SU913463A1 - Активная часть трансформатора 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике , в частности к конструкции активной части индукционных аппаратов , и может быть использовано в производстве высоковольтных СИЛОВЫХ ' трансформаторов.. ^{1 * 3}

Известно устройство,содержащее магнитопровод, на стержне которого установлены концентрично с зазором обмотки нижнего и высшего напряжений. Для выравнивания электрического поля ^,0 в изоляции на краю обмотки установлен изолированный электрод, представляющий собой подключенное к обмотке закругленное емкостное кольцо в сочетании с картонными шайбами¹⁵ Кольцо-электрод охватывает стержень магнитной системы коаксиально обмоткам, причем угол охвата меньше 300° для исключения образования короткозам·^ кнутого витка С1Д·

Благодаря увеличенному радиусу закругления кольца-электрода обеспечивается снижение (но не полное

2

выравнивание) максимальной напряженности непосредственно на краю обмотки, однако эффективность действия такого решения ограничивается радиальным размером кольца-электрода, который не может превышать радиальный размер обмотки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является активная часть трансформатора, содержащая магнитопровод, обмотки высшего и нижнего напряжений и изолированные электроды в виде емкостных колец, установленых аксиально на торцах обмоток со смещением к ярму. Электроды выполнены из изоляционных полос, снабженных проводящим покрытием. Промежутки между электродами, а также между обмоткой и прилегающим к ней электродом заполнены твердой, изоляцией (21.

Недостатки такого решения - сложность и громоздкость конструкции ИЗ'

3

за большого количества электродов, значительная материалоемкость, недостаточная эффективность выравнивания электрического поля, так как распределение потенциалов на электродах задается самим же полем (эквивалентные поверхности, образуемые электродами, практически совпадают с эквивалентными поверхностями при отсутствии электродов).

Цель изобретения - уменьшение материалоемкости за счет выравнивания электрического поля и уменьшения размеров изоляции.

С этой целью в активной части трансформатора, содержащей магнитопровод, обмотка нижнего и высшего напряжений и изолированные электроды, электроды выполнены в виде последовательно соединенных витков, намотанных концентрично обмотке"высшего напряжения в одной плоскости.

Витки электродов выполнены из изолированной фольги.

Виток электрода, примыкающий к витку обмотки, соединен с ним гальванически.

Концентрично намотанные витки электроды установлены на внутреннем и наружном диаметрам обмотки высшего напряжения. Высота витков электродов уменьшается по мере удаления от витков обмотки. Число витков электродов равно числу витков обмотки высшего напряжения.

На фиг.1 показано расположение электродов в активной части; на фиг. 2 - сравнение графиков напряженности вдоль наиболее нагруженной силовой линии в электрическом поле между обмоткой высшего напряжения с вводом на середине И обмоткой низшего напряжения с использованием решения по изобретению и без него.

Активная часть содержит магнитопровод 1 (фиг.1), на стержне которого концентрично с зазором установлены обмотка 2 низшего напряжения и обмотка 3 высшего напряжения, в промежутке между которыми находится изоляция 4. Магнитопровод с обмотками помещен в заземленный бак 5. Промежуток между баком и обмоткой высшего напряжения также заполнен изоляцией 6. Для подпрессовки обмоток предусмотрены заземленные прессующие устройства'; 7 и 8, между ко913463

4

торыми и обмотками 2 и 3 установлена соответственно изоляция 9 и 10.

Со стороны линейного ввода обмотки 3 высшего напряжения выполнено 5 устройство для выравнивания электрического поля в изоляции, состоящее из двух самостоятельных частей: одной части 11 - для выравнивания электрического поля в изоляции между 10 обмотками ВН .и НН между обмоткой ВН и прессующим устройством и другой частью 12 - для выравнивания электрического поля в изодяции между обмоткой ВН и баком и между об15 моткой ВИ и прессующим устройством. Обе части (II и 12) устройства для выравнивания электрического поля состоят из изолированных электродов 13 и 14 в виде последовательно со20 единенных витков, например, из изолированной конденсаторной бумагой медной фольги, расположенных в одной плоскости концентрично обмотке. Витки электродов обеих частей, примы25 кающие к смежным с ними виткам обмотки, электрически соединены с последними в токах Л. Высота витков элект— родов уменьшается по мере удаления от витков обмотки, а изоляция их,

30 напротив, увеличивается. Общая толщина изоляции на обе стороны витка :электрода находится в пределах 0,040,08 мм, толщина токопроводящей полосы может быть, например,·равной ₃₅ 0,01 мм. Для обеспечения изоляции

между, обмоткой НН и крайним витком 15 части 11 указанный виток 15 выполнен с закруглением· (его кромки отогнуты в сторону, противоположную обмотке ₄₀ НН). Барьеры 16 и 17 в изоляции между обмотками ВН и НН, а также между обмоткой ВН и баком, вмотаны на требуемом расстоянии между группами виттков электродов. Количество витков ₄₅ электродов определяется рассветным путем, однако предпочтительно, чтобы число их соответствовало числу витков обмотки.

V —

При работе в витках электродов ⁵⁰ 13 и 14 (и 15) обеих частей (11 и

12) устройства для выравнивания электрического поля, намотанных магнитновстречно обмотке высшего напряжения,

. индуктируется ЭДС от магнитного поля ⁵⁵ в магнитной системе активной части и от магнитного поля рассеяния. Витковые ЭДС складываются и образуют поверхность с потенциалом, равномер5

913463

6

но уменьшающимся от напряжения Е обмотки высшего напряжения вплоть до нуля. Выбранный осевой размер и толщина изоляции витков-электродов обеспечивают такое же равномерное спада- 5 ние потенциала и при перенапряжениях.

На фиг.2 дано сравнение графиков напряженности вдоль силовой линий при наличии устройства для выравнивания поля по изобретению (18) и 1®

при его отсутствии (19).

Устройство для выравнивания поля в предлагаемой конструкции преобразует поле с неравномерным распределением напряженности вдоль силовой 15 наиболее нагруженной линии в поле с равномерным распределением напряженности вдоль наиболее нагруженной силовой линии. .Сравнение дается для случая ввода посредине обмотки, где 20 эффективность выравнивания поля по изобретению несколько меньше, чем для случая с вводом на краю обмотки.

Использование данного устройства позволяет снизить материалоемкость 25 активной части трансформатора, так как. в отличие от известных в предлагаемой конструкции обеспечивается не просто улучшение распределения электрического поля, а полное вырав- эо нивание его (это особенно важно для поля в горизонтальной плоскости, где длина силовой линии задает конструктивное расстояние между обмотками), устраняется краевой эффект в обмотках с вводом на краю и эффект от скачка в крутизне графика потенциалов в обмотках с вводом на середине, а электрическое поле между краем обмотки и прессующим устройст- 40 вом преобразуется в поле, характерное для обмоток с вводом на середине . Размер изоляции между обмотками может быть уменьшен в 1,2-1,3 раза, а между краем обмотки и прес- ₄₅ сующим устройством - в 2 раза. На один магнитопровод трехфазного

трансформатора мощностью 100 мВА экономия стали составляет примерно 1500 кг. Кроме того, снижаются потери холостого хода на 10-15% и на 15-20% повышается предельная мощ- ' ность трансформатора. Упрощается

также технология изготовления изоляции для изолирования края обмотки (изготовление фасонных шайб может быть заменено плоскими деталями из листа картона).

Claims (6)

1. Формула изобретения

   1. Активная часть трансформатора, содержащая магнитопровод, обмотки низшего и высшего напряжений и изолированные электроды, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения. материалоемкости за счет выравнивания электрического поля и уменьшения размеров изоляции, электроды выполнены в виде последователь но соединенных витков, намотанных концентрично обмотке высшего напряжения .
2. 2. Активная часть по п.1, о т личающаяся тем, что витки электродов выполнены из изолированной фольги.
3. 3. Активная часть по п.1-2, о т личающаяся тем, что виток электрода электрически соединен

   с примыкающим к нему витком обмотки высшего напряжения.
4. 4. Активная часть по п.п.1-3, отличающаяся тем, что электроды установлены на внутреннем и наружном диаметрах обмотки высшего напряжения.
5. 5. Активная часть по п.1-4, о т личающаяся тем, что высота витков электродов уменьшается по мере удаления от обмотки.
6. 6. Активная часть по п.1-5, отличающаяся тем, что число витков электродов равно числу витков обмотки высшего напряжения.