Импульсный трансформатор с ударным возбуждением

СОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 0 ВТОР СНОМ ЛИТВУ 25 (136135 )7(21) 2537788/ (22) 03,11.7 (46) 30,01.84 (72) Е.А. Абр и А.А. Курков (71) Институт АН СССР и Осо бюро Институт АН СССР ную с полож о т л с цел ный и ческо женных оси и Бюл. Р 4мян, Г.Д, Ку ш ысоких температур е конструкторское высоких температу Р (О СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 304895, кл. Н 05 Н 5/00, 1971.2. Павловский А.И.и др. Инжектор на энергию 2 МэВ, - "Приборы и техника эксперимента" Р 5, 1976,(54) (57) 1.ИМПУЛЬСНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР С УДАРНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ, содержащий первичную обмотку и многослойную цилиндрическую вторичную обмотку, размещенную на опорном изоляторе внутри корпуса, заполненного электроизоляционной средой, и соединенв оковольтным выводом, расе м по оси трансформатора,и ч а ю и и й с я тем, что,ью повышения надежности, опорзолятор выполнен из цилиндрий и торцевых частей, располосимметрично относительноплоскости вторичной обмотки, и состоящих, соответственно, из цилиндрических и плоских, круговых слоев изоляционного материала со ступенчатой поверхностью раздела между указанными частями, причем цилиндрические слои материала изолятора образуют одновременно межслоевую изоляцию вторичной обмотки, толщина которой увеличивается в направлении первичной обмотки.2. Трансформатор по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что толщина межслоевой изоляции вторичной обмотки в направлении первичной обмотки увеличивается пропорционально квадрату радиуса.Йэобретенйе относится к технике"гейерированиямощных импульсов высокого напряжения и может найти применение в качестве источника питания ускорителей заряженных частици для испытания высоковольтной апьжю амммухМжы -; .,Р туры;"Известен гейератор импульсов высокого напряжения, состоящий изкоаксиально расположенных первичнойи вторичной обмоток, размещенных в . 0"корпусе", заполненном сжатым газом.Вторичная обмотка намотайа на изо " "ляцйоййый цилиндр, выполняющий рольопорного изолятора. Высоковольтныйконец"вторичной обмотки соединен с 15электродом, который вместе с корпусом образует вторичную емкость транс.форматора ГП,Недостаток такого трансформаторазаключается в малой электрическойпрочности вторичной обмотки, связан ной с перенапряжениями, возникающими:между ее витками при пробоях с высоковольтныхвитков на землю.Известен также импульсный трансформатор с ударным возбуждением, содержащий первичную обмотку и многослойную цилиндрическую вторичнуюобмотку, размещенную на ОПорйом ИЗОляторе внутри корпуса, заполненногоизоляционной средой, и соединеннуюс высоковольтным выводом расположенным по оси трансформатора. Вторичная обмотка выполнена несколькимипроводнйками в полиэтиленовой изоляЙии и образует"плоскую катушкуснесколькими цилиндрическими слоями,дополнительно изолированными другот друга прокладками из полиэтилена.Обмотка высокого йапряженйякрепит Ося к корпусу через ускорительнуютрубку и дополнительный изоляцибйныйкронштейн Г 23,Недостатком известного трансформатора является малая надежность 45обмотки высокого напряжения из-занеравномерной электрической прочности между слоями обмотки вследствие.переменного по радиусу обмотки коэффициента связи и за счет использова- ния в качестве опорных элементов обмотки ускорительной трубки "с допоУФнительным изоляционным кронштейном.Целью изобретения является повышение надежности трансформатора.Указанная цель достигается тем,что опорный изолятор выполненизцилиндрической и торцевых частей,:расположенных симметрично бтносительЙо оси и плоскости вторичной обмотки,и состоящих, соответственно, из цилиндрических и плоских, круговыхслоев изоляциойного материала со ступенчатой поверхностьюраздела междууказанными частями, причем цилиндрическйе слои материала изолятора об разуют одновременно межслоевую изоляцию вторичной обмотки, толщина ко-. торой увеличивается в направлении первичной обмотки. При этом толщина изоляции вторичной обмотки в направлении первичной обмотки может быть выполнена увеличивающейся пропорционально квадрату радиуса (цилиндрического слоя изоляции.1На чертеже представлен предлагаемый трансформатор в разрезе.Он состоит из первичной обмотки 1 и коаксвально расположенной ей вторичной обмотки 2. Вторичная обмотка выполнена намоточным проводом в виде многих цилиндрических слоев 3, соединенных между собой последовательно. Слои 3 обмотки высокого напряжения изолированы друг от друга прокладками 4 из изоляцйонного материала, например конденсаторной бумаги. При этом толщина межслоевой изоляции выполнена переменной, увеличивающейся, например, пропорционально квадрату радиуса цилиндрического слоя изоляции в направлении первичной обмотки с целью создания равномерной электрической прочности по . изоляции обмотки высокого напряжения. Переменная толщина изоляции необходима потому, что напряжение между слоями вторичной обмотки увеличивается в направлении первичной обмотки вследствие увеличения коэфФициента связи между первичной обмоткой и слоями вторичной обмотки. С целью создания равномерной элек;трической прочности поизоляции в ;обмотке высокого напряжения ее можно также выполнить с переменным числом витков в каждом слое при сохранении постоянной толщины изоляции между слоями. Межслоевая изоляция 4 сиАметрйчно выступает за габариты обмотки высокого напряжения 2, дополнительно выполняя роль барьерной изоляции и одновременно элементов высоковольтного опорного изолятора, Для придания жесткости опорному изолятору между слоями 4 в торцевой части обмотки высокого напряжения размещены цилиндрические "лои 5 из более жесткого диэлектрика, увеличивающие электрическуюпрочностьизолятора в радиаль ном направлении, Кроме того, диэлектрические вставки 5 формируют края цилиндрической обмотки высокого напряжения, образуя катушку с многими цилиндрическими слоями. Своими торцевыми частями межслоевая изоляция 4 и диэлектрические вставки 5 опираются на плоские, круговые слои 6 из изоляционного материала, например, конденсаторной бумаги, образуя ступенчатую поверхность раздела 7 между цилиндрической и торце0 вой частями изолятора. Элементы 4,5,6,7 образуют опорный изолятор обмотки высокого напряжения, состоящих изодной цилиндрической и двух симметрично-установленных торцевых частей,5Такая конструкция опорного изолятбра значительно повышает его электрическую прочность вследствие болееравномерного деления напряжения врадиальном и осевом направлении.Высоковольтный конец обмотки высокого напряжения выведен на высоковольтный электрод 8, радиационнопрозрачный для переменного магнитного потока, внутри которого размещена 15дополнительная катушка 9, магнитосвязанная с обмотками трансформатораи предназначенная для питаниясистемканала и управления 10 электроннойпушки (на чертеже не показана). Сис Отема накала и управления электроннойпушки может располагаться как внутри электрода 8, так и вне его. Высоковольтный электрод 8 выполнен ввиде тела вращения и,симметричен относительно первичной и вторичной обмотки в вертикальном и горизонтальном направлениях. Вывод напряженияосуществляется высоковольтным кабелем 11 по оси трансформатора; электрод 8 вместе с корпусом и кабелем11 образуют вторичную емкость трансформатора, Все детали трансформатора, кроме первичной обмотхи 1, размещены в герметическом корпусе 12,выполненномиз изоляционного материала и заполненном электроизоляционной средой, например трансформаторным маслом,Внутренняя поверхность корпусаимеет тонкий; прозрачный для магнитного потока, металлический экран 13, находящийся под потенциаломземли. Для компенсации увеличения объема диэлектрика при термическихрасширениях, случайных или тренировочных пробоях в крышках 14 корпуса предусмотрены компенсационныеэлементы 15 с малой жесткостью исвязанные с атмосферой.Импульсный трансформатор работаетследующим образом.Предварительно заряженный конденсатор первичного контура подключается коммутатором к первичной обмотке1, При этом во вторичной обмотке 2,настроенной в резонансе с первичной(средний коэффициент связи К 0,6),возникают импульсы высокого напряжения. Это напряжение по высоковольтному кабелю подается на электроннуюпушку. Дополнительная катушка 9,магнитосвязанная с обмотками трансФорматора, индуцирует напряжение, необходимое для питания систем накалаи управления электронной пушки. Высокое напряжение, имеющееся на вторичной обмотке, приложено к элементамвысоковольтного опорного изолятораи равномерно распределяется в осевоми радиальном направлениях благодаряего секционированию,Напряжение между слоями обмоткивысокого напряжения распределяетсяпропорционально коэффициенту связи,увеличивающемуся в направлении Первичной обмотки. При этом электрическая прочность между слоями распределяется равномерно за счет выполнения межслоевой изоляции переменнойтолщины.Предложенное техническое решениепозволяет при прочих равных условиях значительно повысить надежностьимпульсного трансформатора по сравнению с известными импульснымитрансформаторами с ударным возбуждением,в Я Меатока з И. ГохФел оррект Зимокосо Заказ 10 б ного к ений и аушска т Составител ьд Техред Т, М Тираж 783 ВНИИПИ Государствен по делам иэобрет 13035, Москва Ж, РПодписно итета СССР ткритий наб., д 4