Высоковольтный трансформатор тока наружной установки. Трансформатор тока высоковольтный

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 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 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

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

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

Литой трансформатор тока

Изобретение относится к электротехнике, в частности к высоковольтному аппаратостроению, и может найти применение в высоковольтных трансформаторах тока с литой эпоксидной изоляцией. Технический результат заключается в обеспечении равномерного распределения электрического поля в межэлектродном промежутке и за его пределами. Литой трансформатор тока содержит литую эпоксидную изоляцию, первичную обмотку и вторичную обмотку с магнитопроводом, расположенную концентрически по отношению к первичной, охватывая ее снаружи и образуя промежуток толщиной h. В нем размещен экран, отделенный от первичной и вторичной обмоток посредством изоляции. Экран образует эквипотенциальную поверхность и установлен таким образом, что расстояние от вторичной обмотки до экрана равно расстоянию от экрана до первичной обмотки, выполненной стержневой, и составляет h/2, при этом осевой размер экрана равен 1,3-1,8 осевого размера l вторичной обмотки. 1 ил.

Известны электротехнические устройства (одножильные силовые кабели), содержащие размещенные соосно электроды, отделенные друг от друга посредством изоляции, образующей межэлектродные промежутки [1]. В таких устройствах для регулирования электрического поля в межэлектродных промежутках используют многослойную изоляцию, образованную материалами с различной диэлектрической проницаемостью. Границы раздела изоляционных материалов совпадают с эквипотенциальными поверхностями в межэлектродных промежутках. Наиболее близким к заявляемому литому трансформатору тока является трансформатор, содержащий первичную обмотку и вторичную с магнитопроводом обмотку, концентричную первичной, экран, отделенный от первичной и вторичной обмоток посредством литой эпоксидной изоляции, соединенный с магнитопроводом и заземленный [2]. Наличие в трансформаторе по [2] заземленного экрана, расположенного между первичной и вторичной обмотками, позволяет защитить вторичную обмотку от высокого напряжения, однако не позволяет обеспечить равномерность электрического поля в межэлектродном промежутке и за его пределами. Изобретением решается задача создания высоковольтного трансформатора тока с литой изоляцией, в котором обеспечивается равномерное распределение электрического поля в межэлектродном промежутке и за его пределами. Для решения поставленной задачи в литом трансформаторе тока, содержащем первичную обмотку и вторичную с магнитопроводом обмотку, концентричную первичной, охватывающую ее снаружи, экран, отделенный от первичной и вторичной обмоток посредством литой эпоксидной изоляции, предложено, согласно настоящему изобретению, экран выполнить незаземленным, не имеющим электрического соединения и установить его таким образом, что расстояние от него до вторичной обмотки с магнитопроводом равно расстоянию от него, а его осевой размер равен 1,3

1,8 осевого размера вторичной обмотки с магнитопроводом. Изобретение поясняется на примере выполнения чертежом, на котором показан заявляемый литой трансформатор тока в продольном разрезе. Литой трансформатор тока содержит литую эпоксидную изоляцию 1, первичную обмотку, выполненную в виде стержня, 2 и вторичную обмотку 3 с магнитопроводом 4. Вторичная обмотка 3 с магнитопроводом 4 расположена концентрически по отношению к первичной обмотке 2, охватывает ее снаружи и отделена от нее посредством литой эпоксидной изоляцией 1. Экран 5, размещенный между первичной обмотки 2 и вторичной обмотки 3 с магнитопроводом 4, отделен от первичной обмотки 2 и вторичной обмотки 3 с магнитопроводом 4 посредством литой эпоксидной изоляции 1. Он не заземлен и не имеет электрического соединения с обмотками. При этом расстояние от экрана 5 до вторичной обмотки 3 с магнитопроводом 4 равно расстоянию от экрана 5 до первичной обмотки 2, образуя эквипотенциальную поверхность, а осевой размер экрана 5 равен 1,3

1,8 осевого размера вторичной обмотки 3 с магнитопроводом 4. Выполнение экрана незаземленным, не имеющим электрического соединения с обмотками, расположение его на одинаковом расстоянии от первичной обмотки и вторичной обмотки с магнитопроводом, образуя эквипотенциальную поверхность, и выполнение его с осевым размером, составляющим 1,3

1,8 осевого размера вторичной обмотки с магнитопроводом, позволит выравнить электрическое поле трансформатора как между первичной обмоткой и вторичной обмоткой с магнтопроводом, так внутри всего трансформатора, и тем самым повысить надежность трансформатора в целом. В ОАО "Свердловский завод трансформаторов тока" разработана техническая документация, в которой реализовано заявляемое решение и в соответствии с которой изготовлены и испытаны трансформаторы тока ТОЛ 110. Результаты испытаний подтвердили работоспособность заявляемого трансформатора, а также равномерность распределения электрического поля как между первичной обмоткой и вторичной обмоткой с магнитопроводом, так и внутри всего трансформатора. Литература 1. Г.С. Кучинский, В.Е. Кизеветтер, Ю.С. Пинталь "Изоляция установок высокого напряжения", М., Энергоатомиздат, 1987 г., c.80-82. 2. Патент РФ 2087967, МПК H 01 F 30/10, 27/36, 1997 г.

Формула изобретения

Литой трансформатор тока, содержащий первичную обмотку и вторичную с магнитопроводом обмотку, концентричную первичной, охватывающую ее снаружи, экран, отделенный от первичной и вторичной обмоток посредством литой эпоксидной изоляции, отличающийся тем, что экран не заземлен, не имеет электрического соединения с указанными обмотками и установлен таким образом, что расстояние от него до вторичной обмотки с магнитопроводом равно расстоянию от него до первичной обмотки, образуя эквипотенциальную поверхность, а его осевой размер равен 1,3

1,8 осевого размера вторичной обмотки с магнитопроводом.

РИСУНКИ

Рисунок 1

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике, а именно к измерительным трансформаторам тока высоких и сверхвысоких напряжений с газовой изоляцией, например SF6 или смесью на основе SF6, и предназначено для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам, устройствам защиты и управления в установках переменного тока 50 Гц или 60 Гц

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве трансформаторов тока

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования на электрических станциях и подстанциях для релейной защиты и измерения тока в цепях, не допускающих непосредственного включения измерительных приборов

Изобретение относится к электротехнике, в частности к измерительным высоковольтным трансформаторам тока

Изобретение относится к электротехнике

Изобретение относится к области электротехники, в частности к трансформаторостроению, и может найти применение в конструкциях высоковольтных трансформаторов

Изобретение относится к технике сильных импульсных магнитных полей и может быть использовано для получения коротких импульсов магнитного поля

Изобретение относится к области электротехники, в частности к источникам питания различных электрофизичеких устройств и накопителей энергии

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

Изобретение относится к области электротехники

Изобретение относится к области электротехники, в частности к разделительным трансформаторам, и может быть использовано для питания цифровых технических устройств с повышенной чувствительностью к помехам

Изобретение относится к электротехнике, в частности к высоковольтным трансформаторам с литой эпоксидной изоляцией

Изобретение относится к области электротехники, в частности к бесконтактным размыкателям для формирования мощных импульсов тока за счет обострения его фронта с использованием материалов, имеющих свойства фазового перехода металл-изолятор или металл-полупроводник под действием температуры

www.findpatent.ru

Высоковольтный трансформатор тока наружной установки

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при измерении высоких и сверхвысоких напряжений с изоляционным заполнением. 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. Изоляционная цилиндрическая колонка из высокопрочного материала закреплена внутри опорного металлического кожуха соосно с опорной металлической трубой. Внутри изоляционной цилиндрической колонки размещена опорная полая стойка, состоящая из соединенных между собой отрезков цилиндрических труб и полых усеченных конусов. 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. 1 ил.

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 троидальных 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, закрепленной внутри опорного изоляционного цилиндрического кожуха [2].

Однако конструкция трансформатора сложна в изготовлении, так как изготовление полой опорной стойки в виде усеченного конуса большой высоты из листа металла является сложной технологической операцией и приводит к получению большого количества отходов металла, а изготовление такой же стойки из цилиндрических труб различного диаметра приводит к существенному увеличению сварочных работ и утяжелению конструкции.

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 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, закрепленную внутри изоляционного опорного цилиндрического кожуха соосно с опорной металлической трубой, расположенную внутри изоляционной цилиндрической колонки опорную полую стойку, состоящую из отрезков цилиндрических труб и механически соединенных с ними полых усеченных конусов, 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.

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 полую стойку, состоящую из механически соединенных между собой отрезков цилиндрических труб и полых усеченных конусов 7, концы нижнего основания которой прикреплены к основанию 8 трансформатора, а через отверстие в верхнем основании конусной стойки 7 проходит опорная металлическая труба 9. Трансформатор содержит изоляционную цилиндрическую колонку 10 из высокопрочного материала, закрепленную внутри изоляционного опорного цилиндрического кожуха 11 соосно с опорной металлической трубой 9, внутри которой закреплена опорная полая стойка, состоящая из механически соединенных между собой отрезков цилиндрических труб и полых усеченных конусов 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.

Объем, в котором расположены первичная обмотка 2, вторичные обмотки 3, вертикальная опорная металлическая труба и система механического крепления и дистанцирования в виде опорной полой стойки, состоящей из отрезков цилиндрических труб и механически соединенных с ними полых усеченных конусов, отделен от внутренней поверхности опорного кожуха 11 изоляционной цилиндрической колонкой 10 из высокопрочного материала.

При использовании массивных вторичных обмоток 3 с экраном 4 введенная в трансформатор и выполняющая функции системы дистанцирования опорная полая стойка, состоящая из отрезков цилиндрических труб и механически соединенных с ними полых усеченных конусов, 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 стенки изоляционного опорного кожуха 11, выполненного из изоляционного материала с невысокой механической прочностью, например фарфора.

В случае применения опорной полой стойки 7, состоящей из отрезков цилиндрических труб и механически соединенных с ними полых усеченных конусов, во время действия механических усилий, возникающих при сейсмическом воздействии или транспортировке, на массивные вторичные обмотки 3, плечо изгибающего момента, определяющее механическую прочность крепления вторичных обмоток 3 трансформатора, существенно уменьшится, так как расстояние от центра масс обмоток 3 до точки закрепления опорной металлической трубы 9 в стойке 7 существенно меньше, чем при креплении опорной металлической трубы на основании 8 трансформатора.

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

Источники информации, принятые во внимание

1. SU Авторское свидетельство, 1805784, кл. Н 01 F 38/28, 1995.

2. RU Патент 2118008, кл. Н 01 F 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 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 оси вторичной обмотки, отличающийся тем, что он дополнительно содержит изоляционную цилиндрическую колонку из высокопрочного материала, закрепленную внутри изоляционного опорного цилиндрического кожуха соосно с опорной металлической трубой, и расположенную внутри изоляционной цилиндрической колонки опорную полую стойку, состоящую из отрезков цилиндрических труб и механически соединенных с ними полых усеченных конусов, концы нижнего основания которой прикреплены к основанию трансформатора, а верхнее основание ее выполнено с отверстием, в котором закреплена проходящая через него опорная металлическая труба.