Устройство для испытаний элементов конструкций трансформаторов

Союз Советских Социалистицеских Республик-0 Заявлено 20.05,76(2 ) 23652 с присое (23) Прно ением заявки Госудорствелиьа хометет СССР оо делам хзооретевей и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ ТРАНСФОРМАТОРОВ Изобретение относится к устройствам, предназначенным для испытания трансформаторов.Известно устройство для испытания катушек трансформаторов при действии радиальных усилий 1, Оно представля ет собой прототипы обмоток (несколько катушек, половина которых подключена к ударному генератору, а вторая половина размещается внутри или вне первой половины концентрически с ней и закорачивается), которые заключены в пространстве, ограниченное шихтован ными плитами и боковыми ярмами.Главным недостатком такого устрой ства является то, что в нем нельзя воспроизвести осевые силы,Попытка воспроизвести осевые силы предпринята в модели МЯУ)2). Коп структивно она повторяет в основном модель по авт,св, % 148850,но с целью создания осевой составляющей силы прототипы обмоток разделены на секции, которые размещены несимметри;но относительно друг друга и ферромагнитных поверхностей.Недостатком этой модели являетсято, что в ней воспроизводятся осевыесилы слишком малой величины (во5 много раз меньше величины результирующей осевой силы в обмотках), Крометого, совершенно невозможно испытатьэлементы прессующей системы (прессующие кольца, винты, балки).О Наиболее близкой по техническойсущности является модель, воспроизводящая верхнюю половину трансформатора,нижние поверхности обмоток огираютсяна массивную железную плиту, Силывзаимодействия возникают при подключении прототипов обмоток (50% отвысоты реальных обмоток) к ударному генератору, что позволяет снизитьнеобходимую мощность ударного генератора в 2 раза 3,Недостатками модели являются:1) для испытаний каждого трансформатора необходимо создавать специальную модел2) Осевые силы равны сидам в симметричных обмотках, которые. могутбыть в несколько раэ мень 1 пе сил вбольшинстве реальных обмоток с магнитной несимметрией.3) Невозможно испытать модельсйлами," йревышающйми результируютцнеьсевыесйлы с целью выявления запасов прочности.4) Снижение необходимой мощности1 Оударного генвреторе всего в 2 разе, вто время как уже сейчас нужно в 1012 раз,Цель настоящего предложения - создание устройства, свободного от указанВиых недостатков, которое позволит,пользуясь существующими ударнымигенераторами ограниченной мощности,боспроизводить результирующие осевыеусилия в трансформаторах большой мощ 2 Оности и испытывать элементы конструкшти трансформаторов на действие этихеил, а также выявить запасы прочности конструкции.Укаэанная цель достигается тем,что в устройстве для испытаний результирующими осевыми усилиями, кромеэлементов обмоток (катушек), устанавливаются элементы прессующей систеЗОмы трансформатора - прессующие кольце, винты, и байки, а также универсальная (для испытания элементов трансформаторов различных размеров) снлообрезующая система. В состав этойсистемы входят две силосоздающие обмотки (подключаемые к ударному генератору), расположенные одна над другойи помещенные между шихтованной плитойи элементами обмоток, Между силусозда 4 Оющими обмотками и элементами обмоток трансформатора помещена силупередающая плита. В силуобразующую систьму входят также пружйны, расположенныемежду силупередающей плитой и опорой45и между двумя силусоэдающими обмоъНа фиг. 1 показано устройство ддяиспытаний элементов обмоток и прессующей системы мощных трансформаторов результирующими осевыми силами,На фиг. 2 показан вариант устройства для испытания элементов обмотокрезультиРующими осевыми силами.На фиг, 3 показанвариант устройства ддя испытаний элементов обИотки," прессубщего кольца и винтов.Изображенное на фиг, 1 - 3 устройство содержит: верхнюю опорную плиту 1, нижнюю опорную пдиту 2,шпильку 3, прототип обмотки 4, прессую 1 цее кольцо 5, прессующий винт 6,домкрат 7, прессующую балку 8, верхнюю силусоздающую обмотку 9, нижнюю силусоздающую обмотку 10, шихтованную плиту 11, ярмо 12, стержень13, силупередеющую плиту 14, пружины 15 между силусоэдающими обмотками, периферийные пружины 16, промежуточную плиту 17.Силусоздающие обмотки представляют собой набор дисковых катушек, имеющих большие амйер-витки, т.е, произведение числа витков на максимальнодопустимый ток, величине котороголимитируется сечением одного витка,В качестве прототипов обмоток выбираются небольшие по высоте участкиобмоток (обычно не более 10 - 15 катушек), которые являются копией участков обмоток с наибольшими осевымисилами КЗ, Эти участки определятотсяиэ расчета трансформатора,Устройство (фиг, 1) работает следующим образом,Между верхней 1 и нижней 2 опорными плитами, скрепленными шпильками 3, размещается силуобраэующаясистема и испытываемые прототипыобмоток 4, прессующие кольца 5, прессующие винты 6 и домкраты 7, прессующие балки 8. Силусоздающие обмотки - верхняя 9 и нижняя 10 - подключаются к ударному генератору. Йихтованная плита 11, ярма 12 и стержень13 служат для дополнительного увеличения сил и экранирования магнитногопотока расстояния, Силупередающаяплита 14 воспринимает осевую силуот большой поверхности верхней силусоэдающей обмотки 9 и передают еена малую поверхность прототипов обмоток 4. Пружины 15 и 16 моделируют частоту собственных осевых колебаний обмоток трансформатора (параметры пружин определяются расчетнымпутем в соответствии с .оригиналомтрансформатором), Эти пружины размещаются между нижней 10 и верхней9 силусоэдающими обмотками (пружины 15 между сиаусоэдающими обмотками) и на периферии устройства - периферийные пружины 16,связанные снижней опорной плитой 2 и промежуточной плитой 17. При подключениисилусоздающих обмоток 9 и 10 к ударному генератору возникает мощное64757 электромагнитное поле, вызывающееосевые силы, которые через силупередающую плиту 14 воздействуют на испы-тываемые объекты.Устройсгво является универсальным,так как позволяет испытывать элементы конструкции трансформаторов различных размеров силами необходимой величины. Эта универсальность достигается тем, что силусоздаюшие обмотки 10выполняются на максимально возможный ток ударного генератора (регулируя величину тока от нуля до максимального значения, регулируется осеваясила), а на универсальную силупередающую плиту можно установить элементыконструкции трансформаторов различныхразмеров, Параметры системы пружинмогут быть изменены (например, регулированием числа рабочих витков, изъя - 20тием нескольких пружин) для того, чтобы воспроизвести необходимую (определенную из расчета) собственную частоту механических осевых колебаний,различную для каждого типа трансформаторов,При необходимости испытания отдельных элементов (только прототипов обмоток или только прессующих винтов)устройство может применяться в уцрошенных вариантах (фиг, 2 и 3). Однако наиболее существенные его элементы (силусоздающие обмотки, силупере-.даюшая плита, пружины), естественно,необходимо сохранить.В предлагаемом устройстве элемен-.ты конструкции трансформаторов могутбыть доведены до разрушения при действии осевых сил (например, полеганиепроводов, изгиб прессующих колец и Овинтов), Поэтому данные испытаний 8 6могуг быть использованы не толькодля подтверждения электродинамичесКой стойкости трансфорМаторов, но идля выявления запасов прочностисцельюизъятия излишних запасов и улучшениятехнико-экономических характеристиктрансформаторов,Сфера применения устройства можетбыть расширена, если кроме силусоздающих обмоток к ударному генератору подключить также и испытываемыепрототипы обмоток. В этом случаепрототипы обмоток окажутся под совместным воздействием осевых и радиальных сил, что позволит исследовать закономерности данных процессов,Формула изобретенияУстройство для испытаний элементов конструкций трансформаторов, содержащее массивную плиту и остов, настержне которого установлены обмотки в виде катушек, прессующую системуиопорную плиту, о тли ч аюш е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей,установлены силупередающая плига,дополнительные соосные чередующиесякатушки, связанные между собой припомощи пружин и установленные на массивной плите,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР% 148850, кл, 21 д, 2, от 1961.2. Авторское свидетельство СССР% .105395, кл. 42 1, 4, от 1963.3. Патент США Мо 3.786,387,кл, 336-181, от 1969.647578 д 1 Фиг г и Составитель В, Мясниковаадомов Техред И. Асталош Корректор С. Шекма дактор 296/36 Тираж 10 ЦНИИПИ Государств по делам иэобр 113035, Москва, Ж89 Подписноеецкого комитета СССРтений и открытий