ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ МОДУЛЬ - ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ. Высоковольтные трансформаторы напряженияВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ МОДУЛЬ - ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯВсем любителям High Voltage привет! Хочу выложить небольшой обзор устройства, предназначенного для преобразования постоянного тока низкого напряжения в импульсы высокого напряжения. Модуль был приобретен на АлиЭкспресс.
Конструктивно модуль представляет собой цилиндр длиной примерно 65 мм и диаметром 25 мм. На цилиндре по всей длине изделия имеется лыска шириной 15 мм. Масса модуля составляет 50 г.
Согласно данным продавца, модуль потребляет постоянное напряжение в диапазоне 3-6 В, при токе 2-5 А (точно понять из описания это затруднительно, но из соображений контекста и здравого смысла, это видимо так). Модуль неразборный, полностью залит компаундом, из которого выведены провода питания и провода, на которые поступает высокое напряжение. Высоковольтные провода красные, низковольтные провода: «плюс» - красный, «минус» - зеленый.
В целом модуль работоспособен и при токе около 1 А и напряжении 1,5 В, но в этом случае на выходе присутствуют отдельные импульсы высокого напряжения. В данном опыте использован блок питания с номинальной нагрузочной способностью в 1000 мА. Параллельно высоковольтному преобразователю подсоединен фильтрующий электролитический конденсатор 10000 мкФ * 16 В.
В таком режиме модуль выдает искру длиной около 1 см. То есть можно заключить, что напряжение на выходе устройства составляет 10-20 кВ. В любом случае ни о каких 400 кВ речи и быть не может.
Для получения постоянной электрической дуги необходим достаточно мощный блок питания, способный отдать в нагрузку ток в несколько ампер.
При номинальном токе на входе преобразователь выдает на выходе постоянную дугу. Производитель предупреждает, что не желательно использовать модуль на протяжении более 1 мин, при этом нужно следить, чтобы расстояние между контактами разрядника было достаточным для возникновения искры, иначе электрический пробой может произойти в произвольном месте высоковольтной части устройства.
Короткое замыкание высоковольтных проводов также недопустимо. В целом интересный конструктивный элемент, своих денег стоит, так что если лень собирать преобразователь самому и мотать высоковольтный трансформатор вручную - лучше купить готовое надёжное. Автор - Denev Форум по ВВ Обсудить статью ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ МОДУЛЬ - ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ radioskot.ru Высоковольтный трансформаторИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в высоковольтном электронном оборудовании, а частности в рентгеновских излучателях. Технический результат состоит в уменьшении габаритов и стоимости, упрощении монтажа. Высоковольтный трансформатор состоит из включающих первичную низковольтную обмотку низковольтных элементов, отделенных изолирующим средством от высоковольтных элементов, включающих высоковольтные вторичные обмотки. Уровень нулевого напряжения или уровень заземления высоковольтных элементов находится в их срединной зоне между первым концом, в направлении которого постепенно возрастает отрицательный потенциал напряжения, и вторым концом, в направлении которого постепенно возрастает положительный потенциал напряжения. Высоковольтные элементы расположены идентично расположению высоковольтных вторичных обмоток так, что высоковольтные вторичные обмотки и высоковольтные элементы с равными потенциалами напряжения находятся на одинаковом расстоянии от уровня нулевого напряжения или уровня заземления. Высоковольтные элементы с самым низким потенциалом напряжения расположены наиболее близко друг к другу, а с самым высоким потенциалом напряжения - отделены друг от друга в наибольшей степени. Низковольтная первичная обмотка размещена на первой ветви магнитного сердечника, а вторичная высоковольтная обмотка - на его второй ветви. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Объект изобретения Как указано в заглавии этого описания, данное изобретение относится к высоковольтному трансформатору, который характеризуется обладающим новизной распределением элементов, определяющих конфигурацию меньшего размера, с меньшим весом и меньшей стоимостью. Эти характеристики высоковольтного трансформатора позволяют скомбинировать его с электронным оборудованием таким образом, что оно будет иметь меньший объем, сниженную цену и меньшую себестоимость. В этих целях концепция нового распределения составных элементов трансформатора также предусмотрена в конфигурации или распределении элементов, составляющих прочее электронное оборудование. Данное изобретение предпочтительно применимо для рентгеновских излучателей, используемых для получения рентгеновских снимков, но очевидно, что его также можно использовать в любом электронном оборудовании, для которого требуется высоковольтный трансформатор. Область техники Основное оборудование обычного рентгеновского кабинета - это рентгеновская трубка, запитываемая от высоковольтного трансформатора. Этот высоковольтный трансформатор обычно находится в нескольких метрах (от 4 до 30 м) от рентгеновской трубки. Соединение между ними осуществляется с помощью специальных кабелей высокого напряжения, недостаток которых в их высокой стоимости. По причине своей громоздкости кабели высокого напряжения неудобны в том отношении, что препятствуют подвижности рентгеновской трубки при позиционировании луча в нужное место. Для упрощения монтажа, снижения стоимости и уменьшения общего объема оборудования известно использование рентгеновских излучателей, которые представляют собой устройство, комбинирующее рентгеновскую трубку и высоковольтный трансформатор, при этом исключается необходимость использования кабелей высокого напряжения. Наибольшая трудность конструирования рентгеновского излучателя заключается в обеспечении нужной электроизоляции между разными составляющими элементами (трансформаторы, разъемы высокого напряжения, выпрямители, фильтры, делители напряжения, шунты, разрядники, кабельная сеть, и пр.). Изоляцию можно выполнить тремя способами: а) вакуумное наполнение в сухой среде всего внутреннего пространства излучателя изолирующей жидкостью или газообразной текучей средой, обычно силиконовым маслом или минеральным маслом, поскольку с ними удобно работать, и стоимость их низкая; б) использование твердых изоляционных материалов, таких как пластмасса, стекло, фаянс, смолы и пр.; в) все устройство целиком заключают внутри высоковольтных изолирующих смол или силиконов в вакууме. В любом случае для обеспечения надлежащей изоляции разные компоненты или элементы необходимо отделять друг от друга некоторым расстоянием в зависимости от напряжения, прилагаемого между компонентами. Обычно компоненты рентгеновского излучателя имеют разные геометрические формы и разные размеры, и абсолютно необходимо сохранять минимальное изолирующее расстояние между точками, имеющими самое высокое напряжение. В большинстве случаев это означает, что расстояние изоляции между менее важными точками является излишним. Следовательно, общий объем рентгеновского излучателя превышает строго необходимый объем. Помимо этого лишний объем нужно заполнить изолирующим материалом, что значительно увеличивает вес и, прежде всего, стоимость излучателя. Для решения этой проблемы в известном уровне техники используют высокочастотные высоковольтные трансформаторы, но хотя это решение облегчает проблему, излучатели при этом продолжают оставаться излишне крупными, тяжелыми и дорогостоящими. Описание изобретения Для устранения упоминаемых недостатков, в соответствии с данным изобретением, разработан новый высоковольтный трансформатор, отличающийся тем, что его обычные составные высоковольтные элементы расположены таким образом, что уровень нулевого напряжения, или уровень заземления, расположен в центральной зоне, и от этой зоны отрицательный потенциал постепенно возрастает к одному из концов, а положительный потенциал постепенно возрастает к противоположному концу. Таким образом, элементы самого низкого напряжения расположены наиболее близко друг к другу, а элементы самого высокого напряжения отделены друг от друга в наибольшей степени, в результате чего основное преимущество этой структуры состоит в том, что элементы не нужно изолировать друг от друга; и значительно сокращается расстояние, которое должно отделять их друг от друга; и поэтому их объем, вес и стоимость также уменьшаются. Что касается обычных низковольтных содержащихся в трансформаторе элементов, то они отделены от высоковольтных элементов изолирующими средствами. В соответствии с одним из примеров воплощения данного изобретения изолирующее средство для отделения друг от друга высоко- и низковольтных элементов является изолирующей перегородкой. Помимо этого, изобретение также отличается тем, что описываемый трансформатор комбинируют с электронным оборудованием такого типа, для которого требуется высоковольтный источник питания, в результате чего и трансформатор, и прочие компоненты располагаются таким образом, что уровень заземления находится в центральной зоне, и от нее отрицательный потенциал постепенно возрастает к одному из концов, а положительный потенциал постепенно возрастает к противоположному концу, тем самым создавая напряжения равных потенциалов на одинаковом расстоянии от уровня заземления между разными элементами, составляющими электронное оборудование. Поэтому какая-либо изоляция между ними не нужна, и расстояние, которое должно их разделять, значительно сокращается. Помимо этого, элементы, занимающие одну и ту же зону потенциала, никоим образом не влияют на паразитную емкость, и поэтому нет ограничений ни в отношении их близости, ни в отношении их обращенной друг к другу поверхности. Следовательно, за счет расположения элементов таким образом их уровни напряжения соответствуют занимаемой ими зоне потенциала; и это обстоятельство обеспечивает возможность приблизить элементы друг к другу почти до их контакта. Эта конфигурация облегчает сборку элементов, что в свою очередь уменьшает объем сборочной работы, поскольку операции расположения и размещения облегчаются благодаря меньшему объему и весу. Помимо этого обеспечивается повышенная функциональная надежность, и снижается электростатическое напряжение в высоковольтных изоляторах, которые представляют собой изолирующую текучую среду, заполняющую внутреннее пространство рентгеновского излучателя. Согласно одному из примеров воплощения данного изобретения постепенное возрастание напряжения к концам является линейным. Для пояснения этого описания к нему прилагаются чертежи, составляющие его неотъемлемую часть, на которых только в целях пояснения, но не ограничения представлен объект данного изобретения. Краткое описание чертежей Фиг.1 схематически изображает вертикальную проекцию внутреннего пространства рентгеновского излучателя согласно возможному осуществлению данного изобретения. Фиг.2 схематически изображает горизонтальную проекцию рентгеновского излучателя, изображенного на фиг.2. Фиг.3 схематически изображает боковую проекцию внутреннего пространства излучателя, изображенного на фиг.1, 2. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Ниже приводится описание изобретения со ссылкой на упоминаемые выше чертежи. Трансформатор согласно рассматриваемому изобретению имеет конфигурацию, состоящую из вторичных обмоток 1, расположенных таким образом, что уровень нулевого напряжения, или уровень 2 заземления, расположен в срединной зоне обмотки, и из этой зоны отрицательный потенциал возрастает к первому концу 3, и положительный потенциал также возрастает ко второму концу 4. Согласно поясняемому в качестве примера воплощению трансформатор имеет восемь вторичных обмоток и напряжение -80 кВ в первом конце 3, и +80 кВ во втором конце 4; причем указанные напряжения линейно возрастают от уровня 0 к указанным концам, как упоминалось выше. Прочие образующие трансформатор высоковольтные элементы, такие как выпрямитель, фильтр и резистивный делитель, помещены в блоке 8 и расположены идентично расположению вторичных обмоток трансформатора таким образом, что между вторичными обмотками 1 и блоком 8 создаются эквипотенциальные линии, в результате чего отделяющее их друг от друга расстояние можно свести к минимуму. Что касается низковольтных компонентов трансформатора, в основном состоящих из его первичной обмотки 5, то можно сказать, что они отделены от высоковольтной части с помощью изолирующей перегородки 6, которая в данном осуществлении имеет форму буквы L, и поэтому совершенно изолирована от вторичных обмоток 1 и от блока 8 (высоковольтного). Низковольтные элементы (5) выполнены на первой ветви магнитного сердечника (7), и вторичная высоковольтная обмотка (1) выполнена на второй ветви магнитного сердечника (7). В приводимом в качестве примера осуществлении трансформатор образует часть рентгеновского излучателя 9, который, помимо высоковольтного трансформатора, содержит рентгеновскую трубку 10, выполненную аналогично трубке, описываемой относительно блока 8, и также содержит разные вторичные обмотки 1 трансформатора, т.е. его центральная часть расположена в соответствии с уровнем 2 нулевого напряжения, и положительные напряжения возрастают линейно к концу 4, и отрицательные напряжения возрастают к концу 3; в результате чего, когда созданы эквипотенциальные линии, необходимость изолировать их устраняется, и поэтому рентгеновскую трубку 10 можно сблизить почти до контакта с блоком 8 или со вторичными обмотками 1. Эта компоновка никоим образом не влияет на паразитную емкость, и поэтому не существует каких-либо ограничений ни с точки зрения их близости, ни с точки зрения поверхности обращения между ними. Поэтому такая структура значительно уменьшает объем. Помимо изоляции 6 излучатель 1 обычно наполняют изолирующей текучей средой, и поскольку она имеет меньший объем, для него требуется меньшее количество этой изолирующей текучей среды. 1. Высоковольтный трансформатор, состоящий из включающих первичную низковольтную обмотку низковольтных элементов, отделенных изолирующим средством от высоковольтных элементов, включающих высоковольтные вторичные обмотки, уровень нулевого напряжения или уровень заземления которых находится в их срединной зоне между первым концом, в направлении которого постепенно возрастает отрицательный потенциал напряжения, и вторым концом, в направлении которого постепенно возрастает положительный потенциал напряжения, при этом высоковольтные элементы расположены идентично расположению высоковольтных вторичных обмоток так, что высоковольтные вторичные обмотки и высоковольтные элементы с равными потенциалами напряжения находятся на одинаковом расстоянии от уровня нулевого напряжения или уровня заземления, отличающийся тем, что высоковольтные элементы с самым низким потенциалом напряжения расположены наиболее близко друг к другу, а высоковольтные элементы с самым высоким потенциалом напряжения отделены друг от друга в наибольшей степени, причем низковольтная первичная обмотка размещена на первой ветви магнитного сердечника, а вторичная высоковольтная обмотка - на его второй ветви. 2. Высоковольтный трансформатор по п.1, отличающийся тем, что изолирующий элемент, отделяющий высоковольтные элементы от низковольтных элементов выполнены в виде изолирующей перегородки. 3. Высоковольтный трансформатор по п.1, отличающийся тем, что указанное постепенное возрастание потенциала напряжения от уровня нулевого напряжения или уровня заземления к указанным концам является линейным. 4. Рентгеновский излучатель, содержащий высоковольтный трансформатор по любому из пп.1-3, рентгеновскую трубку, выполненную таким образом, что уровень нулевого напряжения или уровень заземления находится в срединной зоне рентгеновской трубки в соответствии с уровнем нулевого напряжения или уровнем заземления указанного высоковольтного трансформатора, а ее положительный потенциал напряжения возрастает к одному концу высоковольтных вторичных обмоток, а отрицательный потенциал - к другому концу высоковольтных вторичных обмоток указанного высоковольтного трансформатора так, что равные потенциалы напряжения рентгеновской трубки находятся на одинаковом расстоянии от уровня нулевого напряжения или уровня заземления. www.findpatent.ru Высоковольтный тороидальный трансформатор
Изобретение относится к области электротехники, в частности к источникам питания различных электрофизичеких устройств и накопителей энергии. Высоковольтный трансформатор содержит тороидальный сердечник, низковольтную обмотку, занимающую часть сектора тороидального сердечника, и высоковольтную обмотку, расположенную в секторе тороидального сердечника, отделенные друг от друга межобмоточной изоляцией, а также электростатический экран, расположенный между обмотками и соединенный с сердечником и землей. Согласно изобретению высоковольтная обмотка выполнена из двух частей, каждая из которых расположена в части сектора тороида, занимаемого высоковольтной обмоткой, начало и конец которой выведены с наружного слоя обмотки на диаметрально противоположные стороны. Кроме того, трансформатор содержит дополнительный электростатический экран, расположенный под высоковольтной обмоткой, соединенный с ее средней точкой и выходящий за пределы высоковольтной обмотки, при этом на обоих торцах экрана выполнены закругления. Технический результат от использования данного изобретения состоит в повышении надежности и уменьшении габаритов высоковольтного трансформатора. 1 ил. Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам питания различных электрофизических устройств и накопителей энергии. Известен тороидальный высоковольтный трансформатор с сухой изоляцией, содержащий магнитопровод, обмотки, межобмоточную изоляцию и электростатический экран, расположенный между обмотками и соединенный с магнитопроводом и землей. Основным недостатком такой конструкции является слабая продольная изоляция, особенно в торцовой части обмоток и в зоне высоковольтных выводов. Наиболее близким по техническому решению является трансформатор, продольная изоляция высоковольтной обмотки в торцовой зоне которого усилена полупроводниковыми вставками и вставками эластомера, образующими замкнутую монолитную структуру в торцовой зоне обмоток и высоковольтных выводов [1]. Недостатком такой конструкции является сложность изготовления, требующая мощных прессов и специальных пресс-форм сложной конфигурации. Кроме того, начало и конец высоковольтной обмотки выполнены с внутреннего и наружного слоев обмотки, что вызывает сложности в размещении и их изоляции. Целью изобретения является устранение указанных недостатков прототипа, а именно повышение надежности работы и уменьшение габаритов трансформатора. Указанная цель достигается тем, что в высоковольтном трансформаторе, содержащем тороидальный сердечник, первичную низковольтную обмотку, занимающую часть сектора тороида, и вторичную высоковольтную обмотку, которые отделены друг от друга межобмоточной изоляцией, электростатический экран, расположенный между обмотками и соединенный с сердечником и землей, новым является то, что высоковольтная обмотка выполнена из двух частей, каждая из которых расположена в части сектора тороида, занимаемого высоковольтной обмоткой, причем начало и конец высоковольтной обмотки выведены с наружного слоя обмотки на диаметрально противоположные стороны, а под высоковольтной обмоткой расположен дополнительный электростатический экран, выходящий за пределы высоковольтной обмотки и соединенный с ее средней точкой, при этом на обоих торцах экрана выполнены закругления. На чертеже приведено схематическое расположение магнитопровода, обмоток, экранов, выводов обмоток и экранов и изоляции высоковольтного тороидального трансформатора. Трансформатор содержит тороидальный сердечник 1, на котором расположена первичная низковольтная обмотка 2. выполненная из фольговых лент, снаружи - высоковольтная обмотка 3, состоящая из двух симметричных частей 4 и 5 и межобмоточной изоляции 6, состоящей из слюдосодержащих лент, пропитанных вакуумнонагнетательным способом термореактивным компаундом с последующей термообработкой. Начало 7 и конец 8 высоковольтной обмотки 3 выводятся с наружного слоя обмотки и расположены на диаметрально противоположных сторонах и могут выводиться как на наружную образующую, так и на торцовую сторону трансформатора. Высоковольтная обмотка 3 расположена в секторе 360 - , оставляя свободное пространство, определяемое углом , для прохождения выводов 9 и 10 низковольтной обмотки 2. В случае выполнения высоковольтной обмотки 3 многослойной каждый следующий слой частей 4 и 5 высоковольтной обмотки 3 расположен в секторе 360-(+ ), где - угол между частями 4 и 5 высоковольтной обмотки 3, причем 12n и 12n. Между обмотками 2 и 3 расположены электростатические экраны 11 и 12. Экран 11 охватывает низковольтную обмотку 2 по всей длине и имеет вывод 13, который присоединен к земле. Кроме того, экран 11 соединен с магнитопроводом 1. Дополнительный экран 12 охватывает межобмоточную изоляцию 6, расположен под высоковольтной обмоткой 3 и соединен гальванически с средней точкой высоковольтной обмотки 3. Он расположен в секторе 360-, занимаемом высоковольтной обмоткой 3. Торцы экрана 12 выходят за пределы высоковольтной обмотки 3 и оканчиваются закруглениями 14 и 15, радиусы которых определяются напряжением высоковольтной обмотки 3. Трансформатор работает следующим образом. Низковольтная первичная обмотка 2 подключается к источнику питания, например к высокочастотному инвертору. В тороидальном сердечнике 1 возбуждается высокочастотный магнитный поток, который в свою очередь индуцирует в высоковольтной обмотке 3 высокочастотную ЭДС, которая снимается с высоковольтных выводов 7 и 8. Разность напряжений, существующая между обмотками 2 и 3, действует на межобмоточную изоляцию 6 и направлена поперек слоев изоляции, а в зоне торцов высоковольтной обмотки 3 (в секторах, определяемых углами и ) напряжение действует вдоль слоев изоляции. Высоковольтная обмотка 3 занимает часть тороида, располагаясь в секторе 360-, оставляя не занятое высоковольтной обмоткой 3 пространство на внешней образующей тороида, в котором проходят выводы 9 и 10 низковольтной обмотки 2, а также вывод 13 экрана 11 и другие возможные низкопотенциальные или заземленные элементы трансформатора, например вводы и выводы системы охлаждения. В случае, когда высоковольтная обмотка 3 состоит из нескольких слоев, она делится на две симметричные части 4 и 5, которые занимают сектор 360-(n+n), причем выполняется соотношение 1n и 1n, где n - номер слоя высоковольтной обмотки 3. Угол определяется, исходя из пространства, необходимого для размещения низкопотенциальных элементов трансформатора, в частности выводов 9, 10 низковольтной обмотки 2, и напряжения, действующего между высокопотенциальными частями обмотки 3 и низкопотенциальными частями, находящимися в секторе . Угол определяется, исходя из разности потенциалов частей 4 и 5 высоковольтной обмотки 3. Такая конструкция высоковольтной обмотки 3 позволяет снизить напряжение, действующее на межслоевую изоляцию 6. При этом начало и конец высоковольтной обмотки 3 расположены на наружном слое. Таким образом, высоковольтные выводы 7 и 8 не проходят через слои высоковольтной обмотки 3 и расположены диаметрально по обе стороны трансформатора, т.е. на наибольшем удалении друг от друга. Электростатические экраны 11 и 12 расположены между обмотками 2 и 3. Экран 11 расположен вблизи низковольтной обмотки 2, заземлен и имеет вывод 13. Экран 12 расположен под высоковольтной обмоткой 3 и соединен со средней точкой высоковольтной обмотки 3. Экраны 11 и 12 позволяют выравнять электрическое поле в межслоевой изоляции 6, устраняя влияния неравномерности намотки обмоток 2 и 3 на внутренней и наружной образующей тороидального сердечника, а также неровности низковольтной обмотки 2, образующиеся при ее намотке. Соединение электростатического экрана 12 со средней точкой высоковольтной обмотки 3 позволяет вдвое снизить напряжение, действующее на межобмоточную изоляцию 6. Закругления 14 и 15, выполненные на торцах экрана 12, позволяют снизить напряжение, действующее на продольную изоляцию в зоне прохождения низкопотенциальных элементов трансформатора и торцов высоковольтной обмотки 3, разделив пополам напряжение, действующее между экранами 11 и 12 и низкопотенциальными элементами трансформатора (выводы 9 и 10 низковольтной обмотки 2) и между торцами высоковольтной обмотки 3 (частей 4 и 5) и экранами 11 и 12. Кроме того, экраны 11 и 12 круглого сечения, диаметр которого определяется напряжением высоковольтной обмотки 3, облегчая выполнение продольной изоляции. Таким образом, появляется возможность уменьшить толщину межобмоточной изоляции 6 и угол , т.е. увеличить сектор, занимаемый высоковольтной обмоткой 3. Все это позволяет уменьшить габариты трансформатора и повысить надежность его работы. Трансформатор может быть использован при создании малогабаритных систем питания различных электрофизических устройств, для зарядки емкостных накопителей энергии и в источниках питания различных технологических установок в диапазоне напряжений от единиц киловольт до десятков киловольт и мощностью от сотен ватт до сотен киловатт в единице с высокими удельными показателями. Так, например, трансформатор мощностью 100 кВт и напряжением 40 кВ имеет весовой показатель 3,5 кВт/кГ при рабочей частоте 7 кГц. Источники информации 1. Гинзбург Л.Д. "Высоковольтные трансформаторы и дроссели с эпоксидной изоляцией", Ленинград, Энергия, 1978 г., стр. 148-160, рис. 8-2.Формула изобретения Высоковольтный трансформатор, содержащий тороидальный сердечник, низковольтную обмотку, занимающую часть сектора тороидального сердечника, высоковольтную обмотку, расположенную в секторе тороидального сердечника, отделенные друг от друга межобмоточной изоляцией, отличающийся тем, что содержит электростатический экран, расположенный между обмотками и соединенный с тороидальным сердечником и землей, высоковольтная обмотка выполнена из двух частей, каждая из которых расположена в части сектора тороидального сердечника, занимаемого высоковольтной обмоткой, причем начало и конец высоковольтной обмотки выведены с наружного слоя обмотки на диаметрально противоположные стороны, а под высоковольтной обмоткой расположен дополнительный электростатический экран, выходящий за пределы высоковольтной обмотки и соединенный с ее средней точкой, при этом на обоих торцах экрана выполнены закругления.РИСУНКИ Рисунок 1www.findpatent.ru Высоковольтный трансформатор напряжения
Использование при конструировании измерительных трансформаторов напряжения высоких и сверхвысоких напряжений с изоляционным заполнением. Трансформатор содержит заполненный изолирующей средой металлический корпус, внутри которого установлен прямоугольный магнитопровод с электростатическими экранами. Экраны закрывают соответственно два боковых и одно нижнее ярма магнитопровода. Основная и дополнительная обмотки низшего напряжения намотаны поверх стержня магнитопровода. Обмотка высшего напряжения намотана поверх основной обмотки низшего напряжения и закрыта электростатическим экраном. Экран выполнен с двумя или более сквозными разрезами по его образующей. Соединение частей экрана в одном разрезе выполнено посредством изоляционной стяжки, а в остальных других - посредством металлических стяжек. Соединение экрана с линейным концом обмотки осуществляется металлической трубой. Технический результат заключается в исключении воздействия радиальных и осевых усилий на обмотку и повышении тем самым надежности трансформатора. 1 ил. Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при конструировании измерительных трансформаторов напряжения высоких и сверхвысоких напряжений с изоляционным заполнением. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является высоковольтный трансформатор напряжения, содержащий заполненный изолирующей средой металлический корпус, внутри которого установлен прямоугольный магнитопровод с электростатическими экранами, закрывающими два боковых и одно нижнее ярма магнитопровода, с основной и дополнительной обмотками низшего напряжения, намотанными поверх стержня магнитопровода, и обмоткой высшего напряжения, намотанной поверх основной обмотки низшего напряжения и закрытой электростатическим экраном, соединенным с ее линейным концом, и металлическую трубу токовывода, закрепленную в электростатическом экране /1/. Известная конструкция трансформатора обеспечивает достаточно равноценное распределение напряжения грозового импульса по обмотке высшего напряжения, достаточно равномерное распределение напряженности электростатического поля в изолирующей среде и малый расход активных материалов (электротехнической стали и обмоточного провода). Однако данная конструкция обладает низкой надежностью из-за опасности появления витковых замыканий или обрывов провода в обмотке высшего напряжения, что может иметь место из-за сложных технологических операций при надевании на обмотку высшего напряжения электростатического экрана с одним разрезом. Задачей данного изобретения является повышение надежности трансформатора. Данная задача решается таким образом, что в высоковольтном трансформаторе напряжения, содержащем заполненный изолирующей средой металлический корпус, внутри которого установлен прямоугольный магнитопровод с электростатическими экранами, закрывающими два боковых и одно нижнее ярма магнитопровода, с основной и дополнительной обмотками низшего напряжения, намотанными поверх стержня магнитопровода, и обмоткой высшего напряжения, намотанной поверх основной обмотки низшего напряжения и закрытой электростатическим экраном, соединенным с ее линейным концом, и металлическую трубу токовывода, закрепленную в электростатическом экране, электростатический экран, закрывающий обмотку высшего напряжения, выполнен с двумя или более сквозными разрезами по его образующей, при этом соединение частей экрана в одном разрезе выполнено посредством изоляционной стяжки, а в остальных других - посредством металлической стяжки. На чертеже представлен высоковольтный трансформатор напряжения, выполненный согласно данному изобретению. Трансформатор содержит заполненный изолирующей средой металлический корпус 1, внутри которого установлен прямоугольный магнитопровод 2 с электростатическими экранами 3, 4 и 5, закрывающими соответственно два боковых и одно нижнее ярма магнитопровода 2, с основной 6 и дополнительной 7 обмотками низшего напряжения (НН1) и (НН2), намотанными поверх стержня 8 магнитопровода 2, обмотку 9 высшего напряжения (ВН), намотанную поверх основной обмотки 6 низшего напряжения и закрытую электростатическим экраном 10, выполненным с двумя или более сквозными разрезами 11.1, 11.2...11.n по его образующей, при этом соединение частей экрана, в одном разрезе выполнено посредством изоляционной стяжки 12, а в остальных других - посредством металлических стяжек 13.1. . .13.n. Соединение экрана 10 с линейным концом обмотки 9 (ВН) (не показано) осуществляется металлической трубой 14 токовывода, закрепленной в электростатическом экране 10. Разделение электростатического экрана 10 посредством сквозных разрезов 11.1, 11.2...11.n позволяет наложить части экрана 10 на обмотку 9 (ВН), укрепить эти части на обмотке временным технологическим бандажом, а потом соединить части экрана изоляционной 12 и металлическими 13 стяжками, после чего временный технологический бандаж удаляется. В данной конструкции исключается воздействие радиальных и осевых усилий на обмотку 9 (ВН), которые возникли бы при надевании электростатического экрана с одним разрезом, как в известном устройстве. Таким образом, предложенный трансформатор обладает большей надежностью, по сравнению с прототипом. Источники информации 1. Заявка ФРГ N 2452056, кл. H 01 F 40/04, оп. 1976 г.Формула изобретения Высоковольтный трансформатор напряжения, содержащий заполненный изолирующей средой металлический корпус, внутри которого установлен прямоугольный магнитопровод с электростатическими экранами, закрывающими два боковых и одно нижнее ярма магнитопровода, с основной и дополнительной обмотками низшего напряжения, намотанными поверх стержня магнитопровода, и обмоткой высшего напряжения, намотанной поверх основной обмотки низшего напряжения и закрытой электростатическим экраном, соединенным с ее линейным концом и металлической трубой токовывода, закрепленной в электростатическом экране, отличающийся тем, что электростатический экран, закрывающий обмотку высшего напряжения, выполнен с двумя или более сквозными разрезами по его образующей, при этом соединение частей экрана в одном разрезе выполнено посредством изоляционной стяжки, а в остальных других - посредством металлической стяжки.РИСУНКИ Рисунок 1MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины заподдержание патента в силе Дата прекращения действия патента: 15.10.2009 Дата публикации: 10.12.2011 www.findpatent.ru высоковольтный измерительный трансформатор напряжения - патент РФ 2046427Использование: в электротехнике. Сущность: высоковольтный измерительный трансформатор напряжения имеет сердечник, соединенный с высоким напряжением, который соосно окружает снабженная разрезным металлическим экраном высоковольтная обмотка, и также соосно окружающую его низковольтную обмотку, а также окружающую высоковольтную и низковольтную обмотки находящийся под потенциалом земли соосный экранизирующий электрод, который должен быть выполнен так, чтобы наводки высоких потенциалов за счет высокочастотных переходных процессов при коммутации на вторичную сторону, прежде всего на вторичные наводки, не проявлялись в мешающем объеме. Это достигается за счет того, что на малом расстоянии А до максимум 5 мм от металлического экрана 20 устанавливают концентрически окружающей его отводящий электрод 22, изолированный от металлического экрана 20. Отводящий электрод 22 посредством одного или нескольких соединительных проводов 27 малоиндуктивно, электрически проводяще соединяют с экранирующим электродом 18. Низковольтная обмотка 17 снабжена еще одним разрезным металлическим экраном 25, который также мало индуктивно электрически проводяще соединен с экранирующим электродом 18. 7 з. п. ф-лы, 5 ил. Изобретение относится, в частности, к комбинированному измерительному высоковольтному трансформатору тока и напряжения. Подобные высоковольтные измерительные трансформаторы напряжения известны. В комбинированных трансформаторах тока и напряжения в виде головки принято монтировать активные части, состоящие из сердечника, высоковольтной и низковольтной обмоток на изоляционной колонне, и окружать головку кожухом. Изоляционная колонка устанавливается на основании, которое несет клеммную коробку с клеммной колодкой для выводов трансформатора. Вторичные выводы из кожуха трансформатора к клеммной колодке получаются при этом сравнительно длинными. Это особенно справедливо для комбинированных высоковольтных измерительных трансформаторов тока и напряжения, в которых трансформатор напряжения расположен над трансформатором тока. Вследствие большого расстояния, обусловленного необходимыми элементами крепления для низковольтной обмотки между металлическим экраном высоковольтной обмотки и низковольтной обмотки, емкость между металлическими экранами обеих обмоток сравнительно мала. Однако в таких устройствах при переходных, в особенности высокочастотных, процессах, вызываемых прежде всего процессами коммутации, находящийся под низким потенциалом металлический экран высоковольтной обмотки может получить высокий потенциал от нескольких десятков до сотни киловольт и даже выше. Следствием является то, что при появлении высоких потенциалов высокочастотных переходных перенапряжений на металлическом экране высоковольтной обмотки появляются наводки этих высокочастотных напряжений в низковольтной обмотке. Это даже может привести к порче таких высоковольтных измерительных трансформаторов с разрушением изоляции между металлическим экраном и низковольтной обмоткой. Цель изобретения улучшить высоковольтный измерительный трансформатор, в частности комбинированный трансформатор тока и напряжения в виде головки описанного выше типа так, чтобы наводки высоких потенциалов, в особенности за счет высокочастотных переходных процессов при коммутации, в особенности на вторичных клеммах, уже не могли проявляться помехами. По изобретению между металлическим экраном высоковольтной обмотки и отводящим электродом измерительного трансформатора напряжения получается очень большая емкость. Отводящий электрод кратчайшим путем и поэтому с очень малой индуктивностью электрически соединяют с внешним экранирующим электродом. Этим надежно предотвращается нарастание потенциала металлического экрана высоковольтной обмотки до недопустимых величин и наводки недопустимо высоких потенциалов переходных перенапряжений в низковольтной обмотке. На фиг.1 изображен комбинированный высоковольтный измерительный трансформатор тока и напряжения в виде головки в разрезе; на фиг.2 высоковольтный измерительный трансформатор напряжения, в частности, для использования в комбинированном трансформаторе по фиг.1 в разрезе; на фиг.3 показана разновидность высоковольтного измерительного трансформатора напряжения по фиг.2; на фиг. 4 и 5 схематически изображены примененные в примере исполнения по фиг.3 экраны и отводящие электроды. Комбинированный высоковольтный измерительный трансформатор тока и напряжения по фиг. 1 содержит основания 1 с клеммной колодкой 2, находящейся в щитовой коробке 3. На основании 1 расположен герметично и прочно опорный изолятор 4, который сверху несет металлическую запорную плиту 5. На последней расположен U-образный первичный проводник 6 с боковыми стойками 7, 8 и основанием 9, причем стойка 8 электрически соединена с плитой 5, а стойка 7 электрически изолирована и выведена для контактирования наружу. Основание 9 первичного проводника 6 концентрически окружена вторичной обмоткой 10 с несколькими сердечниками. Первичный проводник 6 и вторичная обмотка 10 образуют высоковольтный измерительный трансформатор тока, вторичные выводы которого выведены на клеммную колодку 2. Клеммы 11 стоек 7, 8 и запорная плита 5 находятся под высоковольтным потенциалом. Над высоковольтным измерительным трансформатором тока расположен высоковольтный измерительный трансформатор 12 напряжения. Он, например, соединительным участком 13 соединен электрически с первым, причем в соединительном участке 13 расположены выводы трансформатора 12, которые выведены к клеммной колодке 2. Трансформатор 12 напряжения содержит магнитопровод 14, 15 из магнитного материала. Вокруг одного из плеч находится высоковольтная обмотка 16 в виде цилиндрической, ступенчатой или трапецеидальной обмотки. Она концентрично окружена низковольтной обмоткой 17. Эти активные части трансформатора 12 напряжения концентрически окружены кольцевидным или цилиндрическим экранирующим электродом 18, находящимся на потенциале земли. На запорной плите 5 герметично и прочно установлен цилиндрический кожух 19 из одной или нескольких частей, который окружает оба трансформатора и находится под высоковольтным потенциалом. На фиг.2 показан участок трансформатора напряжения комбинированного высоковольтного измерительного трансформатора тока и напряжения в виде головки по фиг. 1. Этот трансформатор напряжения может найти применение и не в комбинации с трансформатором тока. Последний виток или слой витков, окружающий магнитопровод высоковольтной катушки 16, снабжен простирающимся по длине витка разрезным металлическим экраном 20. Последний состоит из слоя хорошо проводящего электрического металла, например меди, серебра или цинка, или из металлической обкладки в виде фольги, или металлического цилиндра. Металлический экран 20 разрезан в направлении продольной оси W обмотки, чтобы предотвратить появление тока короткого замыкания. С металлическим экраном 20 электрически соединен вывод 21, который идет к клемме Х для высоковольтной обмотки 16 на клеммной колодке 2. На малом расстоянии А от металлического экрана 20 предусмотрен окружающей его, концентрически отводящий электрод 22, который образует с металлическим экраном 20 большую емкость. Имеющийся за счет расстояния А зазор заполнен изоляционными лентами или пленками частично или полностью, причем они пропитаны изолирующим газом или жидкой изоляционной средой имеющейся газовой или жидкостной изоляции комбинированного высоковольтного измерительного трансформатора тока и напряжения. Достаточно небольшое количество слоев изоляции, например четыре-шесть при толщине изоляционной ленты или пленки 40-60 мкм, дает общую величину зазора А 160-360 мкм. Однако могут быть предусмотрены несколько слоев изоляции до максимального зазора А порядка 5 мм. Чтобы в отводящем электроде 22 не могли возникнуть токи короткого замыкания, он имеет по меньшей мере один разрез в направлении оси W. Отводящий электрод 22 состоит из электропроводного слоя 23, в особенности металлического слоя, или из металлического цилиндра, или металлической фольги, или из участков этого рода. При использовании металлических цилиндрических или фольговых электродов они могут быть наклеены и/или набандажированы, например, с помощью бандажной намотки из изоляционного материала. Над отводящим электродом 22 на сравнительно большом расстоянии В, которое определяется необходимыми крепежными и несущими элементами 24, расположена соосно низковольтная обмотка 17. Она снабжена заземленным металлическим экраном 25, который предпочтительно окружает низковольтную обмотку 17 со всех сторон и цилиндрические части которого разрезаны в направлении продольной оси низковольтной обмотки 17 и в окружном направлении, чтобы предотвратить токи короткого замыкания. Экран 25 низковольтной обмотки 17 одним, а предпочтительно несколькими распределенными по окружности проводящими бугелями 26 безындукционно соединен с находящимся под потенциалом земли экранирующим электродом 18. Отводящий электрод 22 посредством по меньшей мере одного, но предпочтительно посредством множества распределенных по окружности коротких и широких соединительных проводников 27 соединен с экранирующим электродом 18. Соединение должно быть по возможности безындукционным, т.е. они должны быть по возможности короткими. Вторичные выводы 28, 29 низковольтной обмотки 17, как и вывод 21 для металлического экрана 20, выведены на клеммную колодку 2. Это можно осуществить в общей трубе при изоляции выводов на 3 кВ. Опасность пробоев при переходных процессах высокой частоты вследствие наводок слишком высоких потенциалов на присоединительные клеммы в клеммной коробке 3 эффективно исключается. В отличие от высоковольтного измерительного трансформатора напряжения по фиг. 2 в примере исполнения по фиг.3 металлический экран 20 высоковольтной обмотки 16 соединен распределительными по окружности высоковольтной обмотки 16 электропроводящими соединительными элементами и несущими элементами в виде металлических брусков 24 с по меньшей мере еще одной металлической обкладкой 20а на несущем каркасе 30 низковольтной обмотки 17 и посредством вывода 21 соединен с клеммой Х для высоковольтной обмотки 16. Подробно это видно на фиг.4 и 5. На малом расстоянии А до максимально 5 мм от одной из дополнительных металлических обкладок 20а на несущем каркасе 30 низковольтной обмотки 17 укреплен по меньшей мере один окружающий эти дополнительные металлические обкладки 20а, соосно изолированный отводящий электрод 22а. Электрическая изоляция между металлическими обкладками 20а и отводящими электродами 22а предпочтительно соответствует форме исполнения по фиг.2. В примере исполнения по фиг.3 отводящий электрод или отводящие электроды 22а через один или несколько соединительных проводов 27а кратчайшим путем, т.е. безындукционно, соединены с экранирующим электродом 18. Применение нескольких металлических обкладок 20а и соответственно нескольких отводящих электродов 22а по фиг.5 дает то преимущество, что получается большая емкость между этими обкладками или соответственно электродами.ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР НАПРЯЖЕНИЯ, в частности комбинированный высоковольтный измерительный трансформатор тока и напряжения, находящийся под давлением изолирующего газа, выполненный в виде головки с сердечником, находящимся под высоким напряжением, который соосно окружает высоковольтная обмотка с соединительной клеммой, снабженная металлическим экраном с разрезом и также соосно окружающей его низковольтной обмоткой, с несущим каркасом, а также с окружающим высоковольтную и низковольтную обмотки заземленным соосным экранирующим электродом, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, трансформатор имеет два металлических покрытия, расположенные изолированно друг от друга и концентрически друг другу с расстоянием, равным максимально 5 мм, образуя емкость; дополнительный металлический экран, металлические покрытия расположены между высоковольтной и низковольтной обмотками, одно из них, находящееся на стороне высокого напряжения, соединено выводом с соединительной клеммой для высоковольтной обмотки металлическое покрытие, находящееся на стороне низкого напряжения соединено электропроводно соединительными проводами кратчайшим путем с экранирующим электродом, с которым соединен также кратчайшим путем электропроводно дополнительный металлический экран. 2. Трансформатор по п. 1, отличающийся тем, что металлический экран высоковольтной обмотки использован в качестве металлического покрытия. 3. Трансформатор по п. 1, отличающийся тем, что металлическое покрытие, находящееся на стороне высокого напряжения, расположено на несущем каркасе низковольтной обмотки и электропроводно соединен через соединительный элемент с металлическим экраном высоковольтной обмотки. 4. Трансформатор по п. 1, отличающийся тем, что он имеет несколько слоев изолирующего материала в виде ленты или пленки, расположенных между металлическими покрытиями на стороне высокого напряжения и низкого напряжения, образуя между ними расстояние. 5. Трансформатор по п. 1, отличающийся тем, что металлические покрытия выполнены в виде нанесенного на изолирующий каркас проводящего слоя, разделенного в направлении оси обмотки. 6. Трансформатор по п. 1, отличающийся тем, что металлические покрытия выполнены в виде надвигаемого на изоляционный материал металлического цилиндра, разрезанного в направлении оси обмотки. 7. Трансформатор по п. 6, отличающийся тем, что металлический цилиндр наклеен на изоляционном материале и/или укреплен посредством внешней изолирующей бандажной обмотки на изоляционном материале металлических покрытий. 8. Трансформатор по п. 1, отличающийся тем, что вывод для соединительной клеммы высоковольтной обмотки изолировано относительно корпуса и выводов низковольтной обмотки и выведен на общую клеммную колодку.www.freepatent.ru Высоковольтный трансформаторИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в высоковольтных системах постоянного или переменного тока высокой или низкой частоты. Высоковольтный трансформатор состоит из элементов, расположенных в двух различных группах: элементы с положительным напряжением и элементы с отрицательным напряжением. Оба типа элементов разделены одной изолирующей перегородкой. Один из выводов всех элементов подсоединен к земляному уровню или "нулевому напряжению", постепенно увеличивающемуся по направлению к другому выводу в элементах с положительным напряжением и постепенно уменьшающемуся в элементах с отрицательным напряжением так, что элементы в каждой группе имеют эквипотенциальные напряжения на одном уровне или расстоянии от основного энергетического уровня. Технический результат заключается в устранении паразитных емкостей и обеспечении установки элементов очень близко друг к другу, что значительно уменьшает размеры и, следовательно, стоимость. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.
Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к высоковольтному трансформатору, при этом при его создании необходимо значительно снизить его размеры и стоимость. Очевидно, что изобретение может быть использовано во всех тех применениях, где необходима подача высоковольтного напряжения как постоянного тока, так и переменного тока высокой или низкой частоты. Предшествующий уровень техники Обычно общеизвестно применение высоковольтных трансформаторов, конструкция которых представляет максимальную сложность в достижении электрической изоляции между различными элементами (трансформаторы, высоковольтные переключатели, выпрямители, делители напряжения, разрядники и т.д.), из которых они состоят. Их изоляция обычно выполняется тремя различными способами: 1. Наполнением в вакууме и в сухой среде всей внутренней полости бака или кожуха, содержащего различные элементы трансформатора, жидкой или газообразной средой, которой обычно является силиконовое масло или минеральное масло вследствие их малой стоимости. 2. Использованием твердотельных изолирующих частей, например, из пластмассы, стекла, фарфора, смолы и т.д. 3. Вакуумной герметизацией всего узла высоковольтными изолирующими кремнийсодержащими соединениями или смолами. При любом из этих трех способов выполнения изоляции необходимо поддерживать некоторые минимальные расстояния между различными элементами, составляющими трансформатор. Это минимальное расстояние зависит от напряжения, приложенного между различными элементами, так что необходимо поддерживать минимальное изоляционное расстояние между точками наибольшего напряжения, что приводит к тому, что в большинстве случаев изоляционное расстояние становится чрезмерным для выполнения изоляции между точками с малым напряжением. Конечным результатом является то, что элементы занимают очень большой объем, причем этот объем, кроме того, должен быть заполнен изоляционным материалом, что значительно повышает массу и, особенно, увеличивает стоимость трансформатора. Кроме того, эта конструкция для достижения минимальных расстояний делает трудной сборку различных элементов трансформатора, что в равной степени увеличивает его стоимость. В патенте США 4587606 описывается вторичная обмотка, разделенная на множество секций, расположенных вокруг первичной обмотки, по типу с воздушным сердечником. Первые и вторые диодные группы расположены на четырех подложках, которые окружают вторичную обмотку. Диоды в каждой первой и второй диодных группах расположены на двух соседних подложках, так что эти диоды подключены последовательно, чтобы получить соответственно одинаковую полярность. Первые и вторые диодные группы разделены соответственно на множество диодных секций. Выводы начала обмотки и выводы конца обмотки подсоединены между соответствующими двумя соседними диодными секциями. Диодные секции, расположенные на каждой подложке, установлены разнесенными вдоль осевого направления первичной обмотки. Одна диодная секция, к которой подведены индуцированные напряжения секций обмотки, расположена на двух соседних подложках, а другая диодная секция расположена на других двух соседних подложках. Положение этих диодных секций сдвинуто вдоль осевого направления первичной обмотки. Поэтому диодные секции, к которым подведены индуцированные напряжения секций обмотки, расположены на различных подложках, и они не находятся в одной плоскости. В заявке на патент Японии 6333754 А описывается трансформатор для циклоконвертера с одинаковыми показателями сопротивления и реактивного сопротивления утечки в положительных и отрицательных группах обмоток. В первом варианте выполнения провод обмотки положительной группы и провод обмотки отрицательной группы наматываются одновременно сдвоенными по осевому направлению стержня магнитопровода. Во втором варианте выполнения обмотка положительной группы и обмотка отрицательной группы размещаются на отдельных участках по осевому направлению стержня магнитопровода. Затем подающая электроэнергию обмотка делится на две части, и они располагаются вокруг каждой внешней границы обмоток положительной и отрицательной групп. Сущность изобретения Для устранения вышеуказанных недостатков в изобретении разработан новый высоковольтный трансформатор, который характеризуется тем, что обычные элементы, из которых он состоит, распределены по двум различным группам, причем в одной группе находятся элементы для положительного напряжения, а в другой группе - элементы для отрицательного напряжения, при этом эти группы разделены изолирующим средством. Кроме того, расположение элементов обеспечивает то, что они преимущественно выполнены так, что один из всех их выводов имеет основной энергетический уровень или "нулевое" напряжение. Это напряжение постепенно увеличивается к противоположному выводу в элементах с положительными напряжениями и постепенно уменьшается в элементах с отрицательными напряжениями; причем таким образом, что на одинаковом расстоянии от основного энергетического уровня элементы каждой группы имеют эквипотенциальные напряжения. Большое преимущество этой конструкции заключается в том, что элементы одной группы не требуют изоляции между собой, так что значительно уменьшается расстояние, необходимое для их разделения, и, кроме того, элементы, занимающие одну область потенциала, совсем не имеют влияния на паразитную емкость, так что нет ограничений ни в отношении их близости, ни в отношении противолежащих поверхностей между ними. Таким образом, посредством изобретения, так как элементы выполнены так, что их уровни напряжения находятся в соответствии с областью потенциала, которую они занимают, можно приблизить элементы друг к другу, так что значительно уменьшается объем и, таким образом, значительно уменьшается количество изолятора, наполняющего внутреннюю часть кожуха или бака трансформатора. В результате этого уменьшения объема достигается значительное снижение массы вследствие того факта, что бак имеет меньшие размеры и что требуется меньшее количество наполняющего изолятора. Другим преимуществом настоящего изобретения является уменьшение паразитной емкости, что устраняет некоторые нежелательные побочные эффекты. Постепенное увеличение напряжения в элементах с положительным напряжением и постепенное уменьшение напряжения в элементах с отрицательным напряжением является линейным. Предпочтительно, что земляной уровень или "нулевое напряжение" расположено в области, где находятся сигналы низковольтного ввода. В предпочтительном варианте выполнения уровень "нулевого напряжения" расположен на верхней стороне трансформатора, так что максимальный уровень потенциала определяется на нижних выводах высоковольтных переключателей. Изолирующее средство, разделяющее две группы элементов, представляет собой одно-единственное твердотельное изолирующее средство, что значительно упрощает сборку различных элементов трансформатора с одновременным снижением его стоимости. Другим отличительным признаком изобретения является то, что оно имеет средство для минимизации паразитной емкости между элементами одной группы и элементами другой группы. Это средство определяется расположением различных элементов одной группы и другой; при этом упомянутые элементы расположены так, что минимизируется поверхность элементов одной группы, противолежащей поверхности элементов другой группы. Благодаря изобретению уменьшается количество поддерживающих и электроизоляционных деталей, а также требуется меньшая рабочая сила, необходимая для сборки. В результате вышесказанного очевидно, что изобретение значительно снижает общую стоимость бака, а также стоимость его хранения и транспортировки. Для лучшего понимания этого описания, и как неотъемлемая часть этого описания, ниже приведены несколько чертежей, на которых изобретение представлено в иллюстративном, неограничивающем виде. Перечень фигур Фиг.1 представляет схематический вид сверху возможного варианта выполнения трансформатора настоящего изобретения. На этом чертеже снята верхняя поверхность или крышка кожуха или бака трансформатора. Фиг.2 представляет вид сбоку трансформатора, показанного на предыдущем чертеже, у которого удалена боковая поверхность для лучшего понимания расположения различных элементов. Фиг.3 представляет разрез по линии А-В предыдущего чертежа. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Ниже приведено описание изобретения, выполненное на основе вышеупомянутых чертежей. Трансформатор настоящего изобретения представляет в качестве отличительного признака тот факт, что обычные элементы, из которых он состоит, расположены в двух различных группах таким образом, что с одной стороны расположены элементы с положительными напряжениями, а с другой стороны - элементы с отрицательными напряжениями. Для этого в одной продольной половине трансформатора расположены: высоковольтный трансформатор 1 с его магнитным сердечником 7, выпрямитель 2, фильтр 3, резистивный делитель 4 и переключатель 5 положительного напряжения, которые составляют элементы, несущие положительные напряжения. В другой продольной половине расположены высоковольтный трансформатор 1' с его магнитным сердечником 7', выпрямитель 2', фильтр 3', резистивный делитель 4' и переключатель 5' отрицательного напряжения, которые составляют элементы, несущие отрицательные напряжения. Между двумя группами расположено твердотельное изолирующее средство 6, обеспечивающее соответствующую изоляцию между двумя группами, тогда как изоляция между различными элементами каждой группы достигается при помощи фиксации к "нулевому напряжению" или земляному уровню на верхней стороне, которое постепенно увеличивается по направлению к нижнему выводу в элементах с положительным напряжением и которое постепенно уменьшается в элементах с отрицательными напряжениями таким образом, что на одинаковом расстоянии от земляного уровня элементы каждой группы имеют равные напряжения, как представлено на фиг.2 и 3, где отмечены уровни напряжения 0, ±20 кВ, ±40 кВ, ±80кВ. Таким образом, потенциал линейно увеличивается от уровня 0 вольт вниз, в результате чего максимальный потенциал определяется нижними выводами переключателей 5 и 5'. Создание эквипотенциальных уровней позволяет элементы, занимающие один уровень потенциала, приблизить друг к другу почти до их соприкосновения, так как они не требуют изолятора и совсем не оказывают влияние на паразитную емкость и, таким образом, нет ограничений ни в отношении их близости, ни в отношении противолежащих между ними поверхностей, в результате чего значительно снижается общий объем трансформатора. Кроме того, как показано на фиг.1, минимальна поверхность элементов одной группы, противолежащая противоположной поверхности элементов другой группы, тем самым минимизируются паразитные емкости. Все описанные элементы заключены в кожух 8, который закрывается на своей верхней стороне крышкой 9, составляющей точку нулевого напряжения, в которой расположен низковольтный ввод 10. Уровень напряжения упомянутого низковольтного ввода является незначительным по сравнению с высоким напряжением, генерируемым на различных уровнях, и, поэтому, может рассматриваться как уровень нулевого напряжения. Как было описано выше в разделе "Предпосылки создания изобретения", внутренняя полость бака или кожуха 8 наполнена изоляционным материалом, которым в этом варианте выполнения является силиконовое масло или минеральное масло, и, как в качестве примера, можно указать, что количество этого изолятора, необходимое для наполнения всего объема, составляет 4 литра, которое, по сравнению с 36 литрами, необходимыми для обычных трансформаторов, представляет очень большое снижение объема с последующей вызванной этим экономией. Очевидно, как уже указано в разделе "Предпосылки создания изобретения", используемый изолятор может быть создан посредством вакуумной герметизации всего узла высоковольтными изолирующими кремнийсодержащими соединениями или смолами. 1. Высоковольтный трансформатор, содержащий множество элементов для трансформации напряжения, которыми являются, по меньшей мере, средства высоковольтной трансформации с магнитными сердечниками, выпрямитель, фильтр, резистивный делитель, высоковольтный переключатель, низковольтный ввод, отличающийся тем, что каждое средство высоковольтной трансформации с магнитным сердечником, каждый выпрямитель, фильтр, резистивный делитель, высоковольтный переключатель имеют первый вывод и противоположный ему второй вывод, первые выводы всех указанных элементов присоединены к уровню нулевого напряжения, при этом все указанные элементы расположены двумя группами, разделенными твердотельными изолирующими средствами, причем первая группа содержит элементы, несущие положительное напряжение, а вторая группа - элементы, несущие отрицательное напряжение, при этом напряжение в каждой указанной группе элементов постепенно увеличивается по направлению к противоположному второму выводу в элементах, несущих положительное напряжение, и постепенно уменьшается в элементах, несущих отрицательное напряжение, так что на одинаковом расстоянии от уровня нулевого напряжения элементы каждой группы имеют эквипотенциальное напряжение. 2. Высоковольтный трансформатор по п.1, отличающийся тем, что постепенное увеличение напряжения в элементах, несущих положительное напряжение, и постепенное уменьшение напряжения в элементах, несущих отрицательное напряжение, является линейным. 3. Высоковольтный трансформатор по п.1, отличающийся тем, что уровень нулевого напряжения определяется уровнем напряжения его низковольтного ввода, являющегося точкой нулевого напряжения. 4. Высоковольтный трансформатор по п.3, отличающийся тем, что точка нулевого напряжения расположена на его верхней части. 5. Высоковольтный трансформатор по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что уровень максимального напряжения определяется напряжением вторых выводов высоковольтных переключателей. 6. Высоковольтный трансформатор по п.1, отличающийся тем, что указанные две группы элементов разделены одним твердотельным изолирующим средством. 7. Высоковольтный трансформатор по п.1, отличающийся тем, что указанные группы элементов расположены так, что элементы одной группы противолежат элементам второй группы минимальной поверхностью для минимизации паразитных емкостей между элементами первой группы и элементами второй группы. www.findpatent.ru Сухие высоковольтные трансформаторыВ зависимости от суммы заказа предусмотрена индивидуальная скидка!
Модели трансформаторов ТС.
Условные обозначения трансформатора ТС при заказе: ТС(З)-В XXX/10(6)/0,4 У3, Д/Ун-11(У/Ун-0, У/Zн-11), где: Т – трехфазный трансформатор, С – сухой З – в кожухе В - высоковольтный XXX – номинальная мощность, кВА, 10(6) – класс номинальное напряжение обмотки высокого напряжения (ВН), кВ, 0,4 – напряжение обмотки низкого напряжения (НН), кВ, У3– климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 52719 Далее идет обозначение соединений обмоток. Высоковольтные сухие 3ф. трансформаторы серии ТС-В (без кожуха) и ТСЗ-В (в кожухе) мощностью от 6 до 100 кВА, напряжением до 10 кВ служат для преобразования электроэнергии в сетях энергосистем. Они применяются для организации электроснабжения небольших потребителей (коттеджных поселков, садоводческих товариществ) на объектах с требованиями особой пожаробезопасности. Данные изделия надежны, экономичны, просты в эксплуатации. Основными преимуществами сухих трансформаторов перед масляными являются:
При производстве сухих высоковольтных трансформаторов применяются самые современные технологии электромашиностроения. В первую очередь это высокотехнологичная пропитка обмоток эпоксидным компаундом с диапазоном рабочих температур от -50 до +100 °С на основе модифицированных эпоксидных смол. В качестве наполнителя применяется очищенный кварцевый песок мелкого помола. Компаундная пропитка с кварцевым наполнителем цементирует обмотки, защищает от атмосферной влаги, грязи, утечек, пробоев, существенно улучшает отвод тепла. В качестве дополнительных конструкционных и изоляционных элементов применяются детали, изготовленные из стеклотекстолитов, конструкционных слюдопластов, стекло и слюдолент. Эти материалы также отличаются высокой электрической и механической прочностью и термостойкостью. Другой важнейший элемент трансформатора — магнитопровод. Для минимизации потерь он выполняется из анизотропной хладнокатаной электротехнической стали. А минимальные потоки рассеяния достигаются за счет специальной технологии изготовления магнитопровода с распределенным зазором sp-elektro.ru | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
