего модул 17 и нижим-о модул . 1в соединены с промежу точным экуинж ч)ез делитель 19. Опорой дл трансфаумиортдк модулей вл етс кольцева мета т юка рема 20.the transition to the pythum winding 11, laid in the cavity SCHR & NNJK cavity, formed "C11 | 1Rr) | Sh | {| (1C ||| cable winding with a spindle and a stand 15 and separate 1 screen 16. The potential screens of the upper module 17 and the low-modulus 1c are connected to the intermediate screening divider 19. The support for the transfiamiedtd modules is the ring circuit .

Устрс - м poG&tum с е} ующкм образом.Usts - m poG & tum with e} in the same way.

Передача ммцивсж к нагрузке, наход щейс под ввмомии отиищлом (термоэмиссион ному кат«| электройиого ускорител ), гальва ическн гютеш нипйо разв зана при помоат кЛбе лных. ofowvoK 7 и 11 и выводов 8 и 10. Як е ло клпчмш п вичной обмотtsR и мм taeftysK к сет |$ижсхойит намагиувашайнк ма«1м1««фввюда о@окх моду лей.The transfer of the MTS to the load, which is under pressure from the source (thermal emission cathode “| electric accelerator), is galvanically operated at a profit. ofowvoK 7 and 11 and conclusions 8 and 10. Yak e lo klpchmsh pichichnaya obmottsR and mm taeftysK to set | $ izhshoyit namagiuvashaynka ma "1m1" "fvvyuyud @ oh moduli.

Намаагншштайиге в«§мнего модул и питание нагрузки на высв1еом потенциале осущест вл етс с вмощвю ка6е}в ных обмоток 7 и 11 и кабв мшх нодавдов 8 и 10, представл ющих одаю целое. Пвтёициальна разв зка нагрузки и сетевой о&мотки нижнего модул 1 обеспечиваетс собстветш изол цией высоковольтного кабел . Дтм повыщеии надежности изол ции офеишал аши кабел задаетс с помощью напр жени 19. При этом главна з таа трансформаторных модулей на половину рабочего напр жени усташэвки. Ecjaj высокое напр жениеThe module and the power supply to the high potential is realized with the power of the windings 7 and 11 and the cable nodes 8 and 10, which represent the whole. Pvtitsialnoe load isolation and mains and & coils of the lower module 1 is provided by its own isolation of high-voltage cable. A higher reliability of isolation of the cable is set by means of voltage 19. At the same time, the main transformer module is half the operating voltage of the installation. Ecjaj high voltage

9 вл етс тюуаьстлм, а также при возникновении им10г;шо1Н 1х перенапр жений, разделительные экрашл 16 осуижтв ют функции электрю1вскорО||й38@№ЮН11 . Оптимальным вариашом в юшеюп .-р далительного экрана9 is two-way, as well as when a 10g is generated; a 1H overvoltage, separation screen 16 provides for the functions of electrically short-circuiting | Optimum variash in usyup. -R dalitelnogo screen

0 вл етс «вавпьзса нак ойлетки кабел , соеди№1шв1Н с Я Фепюшшимми экранами 17 и 18. При этом эк { деланш 1ютен1шальных экранов вывсщи 8 и 10 выполнены со сн той оплеткой.0 is a cable connecting cable, connecting 1 pc to 1 with flat screens 17 and 18. At the same time, an 8 pc and 10 flat screens with 8 braid are made.

S Дл мехшической разв зки модулей использованы oiMfHH изол тор 3 и металлические рамы 20, m которых собраны секционировашше MMeR.enpoBOflbi 6. Кроме того, в высоковопьтнм разделительном трансформаторе ;S For the mechanical isolation of the modules, oiMfHH insulator 3 and metal frames 20 are used, m of which are assembled with MMeR.enpoBOfli 6 sections. In addition, in a high-voltage separation transformer;

1фименеш1 иммнпбскв разв зка секционироBaiffloro мммпмфввода 6 и кабельных обмо . т€«с 7 и М щрмсвмшмк в тороидальжй полости , евржинвиой енмми сердечников и закрешжимк с помо м профилировашых1fimenesh1 immnpbskv razkka sectioniBaiffloro mmmpmfvvod 6 and cable tmmo. t € “with 7 and M shchmsvmshmk in the toroidal cavity, Yevrzhinvoy enmmy cores and clamping with the help of profiled

Claims

(Bay 15, width of the circumference of the circumference of the RJM chradchwei with the e (vasami. At the same time, the mHMUKa coincides with the support frame 2 © oyuSmV w of the mainwire with 5 power racks system 15, which allows to use a cable of any section and class of insulation. Then the core sections carrying low voltage windings on the rods are assembled directly onto the cable winding. The positive effect of the application of the invention is due to the design of the proposed high-voltage isolating transformer with potential and double mechanical times viscous top module from the bottom and cable windings from the partitioned magnetic core allows increasing the maximum power transmitted to a high potential.In addition, the device is characterized by increased operational reliability in the event of pulsed overvoltages due to the introduction of separating electric shields. It is part of a voltage divider reducing the operating potential in the main insulation volume by half. The use of the proposed transformer in high-power electron accelerators used in electron-beam technology for pumping electrical insulating lasers, COj, etc., will increase the economic efficiency of the corresponding processes by increasing operational reliability, increasing service life and power in one set-up. Invention 1. High-voltage an isolation transformer containing in series and arranged one above the other in potential annular screens transformer modules and consisting of a partitioned magnetic core, primary and secondary windings, the primary winding of the upper module and the secondary winding of the lower module are made with a high-voltage cable, and the secondary 3 winding of the upper module and the primary winding of the lower module are located on each section, the cable core is connected to an intermediate potential shield connected via a voltage divider with an upper potential shield mounted on a supporting insulator, characterized in that, in order to increase power and operational adezhnosti, it is provided with a separating conductive screen section of the magnetic circuit of each transformer module mounted -to screen potential so that plane windows are arranged radially, and through the window of the magnetic circuit section is omitted ring-winding surrounded by the separation screen. 2. The transformer according to claim 1, in that it is equipped with annular conductor frames installed in potential shields, carrying support posts for high-voltage cables, alternating with magnetic core sections. 3. Transformer on PP. 1 and 2, that is, the sections of the magnetic circuit are U-shaped, and the primary winding of the lower module and the secondary winding of the upper module are made sectioned, each section consisting of two parallel branches located on different U-shaped sections. magnetic conductor. 4. Transformer on PP. 1-3, characterized in that each 1 st dividing conductive screen is made by braiding a cable connected to the potential screen of the corresponding module. Sources of information taken into account during the examination 1. Germany, N 1914001, cl, 21 d 49, 1972.

2. US patent number 3781639, cl. 321-15, 1973.