Высоковольтный трансформатор тока наружной установки. Высоковольтный трансформатор тока

Измерительные трансформаторы тока и напряжения

Измерительные трансформаторы тока и напряжения применяются на промышленных предприятиях, в линиях электропередач для контроля различного электрического оборудования. Аварийность высоковольтных измерительных трансформаторов контролируется соответствующими системами. С их участием ведется учет потребления электричества. Что собой представляют измерительные трансформаторы напряжения и тока, назначение и принцип действия установок будет рассмотрено далее.

Измерительные трансформаторы

Разновидности

Высоковольтное измерительное оборудование включает в себя два типа устройств. В эту категорию устройств входят:

Измерительный трансформатор напряжения.
Измерительный трансформатор тока.

Первая категория приборов предназначена для работы вольтметров, фазометров, реле соответствующих типов. В область работы измерительных трансформаторов тока входит осуществление функционирования амперметров и прочего подобного оборудования.

Представленные типы измерительных трансформаторов производятся с номинальной мощностью от 5 до нескольких сот ВА. Измерительные трансформаторы тока и напряжения предназначены для совместной работы с вольтметрами на 100 В и амперметрами 1-5 А.

Трансформатор тока

Измерительными преобразователями тока выполняется несколько особых функций. К ним подключаются установки, которые выполняют измерение работы оборудования в разных режимах. Принцип действия, которым характеризуется трансформатор тока, обеспечивает несколько основных функций аппаратуры. К ним относится следующее:

Преобразование переменных токовых показателей к значениям 1 или 5 А.
В нормальном режиме изолируют вторичный токовый контур от высоковольтной составляющей первичной обмотки.
Снижение аварийности. Установка предотвращает поражение обслуживающего персонала током, защиту вторичных цепей от перегрузки.

Измерительные трансформаторы постоянного тока помимо перечисленных функций имеют в своем составе выпрямитель. Вторичные цепи заземляются во всех трансформаторах в одной точке. При повреждении изоляции монтаж измерительных трансформаторов позволяет предотвратить перегрузку вторичного контура.

Измерительные трансформаторы тока

Условия эксплуатации

Измерительные трансформаторы постоянного тока, переменного тока представляют собой высоковольтный агрегат. Прибор нормально функционирует только при выполнении правил по эксплуатации, требований охраны труда. Персонал знакомится со всеми установленными нормами, в каком режиме производится обслуживание, испытание измерительного оборудования. Сотрудники допускаются до работы с трансформатором только после полного инструктажа.

Персонал должен знать, при каких условиях производится испытания, осмотр, поверка и ремонт измерительных трансформаторов. В противном случае даже при условии правильного монтажа работу технической установки могут нарушить неправильные действия сотрудников.

Трансформаторы тока ТОЛ-10

Принцип устройства конструкции запрещает размыкать вторичную обмотку в трансформаторе, которая находится под напряжением. Такому действию сопутствует нарушение изоляции. Потребуется произвести ее замену. Сердечник перегревается. Нормальный режим работы нарушается. В процессе постоянных перегрузок трансформатору становится невозможно выполнять возложенные на него действия. Работает в этом случае неправильно и первичная обмотка. Здесь появляется замыкание. Это также приводит к замене контура.

Чтобы переключить в процессе испытаний в схеме при подведенном электрическом токе, предварительно вторичную катушку закорачивают.

Погрешность

Измерительные выпрямители и трансформаторы тока нуждаются в проверке погрешности. В ходе испытательного процесса к агрегату присоединяется аналогичное оборудование. При монтаже важно, чтобы при поверке техники применялся образцовый, исправный трансформатор тока. В ходе измерений на его вторичном контуре определяется показатель при помощи амперметра.

Трансформаторы тока

Испытание оборудования определяет не только погрешность, но и ряд других показателей. В ходе поверки вычисляется коэффициент трансформации, производится техническое освидетельствование качества изоляции контуров, состояние сердечника. Исследуется вопрос о том, выполняется ли установкой возложенные на нее функции, соответствует ли полярность обмоток заданным производителем характеристикам.

Трансформаторы тока 110 кВ

При проведении технического освидетельствования соответствия оборудования нормативным требованиям производится контроль вторичных цепей. В случае выявления отклонений, дефектов, требуется замена комплектующих. В зависимости от назначения аппаратура должна демонстрировать заявленные производителем характеристики.

Трансформатор напряжения

Измерительные трансформаторы напряжения применяются для понижения напряжений первичного контура с уровня 110, 40, 6, 10 кВ и т. д. Таким трансформаторам доступно выполнять ряд функций:

Преобразовывать первичное переменное напряжение в стандартный электрический ток.
Защита обслуживающего персонала, подключенных приборов от перегрузок.
Техническая поддержка оперативных цепей, которые работают от постоянного и переменного тока

По принципу функционирования измерительные трансформаторы напряжения приближаются к режиму холостого хода. Пользуются спросом такие разновидности представленной измерительной техники, как НТМК, НАМИ, НОЛ и прочие агрегаты. Установки работают с постоянным и переменным током, которые соответствуют назначению. Мы уже писали про трансформаторы НТМИ, подробнее читайте здесь.

трансформатор нтми

Конструкция

Конструкция приборов измерительного типа схожа на обычные силовые разновидности оборудования. Агрегат имеет первичную и вторичную (одну или несколько) обмотки. Активная часть включает в себя серечник из специальной электротехнической стали. Материал набран в виде пластин определенной конфигурации.

Первичный контур имеет большее количество витков, чем на вторичной катушке. На него подается напряжение от сети. К выводам вторичной обмотки подсоединяется ваттметр или иное подобное измерительное оборудование. Оно характеризуется высоким сопротивлением. Поэтому в ходе нормальной работы по вторичной обмотке подается ток с малым значением.

Бирка

На выходе устройство может коммутироваться с различными реле, вольтметром, ваттметром. Принцип действия системы похож на работу силового оборудования. Работа производится с переменным значением электрического тока. Чтобы преобразовать его в постоянную величину, используется в конструкции выпрямитель.

трансформатор напряжения нами-10

Погрешность

Класс точности представленного оборудования зависит от определенных факторов. На этот показатель влияют потери при намагничивании. На величину погрешности измерительного преобразователя напряжения влияют следующие факторы:

Проницаемость электротехнической стали сердечника.
Конструкционное исполнение магнитопривода.
Коэффициент мощности, который определяется вторичной нагрузкой.

Оборудование способно компенсировать погрешность показателя напряжения при уменьшении количества витков в первичной катушке. Компенсирующие обмотки влияют на уменьшение угловой погрешности.

Обслуживание

Перед монтажом, запуском в эксплуатацию производится испытание представленного оборудования. При измерениях выполняется изучение режимов работы поверяемых агрегатов, а также контроль изоляционных слоев.

Трансформатор НТМИ-10-66

В измерительном процессе применяется соответствующая техника. Поверка производится в условиях производства оборудования. После монтажа также необходимо производить соответствующую оценку работы оборудования заявленным характеристикам. Если будут выявлены отклонения, выполняется ремонт измерительных трансформаторов.

Периодически в соответствии с условиями эксплуатации производится техническое обслуживание агрегата. На это влияет тип конструкции. Соответствующее обслуживание аппаратуры позволяет избежать сбоев в работе системы, непредвиденных поломок, остановок в работе.

трансформаторы напряжения 110 кВ

Установкой, обслуживанием представленной техники имеет право заниматься только квалифицированный персонал. В противном случае это будет небезопасно для сотрудников. Неправильное обслуживание приводит к нарушению работы техники.

Рассмотрев особенности измерительных преобразовательных приборов, можно понять их отличие, особенности эксплуатации и обслуживания. Это поможет подобрать оборудование, необходимое для обеспечения соответствующих потребителей электрическим током заданного значения.

protransformatory.ru

Высоковольтный трансформатор тока наружной установки

Изобретение относится к электротехнике. Трансформатор содержит установленный на изоляционном опорном цилиндрическом кожухе, заполненный изолирующей средой металлический корпус, выполненный в виде цилиндра. В нем размещены первичная обмотка в виде прямолинейного проводника и вторичная обмотка, выполненная на тороидальных магнитопроводах. Обмотки охвачены тороидальным экраном. Экран закреплен на верхнем конце опорной металлической трубы, в полости которой проходят отводы вторичных обмоток. Нижний конец трубы закреплен на основании металлического корпуса перпендикулярно оси вторичных обмоток. Первичная обмотка установлена по оси вторичных обмоток и закреплена концами на цилиндрической стенке металлического корпуса. Трансформатор также содержит изоляционную цилиндрическую колонку из высокопрочного материала, закрепленную внутри изоляционного кожуха соосно с опорной металлической трубой. В стенке изоляционной цилиндрической колонки выполнено сквозное отверстие небольшого диаметра, соединяющее объем, заключенный между опорным изоляционным кожухом и изоляционной цилиндрической колонкой из высокопрочного материала с объемом, заключенным между опорной металлической трубой и изоляционной цилиндрической колонкой из высокопрочного материала, а также с объемом внутри металлического корпуса. Техническим результатом является упрощение конструкции и технологии его изготовления. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при конструировании измерительных трансформаторов тока высоких и сверхвысоких напряжений с изоляционным заполнением.

Однако надежности данного трансформатора оказывается недостаточной, а конструкция его сложна в изготовлении. При такой конструкции трансформатора изоляционные втулки выполняют одновременно функции радиальных растяжек, фиксирующих положение массивного комплекта низковольтных вторичных обмоток (с магнитопроводами и экраном) относительно первичной обмотки и корпуса, имеющих высокий потенциал. Находясь под воздействием полного напряжения (рабочего и испытательного) и больших механических нагрузок, изоляционные втулки и их крепление должны удовлетворять, с одной стороны, требованиям обеспечения необходимой электрической прочности изоляционной системы, с другой, требованиям механической прочности и жесткости крепления, включая обеспечение минимально возможного эксцентриситета комплекта вторичных обмоток с экраном относительно проводника первичной обмотки и вертикальной опорной металлической трубы относительно корпуса. Выполнение этих требований связано с повышенными требованиями к характеристикам материала изоляционных втулок и к качеству их исполнения, к точности весьма трудоемкой сборки их с корпусом и комплектом вторичных обмоток, с усложнением конструкции, т.е. требуется встраивание усиленных хомутов по периметру вторичных обмоток, повышение прочности стенок корпуса за счет толщины используемого материала или введение дополнительных элементов жесткости наряду с узлами крепления втулок. При этом распределенные по периметру экрана изоляционные втулки механически соединяют изолируемые друг от друга элементы, что создает условия для возникновения частичных и поверхностных разрядов при превышении критической величины напряженности поля вдоль поверхности. Для предотвращения этих явлений приходится идти на усложнение конфигурации изоляционных втулок или дополнительно увеличивать изоляционное расстояние между корпусом и комплектом вторичных обмоток с электростатическим экраном, учитывая, что целостность экрана в местах крепления втулок нарушается и снижается эффективность его влияния на равномерность поля по всему периметру. Перечисленные обстоятельства затрудняют достижение требуемой надежности трансформатора тока, приводят к усложнению его конструкции и технологии изготовления и повышению его стоимости.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является высоковольтный трансформатор тока наружной установки, содержащий установленный на изоляционном опорном цилиндрическом кожухе заполненный изолирующей средой металлический корпус, выполненный в виде цилиндра, в котором размещены первичная обмотка в виде прямолинейного проводника и вторичные обмотки на тороидальных магнитопроводах, причем первичная обмотка установлена по оси вторичных обмоток и закреплена выходящими наружу концами на боковых стенках корпуса, а вторичные обмотки охвачены тороидальным экраном, закрепленным на верхнем конце опорной полой стойки, выполненной в виде усеченного конуса, внутри которого проходят отводы вторичных обмоток, а нижний конец конуса закреплен на основании металлического корпуса перпендикулярно оси вторичных обмоток; при этом опорная конусная стойка размещена внутри изоляционной цилиндрической колонки из высокопрочного материала, герметично закрепленной внутри опорного изоляционного цилиндрического кожуха [2].

Установка внутри опорного цилиндрического кожуха изоляционной колонки из высокопрочного материала, герметично закрепленной внутри опорного изоляционного цилиндрического кожуха, приводит к тому, что объем, заключенный между опорным изоляционным цилиндрическим кожухом и опорной изоляционной цилиндрической колонкой из высокопрочного материала, и объем между опорной цилиндрической колонкой из высокопрочного материала и опорной металлической трубой, а также объем внутри металлического корпуса должны заполняться и откачиваться отдельно и давление газа в каждом объеме должно контролироваться отдельно.

Перечисленные обстоятельства приводят к усложнению конструкции и технологии изготовления и повышению стоимости трансформатора тока. Задачей данного изобретения является упрощение его конструкции и технологии его изготовления.

Решение задачи достигается таким образом, что высоковольтный трансформатор тока наружной установки, содержащий установленный на изоляционном опорном цилиндрическом кожухе заполненный изолирующей средой металлический корпус, выполненный в виде цилиндра, в котором размещены первичная обмотка в виде прямолинейного проводника и вторичные обмотки на тороидальных магнитопроводах, причем первичная обмотка установлена по оси вторичных обмоток и закреплена выходящими наружу концами на цилиндрической стенке металлического корпуса, а вторичные обмотки охвачены тороидальным экраном, закрепленным на верхнем конце опорной металлической трубы, в полости которой проходят отводы вторичных обмоток, а нижний конец трубы закреплен на основании металлического корпуса перпендикулярно оси вторичных обмоток, также содержит изоляционную цилиндрическую колонку из высокопрочного материала, в стенке которой дополнительно выполнено отверстие, диаметр которого позволяет одновременно заполнять оба объема и поддерживать в них одинаковое давление при нормальной эксплуатации.

При резком повышении давления в объеме между опорной цилиндрической колонкой из высокопрочного материала и опорной металлической трубой, а также внутри металлического корпуса давление из-за малого диаметра сквозного отверстия не сможет быстро передаться в объем между опорным изоляционным кожухом и опорной изоляционной цилиндрической колонкой из высокопрочного материала.

Изоляционная цилиндрическая колонка из высокопрочного материала, закрепленная внутри изоляционного опорного цилиндрического кожуха, расположена соосно с опорной металлической трубой, установленной внутри опорной полой стойки, концы нижнего основания которой прикреплены к основанию изоляционной цилиндрической колонки, а верхнее основание выполнено с отверстием, в котором закреплена проходящая через него опорная металлическая труба.

На чертеже представлен в разрезе высоковольтный трансформатор тока, выполненный согласно данному изобретению.

Высоковольтный трансформатор тока наружной установки содержит металлический корпус 1, выполненный в виде цилиндра, в котором размещены первичная обмотка 2 в виде прямолинейного проводника и вторичные обмотки 3 на тороидальных магнитопроводах, причем обмотка 2 установлена по оси обмоток 3, охваченных тороидальным электростатическим экраном 4. Обмотка 2 закреплена одним выходящим наружу концом в цилиндрической стенке 5 корпуса 1 и имеет с корпусом 1 одинаковый потенциал, а другим - в противоположной части корпуса 1 посредством изолирующей втулки 6. Трансформатор содержит также опорную полую конусную стойку 7, концы нижнего основания которой прикреплены к основанию 8 трансформатора, а через отверстие в верхнем основании конусной стойки проходит опорная металлическая труба 9. Трансформатор содержит изоляционную цилиндрическую колонку 10 из высокопрочного материала с отверстием 11 в стенке колонки, закрепленную внутри изоляционного опорного цилиндрического кожуха 12, на котором установлен металлический корпус 1.

Причем цилиндрический кожух 12 и изоляционная цилиндрическая колонка 10 расположены соосно с опорной металлической трубой 9 и опорной полой стойкой 7. Металлическое основание 8 закреплено на подставке 13 трансформатора. Отводы 14 вторичных обмоток 3 проходят внутри вертикальной опорной металлической трубы 9.

Объем, в котором расположена первичная обмотка 2, вторичные обмотки 3, вертикальная опорная металлическая труба и система механического крепления и дистанцирования в виде опорной полой стойки 7, отделен от внутренней поверхности опорного кожуха 12 изоляционной цилиндрической колонкой 10 из высокопрочного материала с отверстием небольшого диаметра 11 в стенке.

Введение высокопрочной изоляционной колонки 10 с отверстием небольшого диаметра 11 в стенке, разделяющей объем трансформатора на 2 части, с одной стороны, исключает воздействие высокого давления изолирующего газа или высокого давления газа, образовавшегося в случае разложения масла при возникновении дугового замыкания внутри трансформатора тока, на стенки изоляционного опорного кожуха 12, выполненного из изоляционного материала с невысокой механической прочностью, например фарфора, а с другой стороны, позволяет одновременно заполнять и откачивать оба объема и поддерживать в них одинаковое давление при нормальной эксплуатации.

Таким образом, предлагаемый высоковольтный трансформатор тока по сравнению с прототипом обладает такой же механической прочностью, но более простой конструкцией и меньшей трудоемкостью в изготовлении.

Источники информации

1. Авторское свидетельство SU 1805784, кл. H01F 38/28, 1995.

2. Патент RU 2118008, кл. H01F 38/30, 1997.

Высоковольтный трансформатор тока наружной установки, содержащий установленный на изоляционном опорном цилиндрическом кожухе, заполненный изолирующей средой металлический корпус, выполненный в виде цилиндра, в котором размещены первичная и вторичная обмотки, причем первичная обмотка выполнена в виде прямолинейного проводника, установленного по оси вторичной обмотки и закрепленного концами на цилиндрической стенке металлического корпуса, причем одним из концов - посредством изолирующей втулки, а вторичная обмотка выполнена на тороидальных магнитопроводах, охваченных тороидальным электростатическим экраном, закрепленным на верхнем конце опорной металлической трубы, в полости которой проходят отводы вторичной обмотки, а нижний конец трубы закреплен на основании перпендикулярно оси вторичной обмотки, отличающийся тем, что он содержит закрепленную внутри изоляционного кожуха соосно с опорной полой стойкой изоляционную цилиндрическую колонку из высокопрочного материала, в стенке которой дополнительно проделано отверстие небольшого диаметра.

www.findpatent.ru

Высоковольтный трансформатор тока

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является экономия материалов и повьппение надежности . Трансформатор тока содержит несколько кольцевых магнитопроводов 1 с навитыми на них вторичными о&мотками и охватывающий их симметричный относительно осей Х-Х экран 2, который имеет в сечении эллипсовидную фигуру, образованную сопряжением четьфех дуг. Магнитопровод 1 с вторичными обмотками и экраном 2 расположены в баке 5 в виде цилиндра, сопряженного с усеченным конусом. Первичная обмотка проходит через бак. 2 ил. А (Л с 4; ю 4 О О5 4; фиг2.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н О1 F 40/06, 27/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4237063/24-07 (22) 24.02.87 (46) 15.09.88. Бюл. М- 34 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт трансформаторостроения (72) В.К.Килевой (53) 621.314.223(088.8) (56) Патент Ывейцарии М 554065, кл. Н 01 F 40/06, 1973.

Патент Англии Ф 1432212, кл. Н 01 F 27/34, 1973.

„„SU„„1424064 А 1 (54) BbICOKOBOJlbTHhfA ТРАНСФОРМАТОР

ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является экономия материалов и повышение надежности. Трансформатор тока содержит несколько кольцевых магнитопроводов 1 с навитыми на них вторичными обмотками и охватывающий их симметричный относительно осей Х-Х1 экран 2, который имеет в сечении эллипсовидную фигуру, образованную сопряжением четырех дуг.

Магнитопровод 1 с вторичными обмотками и экраном 2 расположены в баке 5 в виде цилиндра, сопряженного с усеченным конусом. Первичная обмотка проходит через бак. 2 ил.

1424064

Изобретение относится к электротехнике, в частности к измерительным трансформаторам, и может быть использовано при проектировании опорных высоковольтных трансформаторов тока.

Цепью изобретения является экономия материалов и повышение надежности.

Ца фиг. 1 изображен трансформатор, 1 вид сбоку, разрез; на фиг, 2 вЂ” разрез А-А на фиг. 1.

Трансформатор содержит несколько кольцевых магнитопроводов 1 с навитыми на них вторичными обмотками, полый, в виде тороидального тела вращения, симметричный относительно оси

Х вЂ” Х экран 2, охватывающий вторичные обмотки с магнитопроводами, нанесенную на экран изоляцию 3, первичную обмотку 4, бак 5 в виде цилиндра, сопряженного с усеченным конусом, симметричный относительно оси Z-Z1, расположенный над фарфоровой крышкой 6 и герметично присоединенный к ней. Оси симметрии экрана X -Х, и бака Z-Z . взаимно перпендикулярны. К экрану присоединена трубка 7, внутри которой через отверстие в экране проходят концы 8 вторичных обмоток. Экран имеет в сечении эллипсовидную фигуру, образованную сопряжением четыерх дуг окружностей. Центр О дуги (abc) находится в точке пересечения осей

X вЂ” Х; и Z-Z,, благодаря чему экран с нанесенной на него изоляцией хорошо вписывается в бак, максимально заполняя его объем, что способствует уменьшению размеров и массы трансформатора. Центр дуги fgh находится в плоскости, образованной осями Z-Z и Y-Y, перпендикулярной оси Х вЂ” Х„ и проходящей через центр О.

Трансформатор работает следующим образом.

Первичная одновитковая обмотка 4 включается в рассечку шин, на которых осуществляется измерение тока.

Бак трансформатора 5 устанавливается на фарфоровой покрышке 6, выполняющей функции опорного изолятора. Выво- 50 ды вторичных обмоток 8 подключаются к измерительным приборам.

Использование полого тороидального экрана с эллипсообраэным поперечным сечением, охватывающим кольцевые 55 магнитопроводы, сечения которых сопряжены с экраном, обеспечивает уменьшение массы и габаритов за счет более эФфективного заполнения активными материалами рабочего объема. Одновременно обеспечивается более плотная намотка изоляции Э на экран 2, что приводит к увеличению ее электрической прочности и надежности. Экспериментально установлена оптимальная форма поперечного сечения экрана для трансформаторов тока класса 35-500 кВ.

При этом радиус центрального осевого канала бака выбирается в пределах 4080 мм, толщина изоляции, нанесенной на экран, вЂ” 15-150 мм, радиус дуги окружности экрана R вЂ” в пределах

400-800 мм. Радиусы Кз дуг cdf u hea выбираются в пределах 20-40 мм. Полый проводящий тороидальный экран для удобства сборки выполняется из двух частей с разрезом в плоскости, проходящей через оси Y-Y и 2-Z °

Использование предлагаемого трансформатора тока в установках на напряжение до 500 кВ позволяет снизить расход изоляционного и конструкционного материала почти в 2 раза.

Формула и з обретения

Высоковольтный трансформатор тока, содержащий соосно расположенные кольцевые магнитопроводы, несущие вторичные обмотки, полый тороидальный экран с твердой изоляцией, охватывающий магнитопроводы, первичную обмотку, бак в виде цилиндра, сопряженного с усеченным конусом, ось симметрии которого ортогональна оси экрана, и изоляционную покрышку с выводами, о т л ивЂ” ч а ю шийся тем, что, с целью экономии материалов и повышения надежности, полый экран выполнен с эллипсообразным сечением, образованным сопряжением четырех дуг окружностей, одна из которых имеет центром точку пересечения осей симметрии экрана и бака, центр окружности противоположной дуги расположен на оси симметрии бака, при этом наружные диаметры кольцевых магнитопроводов от среднего к крайним уменьшаются, а внутренние вЂ” увеличиваются.

1424064

1 P 1

Составитель В.Лисин

Техред M.Ходанич Корректор M Васильева

Редактор Е.Копча

Заказ 4693/54

Тираж 746

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. 11роектная, 4

www.findpatent.ru

Высоковольтный трансформатор тока

Использование: в электротехнике. Сущность: трансформатор тока содержит корпус, заполненный изолирующей средой (элегазом или трансформаторным маслом). В корпусе размещены первичная обмотка в виде прямолинейного проводника и комплекс многовитковых вторичных обмоток, охваченных тороидальным электростатическим экраном. Вторичные обмотки с экраном размещены на изоляционном цилиндрическом каркасе, соосном с проводником первичной обмотки. Между проводником первичной обмотки и каркасом у его торцов установлены радиальные изоляционные распорки, находящиеся вне зоны максимальной напряженности электростатического поля, сосредоточенной между экраном вторичных обмоток и проводником первичной обмотки. Повышается надежность трансформатора, снижается трудоемкость его сборки. 4 з. п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к конструкции измерительного трансформатора тока высоких и сверхвысоких напряжений с изоляционным заполнением.

Известен высоковольтный трансформатор тока наружной установки [1] содержащий первичную обмотку в виде прямолинейного проводника (стержня или трубы), многовитковую вторичную обмотку, намотанную на тороидальный магнитопровод, размещенную на первичной обмотке и изолированную от нее конденсаторной изоляцией, часть которой наложена на первичную обмотку, а часть на вторичную обмотку с магнитопроводом, металлический бак, в котором размещены обмотки, установленный на опорной изоляционной колонке, выводы первичной обмотки с фарфоровыми проходными изоляторами, содержащими аналогичную конденсаторную изоляцию и закрепленными на баке, и выводы вторичной обмотки, проходящие в изоляционной колонке. Бак трансформатора и изоляционная колонка заполнены маслом или другим изоляционным наполнителем. Использование конденсаторной изоляции между первичной и вторичной обмотками трансформатора приводит к невысокой надежности известного трансформатора, поскольку изоляция работает в тяжелом тепловом режиме, отвод тепла от токоведущих частей и магнитопровода через нее затруднен, что приводит к частым тепловым пробоям. Кроме того, обкладки из фольги, находящиеся между слоями изоляционного материала, трудно выполнить без заусенцев и неровностей, что ведет к появлению местной концентрации напряженности электрического поля и возникновению частичных разрядов (ЧР) в такой изоляции и ее пробою. Недостатком известного трансформатора являются также его большие габариты из-за значительных осевых размеров высоковольтных вводов первичной обмотки, размещенных в фарфоровых проходных изоляторах, размер которых определяется необходимостью обеспечения требуемой электрической прочности относительно бака, находящегося под потенциалом, зависящей от длины пути утечки вдоль поверхности фарфоровых проходных изоляторов. Известен также высоковольтный трансформатор тока наружной установки [2] содержащий металлический корпус, установленный на изоляционной опорной колонке и заполненный изолирующей средой, в котором размещены первичная обмотка в виде прямолинейного проводника, вторичные обмотки на тороидальных магнитопроводах, охваченные тороидальным электростатическим экраном, и система дистанцирования вторичных обмоток с экраном относительно первичной обмотки и корпуса из изоляционных элементов. В таком трансформаторе вторичные обмотки с экраном дистанцируются относительно первичной обмотки и корпуса с помощью трех изоляционных втулок, расположенных в радиальном направлении по внешнему периметру тороидального электростатического экрана под углом 120о, которые крепятся с одной стороны к цилиндрической стенке корпуса, а с другой к хомутам, встроенным во вторичные обмотки с экраном, закрепленным на тех же хомутах. Такая конструкция высоковольтного трансформатора тока позволяет отказаться от применения конденсаторной изоляции между обмотками, а за счет этого уменьшить осевые размеры трансформатора вдоль высоковольтных вводов первичной обмотки общие габариты в целом, улучшить условия теплопередачи, исключить тепловые пробои и возникновение ЧР из-за некачественных конденсаторных обкладок. Однако надежность этого трансформатора тока оказывается недостаточной, а конструкция его сложна в изготовлении. При такой конструкции трансформатора изоляционные втулки выполняют одновременно функции радиальных растяжек, фиксирующих положение массивного компонента низковольтных вторичных обмоток (с магнитопроводами и экраном) относительно первичной обмотки и корпуса, имеющих высокий потенциал. Находясь под воздействием полного напряжения (рабочего и испытательного) и больших механических нагрузок, изоляционные втулки и их крепление должны удовлетворять, с одной стороны, требованиям обеспечения необходимой электрической прочности изоляционной системы, с другой, требованиям механической прочности и жесткости крепления, включая обеспечение минимально возможного эксцентриситета комплекта вторичных обмоток с экраном относительно проводника первичной обмотки. Выполнение этих требований связано с повышенными требованиями к характеристикам материала изоляционных втулок и качеству их исполнения, к точности весьма трудоемкой сборки их с корпусом и комплектом вторичных обмоток, с усложнением конструкции, т.е. требуется встраивание усиленных хомутов по периметру вторичных обмоток, повышение прочности стенок корпуса за счет толщины используемого материала или дополнительных элементов жесткости наряду с устройством узлов крепления втулок. При этом распределенные по периметру экрана изоляционные втулки механически соединяют изолируемые друг от друга элементы, что создает условия для возникновения частичных и поверхностных разрядов при превышении критической величины напряженности поля вдоль поверхности. Для предотвращения этих явлений приходится идти на усложнение конфигурации изоляционных втулок или дополнительно увеличивать изоляционное расстояние между корпусом и комплектом вторичных обмоток с электростатическим экраном, учитывая что целостность экрана в местах крепления втулок нарушается и снижается эффективность его влияния на равномерность поля по всему периметру. Перечисленные обстоятельства затрудняют достижение требуемой надежности трансформатора тока, приводят к усложнению его конструкции и технологии изготовления, повышению стоимости. С целью устранения указанных недостатков в предлагаемом высоковольтном трансформаторе тока наружной установки, содержащем металлический корпус, установленный на изоляционной опорной колонке и заполненные изолирующей средой, в котором размещены первичная обмотка в виде прямолинейного проводника, вторичные обмотки, охваченные тороидальным электростатическим экраном, и система дистанционирования вторичных обмоток с экраном относительно первичной обмотки и корпуса из изоляционных элементов, изоляционные элементы системы дистанционирования вторичной обмотки с экраном выполнены в виде соосного с проводником первичной обмотки каркаса, на котором размещены вторичные обмотки с экраном, и изоляционных распорок, установленных между проводником первичной обмотки и каркасом у его торцов вне зоны максимальной напряженности электростатического поля сосредоточенной между экраном вторичных обмоток и проводником первичной обмотки. При этом изоляционный каркас выполнен цилиндрическим, например, в виде отрезка трубы из изоляционного материала или из изоляционных стержней, расположенных по образующим цилиндрической поверхности. Изоляционные распорки, обеспечивающие соосное с проводником первичной обмотки положение каркаса и необходимое, исходя из характеристик изолирующей среды, изоляционное расстояние между экраном вторичных обмоток и первичной обмоткой, могут быть выполнены дискообразной формы, а также из радиально расположенных изоляционных стержней, образующих, например, крестовины, закрепленные на первичной обмотке. На фиг. 1 изображен трансформатор тока с частичным продольным разрезом; на фиг.2 трансформатор тока, вид сбоку, с частичным поперечным разрезом; на фиг.3-5 показаны варианты выполнения изоляционных каркаса и распорок. Измерительный высоковольтный трансформатор тока содержит цилиндрический металлический корпус 1, заполненный элегазом или другой изолирующей средой (например, трансформаторным маслом). В корпусе размещены первичная обмотка 2 и комплект многовитковых вторичных обмоток 3, намотанных на тороидальные магнитопроводы (не показаны), который охвачен тороидальным электростатическим экраном 4. Одновитковая первичная обмотка выполнена в виде прямолинейного проводника (стержня или трубы), один выходящий наружу конец которого закреплен непосредственно в торцовой крышке 5 корпуса и имеет с корпусом одинаковый потенциал, а другой в его противоположной торцовой стенке посредством изолирующей втулки 6. Система дистанцирования вторичных обмоток с окружающим их тороидальным экраном относительно первичной обмотки и корпуса, находящихся под полным напряжением на необходимые, исходя из характеристик изолирующей среды, изоляционные расстояния включает в себя каркас 7 цилиндрической формы из изоляционного материала, соосный с проводником первичной обмотки, и изоляционные распорки 8. Вторичные обмотки с экраном размещены на изоляционном каркасе. Каркас может быть выполнен в виде сплошного цилиндра 9 (фиг.3, 5) отрезка трубы из изоляционного материала или образован из изоляционных стержней 10 (фиг.4), расположенных вдоль образующих цилиндрической поверхности и размещенных с интервалом по внутреннему периметру тороидального экрана вторичных обмоток. Изоляционные распорки установлены по торцам каркаса между ним и проводником первичной обмотки, фиксируя их соосное расположение, и могут быть выполнены в виде дисков 11 (фиг.3, 4) или из радиально расположенных изоляционных стержней 12 (фиг.5), образующих закрепленные на первичной обмотке крестовины. При этом протяженность изоляционного каркаса вдоль проводника первичной обмотки такова, что его торцы выходят за размер электростатического экрана с обоих сторон так, что изоляционные распорки, расположенные по торцам каркаса, удалены от зоны максимальной напряженности электростатического поля, сосредоточенной между проводником первичной обмотки и экраном вторичных обмоток. Поэтому они не подвергаются воздействию полной величины разности потенциалов между экраном и первичной обмоткой. Размер распорок в радиальном направлении определяется необходимым изоляционным расстоянием между экраном вторичных обмоток и первичной обмоткой. Металлический корпус установлен на изоляционной опорной колонке 13, которая герметично сочленена как с корпусом, так и с основанием 14 (цоколем). Место стыка металлического корпуса и изоляционной колонки защищено электростатическим экраном 15. Отводы 16 вторичных обмоток проходят внутри цилиндрического электростатического экрана 17. Предлагаемый высоковольтный трансформатор тока по сравнению с известным (прототипом) имеет более высокую надежность, менее сложен и менее трудоемок в изготовлении. Устройство системы дистанцирования в нем обеспечивает получение в зонах максимальной напряженности между изолируемыми частями: экран вторичных обмоток первичная обмотка и экран вторичных обмоток корпус (в местах наибольшего их сближения) поля со значительно меньшей неоднородностью (чем у прототипа) за счет того, что в указанных зонах отсутствуют элементы твердой изоляции, соединяющие изолируемые поверхности, находящиеся под различными потенциалами. Внешняя и внутренняя поверхности цилиндрического каркаса, находящегося между первичной обмоткой и экраном вторичных обмоток, расположены по эквипотенциальным линиям электрического поля в зоне, где напряженность электрического поля уже мала и каркас находится под воздействием незначительной разности потенциалов. Изоляционные распорки также подвергаются воздействию только части полного (рабочего или испытательного) напряжения между изолируемыми частями трансформатора. Кроме того, вынос их из зон максимальной напряженности поля, наряду с достаточным вылетом торцов каркаса, обеспечивает гораздо меньшие величины напряженности поля вдоль поверхностей изоляционных элементов системы дистанцирования. В этих условиях отпадает необходимость в значительных усложнениях их формы (для снижения поверхностной напряженности поля) и могут быть использованы для них более дешевые изоляционные материалы. Упрощается конструкция электростатического экрана вторичных обмоток, а повышение равномерности электростатического поля между экраном и корпусом также увеличивает надежность или позволяет уменьшить размер изоляционного промежутка. Отпадает необходимость во встраивании усиленных хомутов в комплект вторичных обмоток и оборудовании специальных узлов крепления элементов системы дистанцирования на вторичных обмотках с экраном и на корпусе. При размещении массивных вторичных обмоток с экраном на поверхности жесткого цилиндрического каркаса (в место крепления в трех точках), опирающегося торцами на изоляционные распорки, закрепленные на прямолинейном проводнике первичной обмотки, достигаются более устойчивая и надежная фиксация их положения и взаимная центровка с первичной обмоткой и корпусом. В то же время упрощается сборка трансформатора.

Формула изобретения

1. ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР ТОКА наружной установки, содержащий металлический корпус, установленный на изоляционной опорной колонке, заполненный изолирующей средой, в котором размещены первичная обмотка в виде прямолинейного проводника, вторичные обмотки, охваченные тороидальным электростатическим экраном, и система дистанцирования вторичных обмоток с экраном относительно первичной обмотки и корпуса из изоляционных элементов, отличающийся тем, что изоляционные элементы системы дистанцирования вторичных обмоток с экраном относительно первичной обмотки и корпуса выполнены в виде соосного с проводником первичной обмотки каркаса, на котором размещены вторичные обмотки с экраном, и изоляционных распорок, установленных между проводником первичной обмотки и каркасом у его торцов вне зоны максимальной напряженности электростатического поля, сосредоточенной между экраном вторичных обмоток и проводником первичной обмотки. 2. Трансформатор по п. 1, отличающийся тем, что каркас выполнен цилиндрическим, например, в виде отрезка трубы из изоляционного материала. 3. Трансформатор по п. 1, отличающийся тем, что каркас выполнен из изоляционных стержней, расположенных по образующим цилиндрической поверхности. 4. Трансформатор по пп. 1 3, отличающийся тем, что изоляционные распорки выполнены дискообразной формы. 5. Трансформатор по пп. 1 3, отличающийся тем, что распорки выполнены из радиально расположенных изоляционных стержней.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5

www.findpatent.ru

Высоковольтный трансформатор тока

ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР ТОКА, размещенный в полом опорНом изоляторе, содержащий кольцевой магнитопровод броневого типа, выполненный из двух коаксиально расположенных частей, разделенных ос13 новной изоляцией, причем обе части магнитопровода выполнены с прямоугольными кольцевыми пазами, обращенными к основной изоляции, для размещения в них соответственно обмоток высокого и низкого напряжений , a основная изоляция состоит из коаксиально расположенных, ступенчато сдвинутых один относительно другого в аксиальном направлении проводящих элементов и.з металлической фольги, между которыми проложены изолирующие элементы, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов, проводящие и изолирующие элементы основной изоляции выполнены в форме стаканов, (Л вложенных один в другой.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ 5

РЕСПУБЛИК я!. . 1" -.7

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф %

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

В (21) 3525721/24-07 (22) 23. 12. 82 (46) 30.05.84. Бюл. Р 20 (72) Б.С. Стогний, А.А. Пыжов и Н.В. Снежко (71) Институт электродинамики АН УССР (53) 621.314.224.8(088.8) (56) 1 ° Патент Великобритании

Ф 1011469, кл. Н 01 F 27/32, 1965.

2. Патент СССР М- 522830, кл. Н 01 Р 40/06, 1973. (54) (57) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР ТОКА, размещенный в полом опорном изоляторе, содержащий кольцевой магнитопровод броневого типа, выполненный из двух коаксиально расположенных частей, разделенных ос,„SU„„1095253 A

3(5g Н 01 F 40/06; Н 01 F 27/32 новной изоляцией, причем обе части магнитопровода выполнены с прямоугольными кольцевыми пазами, обращенными к основной изоляции, для размещения в них соответственно обмоток высокого и низкого напряжений, а основная изоляция состоит из коаксиально расположенных, ступенчато сдвинутых один относительно другого в аксиальном направлении проводящих элементов из металлической фольги, между которыми проложены изолирующие элементы, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов, проводящие и изолирующие элементы основной изо- I ляции выполнены в форме стаканов, вложенных один в другой.

15 проводящие и изолирующие элементы основной изоляцйи выполнены в форме стаканов, вложенных один в другой.

На чертеже изображен предлагаемый высоковольтный трансформатор тока, общий вид в разрезе.

Высоковольтный трансформатор тока содержит полый опорный изолятор 1, основной изолятор, выполненный из вложенных один в другой стаканов 2 из металлической фольги, разделенных

30 стаканами из изоляционного материала, и магнитопровод, состоящий из двух и частей. В наружном пазу внутренней части 3 магнитопровода расположена обмотка 4 низшего напряжения, а во внутреннем пазу внешней части 5вЂ” обмотка 6 высшего напряжения при этом Л и Л вЂ” выводы обмотки высо

2 кого напряжения, И. и И вЂ” выводы обмотки низкого найряжейия.

Предлагаемый высоковольтный транс45

1 10

Изобретение относится к электротехнике, в частности к конструкции трансформаторов тока (ТТ), используемых в высоковольтных сетях.

Известен измерительный трансформатор, содержащий магнитный сердечник, состоящий иэ двух ферроматнитных пластинчатых частей: верхней, на которой размещена первичная обмот" ка, и нижней, на которой находится вторичная обмотка. В этом трансформаторе обе части магнитопровода сое" динены ферритовыми элементами, которые дополняют магнитную цепь сердечника и служат.в качестве электроизолятора между ферромагнитными частями, а следовательно,и между обмотками: первичной, находящейся под высоким потенциалом, и вторичной заземленной Г1 3.

Недостатком такой конструкции ТТ

",является наличие масла, в которое погружены ферритовые элементы для обеспечения высокой надежной изоляции между обеими частями сердечника. Кроме того, ферриты по своим физическим свойствам не могут обеспечить надежную изоляцию при высоких напряжениях без дополнительного. увеличения габаритов и массы трансформатора тока.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является высоковольтный измерительный ТТ, которы содержит полый опорный изолятор, основной изолятор, состоящий из коаксиально расположенных телескопически сдвинутых один относительно другого трубчатых элементов из металлической фольги, между которыми расположены изолирующие элементы трубчатой формы, магнитопровод, одна часть которого с расположенной на ней первичной обмоткой находится .на внешней стороне основного изолятора, а другая часть магнитопровода с расположенной на ней вторичной обмоткой вЂ” на внутренней стороне основного изолятораГ2).

Недостатком такой конструкции ТТ являются значительные масса и габариты, поскольку суммарная длина ступенчатых частей основного изолятора, расположенных по обе стороны магнитопровода в аксиальном направлении, обуславливают такую высоту опорного изолятора, которая превышает минимально необходимую для обеспечения высоковольтной изоляции.

Цель изобретения вЂ” снижение массы и габаритов трансформатора тока.

95253 2

Указанная цель достигается тем, что в высоковольтном трансформаторе тока, размещенном в полом опорном изоляторе, содержащем кольцевой магнитопровод броневого типа, выполненный из двух коаксиально расположенных частей, разделенных основной изоляцией, причем обе части магнитопровода выполнены с прямоугольными кольцевыми пазами, обращенными к основной изоляции, для размещения в них соответственно обмоток высокого и низкого напряжений, а основная изоляция состоит из коаксиально расположенных, ступенчато сдвинутых один относительно другого в аксиальном направлении проводящих элементов из. металлической фольги, между которыми проложены изолирующие элементы, форматор,тока может служить одним из модулей, последовательное соединение которых позволит обеспечить изоляцию при создании аппаратов для защиты линий электропередач высоких и сверхвысоких напряжений.

Испытания макета высоковольтного трансформатора тока показали, что устройство практически не подвержено влиянияю внешних магнитных полей и имеет класс точности 0,5, а сравнение массогабаритных параметров макета и базовых объектов вЂ” серийно выпускаемых аппаратов ТФЗИ 35 А-У1 и ТФЗИ 35 Б-1У1 подтвердили преимущество предлагаемой конструкции.

Применение в предлагаемом трансформаторе тока основного изолятора, Составитель А. Копачков

Редактор Л. Алексеенко Техред Ж.Кастелевич

Корректор В. Иванова

Заказ 3609/35 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., г. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 1095253 длиной L1+ L2> выполненного из вло снижение высоты 6порного изолятора

Э женных один в другой стаканов иэ и позволяет наряду с обеспечением металлической фольги, разделенных надежной высоковольтной изоляции стаканами из изоляционного материа- уменьшить вес и габариты ТТ в 1,5-1,7 ла, по сравнению с прототипом, в ко- > раза, сократить стоимость на 30Ж и тором длина основного изолятора со- создать надежный в эксплуатации высоставляет 2L, обуславливает ковольтный защитный аппарат.

www.findpatent.ru

Высоковольтный трансформатор тока

Использование: в высоковольтных системах распределения напряжения. Высоковольтный трансформатор тока имеет расположенные в корпусе сердечники. Корпус образован полуоболочками, которые соединяются так, что их можно отделить друг от друга. Полуоболочки расположены без возможности контактирования друг с другом вдоль своей внутренней окружности, образуя при этом кольцевую канавку. Полуоболочки выполнены из синтетического материала с внедрением в него углеродной сажи. При этом обеспечивается проводимость полуоболочек через всю структуру синтетического материала, или вдоль выбранных частей, или вдоль четко очерченных зон поверхности полуоболочек. Технический результат заключается в улучшении диэлектрических характеристик, сокращении сроков изготовления и сборки, возможности демонтажа, упрощении профилактических и ремонтных операций. 6 з.п.ф-лы, 5 ил.

Настоящее изобретение относится к высоковольтному трансформатору тока (ТА). Трансформатор представлен полым изолятором, который на своем верхнем конце заканчивается закрывающим металлическим сводом оживальной формы. Этот закрывающий элемент пересекает проводник высокого напряжения, который обычно изолируется только на одной стороне и включает в себя сердечник трансформатора и соответствующие обмотки. Устройство заполнено газом, имеющим изолирующую функцию, например шестифтористой серой (SF6).

Сердечник, имеющий тороидальную форму, окружает проводник высокого напряжения и тем самым образует первичную цепь трансформатора, тогда как намотанные на тороидальный магнитный сердечник обмотки образуют вторичную цепь трансформатора. Сердечник и обмотки расположены в оболочке, которая выступает в качестве экрана для электрического поля и которая ниже будет называться тороидальным экраном. В соответствии с современным уровнем техники экран изготовляют из металлической пластинки (обычно алюминиевого сплава). Уже доказано, что использование изготовленного из металлической пластинки тороидального экрана связано с различными отрицательными факторами. Фактически образование оболочки из металлической пластинки предусматривает обязательное использование множества сложных операций, например пластической деформации и волочения. После этого необходимо будет ввести и установить в изготовленных из металлической пластинки полуоболочках сердечники трансформатора, а затем обеспечить перманентное соединение оболочек посредством сваривания. Все эти операции трудоемкие, а следовательно, и дорогостоящие; кроме того, необходимо точно выравнить наплавленный валик сварного шва, с помощью которого уже были предварительно собраны две металлические полуоболочки, в которых размещаются сердечники; это делается для того, чтобы напрочь исключить возможность наличия выступов и тем самым устранить нежелательное увеличение локального электрического поля. В обычных вариантах также наблюдается не оптимальное распределение электрического градиента. Требуются также дополнительные этапы изготовления и этапы сборки корпуса для размещения в нем сердечников трансформатора, и уже признана невозможность демонтирования корпуса, закрытого посредством сварки, без нарушения его целостности, а следовательно, исключается возможность осуществлять профилактику, чистку или ремонтные операции. В основу настоящего настоящего изобретения положена задача устранения недостатков известного уровня техники и создание нового высоковольтного трансформатора тока, имеющего улучшенные диэлектрические характеристики, и, который, помимо значительного сокращения сроков изготовления и сборки, также допускает быстрый демонтаж корпуса, что дает возможность легко и просто выполнять профилактические и ремонтные операции, а также чистку корпуса. Согласно настоящему изобретению эта задача решается тем, что корпус, в котором располагаются сердечники трансформатора, изготовляют из синтетического материала и что корпус образован из полуоболочек, которые соединяются вместе таким образом, чтобы их можно было отделить друг от друга. Желательно, чтобы синтетический материал для изготовления защитных оболочек сердечников трансформатора имел, например, следующий состав, г: Эпоксидная смола SIR 7120/49 - 100 Углеродная сажа CBL 6 - 20 Отвердитель ангидрид 70/30 - 80 Ускоритель реакции амин DM-16D - 0,8 Наполнитель и стимулирующий схватывание агент кварц М10 - 270 Согласно другому предложению материал для изготовления полуоболочек может иметь следующий состав, г: Полиэфирная смола - 100 Арматура (стеклянные волокна) - 10-25 Добавки - 2-10 Наполнители - 15-300 Прочие характеристики и преимущества трансформатора по настоящему изобретению станут очевидными из нижеследующего детального описания одного из его вариантов, который приводится лишь в качестве примера и показан на сопровождающих описание чертежах, на которых: фиг. 1 изображает частичный разрез головной части трансформатора тока согласно изобретению, фиг. 2 изображает вертикальный разрез корпуса вместе с сердечниками трансформатора, фиг.3 изображает разрез корпуса, взятый по плоскости III-III фиг.2, фиг. 4 и 5 изображают разрезы двух возможных вариантов сборки полуоболочек вдоль их внешней окружности. На фиг.1 ясно видно, что трансформатор 1 в своей верхней части имеет головку 2, которую лучше изготовлять из алюминиевого сплава. Головку 2 пересекает стержень 3. Концы стержня 3 соединены с двумя ответвлениями обмотки трансформатора 4 и 5, одно из которых соединено с металлической головкой 2, а другое изолировано от нее для соединения с цепью высокого напряжения. Внутри стержнеобразного трансформатора 1 установлена колонка 6, которая поддерживает вторичные сердечники 7 трансформатора. Сердечники 7 устанавливаются внутри тороидального корпуса 8. Сердечники 7 и корпус 8 пересекает стержень 3, который образует первичную секцию трансформатора, тогда как сердечники образуют вторичную секцию. На фиг.2 показан корпус 8 (в разрезе), в котором располагаются сердечники 7. Две оболочки 8а и 8b корпуса соединяются вдоль их внешней окружности с помощью соединительного элемента 10, который будет детально описан ниже. Полуоболочки 8а и 8b не контактируют вдоль внутренней окружности, а образуют кольцеобразную канавку, которая на чертежах обозначается ссылочной позицией 11, для образования прерывания электрической цепи. На фиг. 2 ясно видно, что полуоболочки 8а и 8b изготовлены с таким расчетом, чтобы они имели относительно тонкую стенку; вместо использования для изготовления полуоболочек 8а и 8b металлической пластинки более предпочтительным является использование для изготовления этих полуоболочек синтетического материала, полученного посредством процесса заливки или формования адаптированного синтетического материала. Технология формования выбирается в зависимости от требуемых характеристик процесса изготовления. Следовательно, например, полуоболочки 8а и 8b можно изготовить с помощью эпоксидных смол, которые катализируются, а затем отверждаются в соответствующей пресс-форме. Существует возможность вводить в стенку, которая образует полуоболочки 8а и 8b, механические армирующие ткани 100, например маты, ткани или комплексные нити, представленные стеклянными волокнами. Для соединения полуоболочек 8а и 8b на внешней окружности каждой полуоболочки образуется контур соединения, который обычно обозначается ссылочной позицией 10. Контур соединения 10 можно выполнить с таким расчетом, чтобы сделать возможным соединение полуоболочки 8а и полуоболочки 8b с помощью клепальной обжимки; в этом случае одна стенка имеет отверстия, в которые можно вставлять (с геометрическим соединением или с динамическим соединением) штырь, который будет выступать из другой полуоболочки. Существует также возможность образовывать такую внешнюю окружность полуоболочек 8а и 8b, которая показана на фиг.4. В данном случае концы полуоболочек 8а и 8b имеют вдоль стенки с наибольшим диаметром выемки и выступы, которые могут сцепляться друг с другом с помощью, например, заклепок или зажимов, изготовленных из синтетического материала (см. фиг.5). В соответствии с фиг.5 концы полуоболочек соединяются с помощью штырей или заклепок 101, изготовленных из синтетического материала. Уже доказана эффективность и целесообразность использования синтетического изолирующего материала, например эпоксидной смолы, для изготовления полуоболочек 8а и 8b; использование этого материала позволяет быстро изготовить тороидальные корпуса с помощью матриц или пресс-форм для последующего расположения в корпусах сердечников 7, которые образуют вторичную секцию трансформатора; нет никаких ограничений в плане внешней или внутренней форм и профиля полуоболочек. К преимуществам настоящего изобретения относится также и то, что оно не ограничивается исключительным использованием только синтетического материала, например эпоксидной смолы в чистом виде, для изготовления тел, которые образуют полуоболочки 8а и 8b. Изобретение также предполагает механическое армирование полуоболочек 8а и 8b посредством включения стружек, матов, тканей, стеклянных волокон или другого подобного же материала 100. Является также преимуществом и то, что используемый для изготовления полуоболочек 8а и 8b материал становится селективно проводимым за счет внедрения в него углеродной сажи. Проводимость можно обеспечить через всю структуру материала, который образует полуоболочки 8а и 8b, или только вдоль выбранных частей полуоболочек, или же вдоль четко очерченных парциальных зон поверхности полуоболочек 8а и 8b, что дает возможность, в случае необходимости, добиться выбора диэлектрических характеристик корпуса 8.

Формула изобретения

1. Высоковольтный трансформатор тока, содержащий корпус для размещения в нем сердечников, расположенные в корпусе стержни, при этом корпус образован полуоболочками, выполненными с возможностью как соединения их друг с другом, так и с возможностью отсоединения их друг от друга, причем полуоболочки расположены без возможности контактирования друг с другом вдоль своей внутренней окружности, образуя при этом кольцевую канавку, отличающийся тем, что полуоболочки корпуса выполнены из синтетического материала с внедрением в него углеродной сажи, при этом обеспечивается проводимость полуоболочек через всю структуру указанного материала, или только вдоль выбранных частей, или вдоль четко очерченных зон поверхности полуоболочек. 2. Трансформатор тока по п. 1, отличающийся тем, что материал, из которого изготовлены полуоболочки, имеет следующий состав, г: Эпоксидная смола SIR 7120/49 - 100 Углеродная сажа CB L6 - 20 Отвердитель ангидрид 70/30 - 80 Ускоритель реакции амин DM-16D - 0,8 Наполнитель и стимулирующий схватывание агент кварц М10 - 270 3. Трансформатор тока по п. 1, отличающийся тем, что материал, из которого изготовлены полуоболочки, имеет следующий состав, г: Полиэфирная смола - 100 Арматура (стеклянные волокна) - 10-25 Добавки - 2-10 Наполнители - 15-300 4. Трансформатор тока по п. 1, отличающийся тем, что стенки, образующие полуоболочки, механически армируются с помощью матов, тканей, комплексных нитей или волокон, включенных в синтетический материал. 5. Трансформатор тока по п. 3, отличающийся тем, что маты, ткани, комплексные нити или волокна для армирования представлены стеклянными волокнами. 6. Трансформатор тока по п. 1, отличающийся тем, что полуоболочки выполнены с возможностью их соединения вдоль внешней окружности каждой полуоболочки с помощью соединительного средства, образованного отверстиями, с возможностью вставления штырьков, которые выступают из другой полуоболочки. 7. Трансформатор тока по п. 1, отличающийся тем, что полуоболочки выполнены с возможностью их соединения вдоль стенки соединительных контуров, имеющих самый большой диаметр, с помощью штырей или заклепок, изготовленных из синтетического материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5

www.findpatent.ru

Высоковольтный трансформатор тока наружной установки

Трансформатор содержит установленный на изоляционном опорном цилиндрическом кожухе заполненный изолирующей средой металлический корпус, выполненный в виде цилиндра. В нем размещены первичная обмотка в виде прямолинейного проводника и вторичная обмотка, выполненная на тороидальных магнитопроводах. Обмотки охвачены тороидальным экраном. Экран закреплен на верхнем конце опорной металлической трубы, в полости которой проходят отводы вторичных обмоток. Нижний конец трубы закреплен на основании металлического корпуса перпендикулярно оси вторичных обмоток. Первичная обмотка установлена по оси вторичных обмоток и закреплена концами на боковых стенках металлического корпуса. Трансформатор также содержит изоляционную цилиндрическую колонку из высокопрочного материала, герметично закрепленную внутри опорного металлического кожуха соосно с опорной металлической трубой. Внутри изоляционной цилиндрической колонки размещена опорная усеченная конусная стойка. Концы ее нижнего основания прикреплены к основанию металлического корпуса и одновременно к основанию изоляционной цилиндрической колонки. Ее верхнее основание выполнено с отверстием, в котором закреплена проходящая через него металлическая труба. Технический результат заключается в повышении надежности, упрощении конструкции и технологии изготовления. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Известен высоковольтный трансформатор наружной установки, содержащий металлический корпус, установленный на изоляционной опорной колонке и заполненный изолирующей средой, в котором размещены первичная обмотка в виде прямолинейного проводника, вторичные обмотки на тороидальных магнитопроводах, охваченные тороидальным электростатическим экраном, и система дистанциирования вторичных обмоток с экраном относительно первичной обмотки и корпуса, выполненная в виде трех изоляционных втулок, расположенных в радиальном направлении по внешнему периметру тороидального электростатического экрана под углом 120o и прикрепленных с одной стороны к цилиндрической стенке корпуса, а с другой - к хомутам, встроенным во вторичные обмотки с экраном, закрепленным на тех же хомутах [1]. Однако надежность данного трансформатора оказывается недостаточной, а конструкция его сложна в изготовлении. При такой конструкции трансформатора изоляционные втулки выполняют одновременно функции радиальных растяжек, фиксирующих положение массивного комплекта низковольтных вторичных обмоток (с магнитопроводами и экраном) относительно первичной обмотки и корпуса, имеющих высокий потенциал. Находясь под воздействием полного напряжения (рабочего и испытательного) и больших механических нагрузок, изоляционные втулки и их крепление должны удовлетворять, с одной стороны, требованиям обеспечения необходимой электрической прочности изоляционной системы, с другой, требованиям механической прочности и жесткости крепления, включая обеспечение минимально возможного эксцентриситета комплекса вторичных обмоток с экраном относительно проводника первичной обмотки и вертикальной опорной металлической трубы относительно корпуса. Выполнение этих требований связано с повышенными требованиями к характеристикам материала изоляционных втулок и качеству их исполнения, к точности весьма трудоемкой сборки их с корпусом и комплектом вторичных обмоток, с усложнением конструкции, т.е. требуется встраивание усиленных хомутов по периметру вторичных обмоток, повышение прочности стенок корпуса за счет толщины используемого материала или введение дополнительных элементов жесткости наряду с узлами крепления втулок. При этом распределенные по периметру экрана изоляционные втулки механически соединяют изолируемые друг от друга элементы, что создает условия для возникновения частичных и поверхностных разрядов при превышении критической величины напряженности поля вдоль поверхности. Для предотвращения этих явлений приходится идти на усложнение конфигурации изоляционных втулок или дополнительно увеличивать изоляционное расстояние между корпусом и комплектом вторичных обмоток с электростатическим экраном, учитывая, что целостность экрана в местах крепления втулок нарушается и снижается эффективность его влияния на равномерность поля по всему периметру. Перечисленные обстоятельства затрудняют достижение требуемой надежности трансформатора тока, приводят к усложнению его конструкции и технологии изготовления и повышению его стоимости. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является высоковольтный трансформатор тока наружной установки, содержащий установленный на изоляционном опорном цилиндрическом кожухе заполненный изолирующей средой металлический корпус, выполненный в виде цилиндра, в котором размещены первичная обмотка в виде прямолинейного проводника и вторичные обмотки на тороидальных магнитопроводах, причем первичная обмотка установлена по оси вторичной обмотки и закреплена выходящими наружу концами на боковых стенках корпуса, а вторичные обмотки охвачены тороидальным экраном, закрепленным на верхнем конце опорной металлической трубы, в полости которой проходят отводы вторичных обмоток, а нижний конец трубы закреплен на основании металлического корпуса перпендикулярно оси вторичных обмоток [2]. Однако надежность данного трансформатора оказывается недостаточной, а конструкция сложна в изготовлении. При такой конструкции трансформатора узел крепления массивного комплекта вторичных обмоток (с магнитопроводами и экраном) должен обеспечивать механическую прочность конструкции при воздействии усилий, возникающих при транспортировке, а также минимальный эксцентриситет комплекта вторичных обмоток с экраном относительно проводника первичной обмотки и минимальный эксцентриситет вертикальной опорной металлической трубы относительно краев круглого отверстия в днище металлического корпуса, установленного на изоляционном опорном кожухе. Выполнение этих требований связано с повышенными требованиями к характеристикам материала металлической опорной трубы и качеству ее исполнения, к точности весьма трудоемкого сочленения трубы с плоским днищем трансформатора и комплектом вторичных обмоток. Для предотвращения этих явлений, в частности, для обеспечения механической прочности конструкции приходится идти на увеличение диаметра вертикальной опорной металлической трубы по всей ее высоте и, следовательно, на увеличение диаметра опорного металлического кожуха, а также на уменьшение массы комплекта вторичных обмоток трансформатора, либо за счет уменьшения точности трансформатора, либо за счет увеличения электрической прочности изолирующей среды. В случае применения в качестве изолирующей среды элегаза должно быть увеличено давление, при котором обеспечивается нормальная электрическая прочность изоляции трансформатора, что приводит к необходимости применения дорогостоящих изоляционных опорных кожухов, обладающих очень высокой механической прочностью. Перечисленные обстоятельства затрудняют достижение требуемой надежности трансформатора тока, приводят к усложнению его конструкции и технологии изготовления, повышению стоимости. Задачей данного изобретения является повышение надежности трансформатора, упрощение его конструкции и технологии его изготовления. Данная задача достигается таким образом, что высоковольтный трансформатор тока наружной установки, содержащий установленный на изоляционном опорном цилиндрическом кожухе заполненный изолирующей средой металлический корпус, выполненный в виде цилиндра, в котором размещены первичная обмотка в виде прямолинейного проводника и вторичные обмотки на тороидальных магнитопроводах, причем первичная обмотка установлена по оси вторичных обмоток и закреплена выходящими наружу концами на боковых стенках металлического корпуса, а вторичные обмотки охвачены тороидальным экраном, закрепленным на верхнем конце опорной металлической трубы, в полости которой проходят отводы вторичных обмоток, а нижний конец трубы закреплен на основании металлического корпуса перпендикулярно оси вторичных обмоток, дополнительно содержит изоляционную цилиндрическую колонку из высокопрочного материала, герметично закрепленную внутри опорного металлического кожуха соосно с опорной металлической трубой, и расположенную внутри изоляционной цилиндрической колонки опорную усеченную конусную стойку, концы нижнего основания которой прикреплены к основанию изоляционной цилиндрической колонки, а верхнее основание выполнено с отверстием, в котором закреплена проходящая через него опорная металлическая труба. Данная задача достигается также и тем, что опорная усеченная конусная стойка выполнена из отрезков цилиндрических труб со скругленными краями, а также тем, что опорная усеченная конусная стойка выполнена из нескольких чашеобразных деталей со скругленными днищами и что опорная усеченная конусная стойка выполнена из нескольких чашеобразных деталей, на днищах которых установлены электростатические экраны. На фиг. 1 представлен высоковольтный трансформатор тока, выполненный согласно данному изобретению, в разрезе; на фиг. 2 - 4 - варианты выполнения опорной усеченной конусной стойки. Высоковольтный трансформатор тока наружной установки содержит (фиг. 1) металлический корпус 1, выполненный в виде цилиндра, в котором размещены первичная обмотка 2 в виде прямолинейного проводника и вторичная обмотка 3 на тороидальных магнитопроводах, причем обмотка 2 установлена по оси обмоток 3, охваченных тороидальным электростатическим экраном 4. Обмотка 2 закреплена одним выходящим наружу концом в боковой стенке 5 корпуса 1 и имеет с корпусом 1 одинаковый потенциал, а другим - в противоположной части корпуса 1 посредством изолирующей втулки 6. Трансформатор содержит также опорную усеченную конусную стойку 7, концы нижнего основания которой прикреплены к основанию 8, а через отверстие в верхнем основании конусной стойки 7 проходит опорная металлическая труба 9. Трансформатор содержит изоляционную цилиндрическую колонку 10 из высокопрочного материала, герметично закрепленную внутри изоляционного опорного цилиндрического кожуха 11 соосно с опорной металлической трубой 9, внутри которой закреплена опорная усеченная конусная стойка 7 и изоляционный опорный цилиндрический кожух 11, на котором установлен корпус 1. Металлическое основание 8 закреплено на подставке 12 трансформатора. Отводы 13 вторичных обмоток 3 проходят внутри вертикальной опорной металлической трубы 9. Опорная конусная стойка 7, изображенная на фиг. 2, состоит из отрезков цилиндрических труб со скругленными концами, на фиг 3 - из нескольких чашеобразных деталей со скругленными днищами, а на фиг. 4 - из нескольких чашеобразных деталей, на днищах которых установлены электростатические экраны 14. Объем, в котором расположены первичная обмотка 2, вторичные обмотки 3, вертикальная опорная металлическая труба 9 и система механического крепления и дистанцирования в виде опорной усеченной конусной стойки 7, отделен от внутренней поверхности опорного кожуха 11 изоляционной цилиндрической колонкой 10 из высокопрочного материала. При использовании массивных вторичных обмоток 3 с экраном 4 введена в трансформатор и выполняющая функции системы дистанцирования опорная усеченная конусная стойка 7 обеспечивает более устойчивую и надежную фиксацию положения и взаимную центровку комплекта вторичных обмоток 3 относительно первичной обмотки 2 и вертикальной опорной металлической трубы 9, закрепленной на днище трансформатора и в отверстии стойки 7. Изоляция между вторичными обмотками 3, охваченными экраном 4, и первичной обмоткой 2 и корпусом 1, а также изоляция между вертикальной опорной металлической трубой 9 и корпусом 1 выполнена газовой или чисто масляной и не содержит в себе элементов твердой изоляции, что обеспечивает в вышеуказанных зонах максимальной напряженности поля получение высокой электрической прочности, поскольку элементы твердой изоляции повышают напряженность поля и снижают электрическую прочность изоляции. Введение высокопрочной изоляционной колонки 10, разделяющей объем трансформатора на две части, исключает воздействие высокого давления изолирующего газа или высокого давления газа, образовавшегося в случае разложения масла, при возникновении дугового замыкания внутри трансформатора тока на стенках изоляционного опорного кожуха 11, выполненного из изоляционного материала с невысокой механической прочностью, например фарфора. Таким образом, предлагаемый высоковольтный трансформатор тока по сравнению с прототипом обладает более высокой надежностью, упрощенной конструкцией и меньшей трудоемкостью в изготовлении.

Формула изобретения

1. Высоковольтный трансформатор тока наружной установки, содержащий установленный на изоляционном опорном цилиндрическом кожухе заполненный изолирующей средой металлический корпус, выполненный в виде цилиндра, в котором размещены первичная и вторичная обмотки, причем первичная обмотка выполнена в виде прямолинейного проводника, установленного по оси вторичной обмотки и закрепленного концами на боковых стенках металлического корпуса, причем одним из концов - посредством изолирующей втулки, а вторичная обмотка выполнена на тороидальных магнитопроводах, охваченных тороидальным электростатическим экраном, закрепленным на верхнем конце опорной металлической трубы, в полости которой проходят отводы вторичной обмотки, а нижний конец трубы закреплен на основании перпендикулярно к оси вторичной обмотки, отличающийся тем, что он дополнительно содержит изоляционную цилиндрическую колонку из высокопрочного материала, герметично закрепленную внутри изоляционного опорного цилиндрического кожуха соосно с опорной металлической трубой, и расположенную внутри изоляционной цилиндрической колонки опорную усеченную конусную стойку, концы нижнего основания которой прикреплены к основанию, а верхнее основание ее выполнено с отверстием, в котором закреплена проходящая через него опорная металлическая труба. 2. Трансформатор по п. 1, отличающийся тем, что опорная усеченная конусная стойка выполнена из отрезков цилиндрических труб со скругленными краями. 3. Трансформатор по п. 1, отличающийся тем, что опорная усеченная конусная стойка выполнена из нескольких чашеобразных деталей со скругленными днищами. 4. Трансформатор по п. 1, отличающийся тем, что опорная усеченная конусная стойка выполнена из нескольких чашеобразных деталей, на днищах которых установлены электростатические экраны.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 16-2002

Извещение опубликовано: 10.06.2002

Дата прекращения действия патента: 17.04.2002

Извещение опубликовано: 10.10.2005 БИ: 28/2005

QZ4A - Регистрация изменений (дополнений) лицензионного договора на использование изобретения

Лицензиар(ы): Закрытое акционерное общество "Электрокомплекс+"

Вид лицензии*: ИЛ

Лицензиат(ы): Федеральное государственное унитарное предприятие "Комбинат "Электрохимприбор"

Характер внесенных изменений (дополнений):Взаимное согласие сторон.

Дата и номер государственной регистрации договора, в который внесены изменения: 23.08.1999 № 9095

Извещение опубликовано: 20.03.2007 БИ: 08/2007

* ИЛ - исключительная лицензия НИЛ - неисключительная лицензия