Высоковольтный импульсный трансформатор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК з(я) 1 О 1 ),08 5 с ОБРЕ И ИСА ВИДЕТЕЛЬСТ ВТОР СК сбх рки( ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(56) 1. Авторское свидетельство СССРЛо 531712, кл. Н О19/08, 1975.2. Вдовиц С. С. Проектирование имцулных трансформаторов. М., Энергия, 197с. 100.3. Авторское свидетсьство СССР.Ло 842987, кл. Н О Г 19/00, 1981.(54) (57) 1. ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ИМПУЛЬ СНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР, содержащий бак, крепежный каркас, изоляционные сепараторы, диэлектрические стяжки, тороидальный магнитопровод, несущий первичную обмотку, расположенную внутри многовитковой вторичной обмотки, зафиксированной изоляционными несущими эементами, барабан с волнообразными щеками, каждый виток вторичной обмотки выполнен в виде стержней-проводников, расположенных параллельно оси магнитопровода, и шиц-перемычек, соединяющих концы стержней, птличающийся тем, что, с целью повышения технологичности изготовления, повышения наЯ 011032 дсжцсти и у,ц)отвд с(ц)рки и рдзборки, крсцсжцыи каркас их(ест .иэлектрцчсскц цлш(- КЦ, Устав)ВЛЕЧ(ЦЬК Цс ВЦСШНЕй ЕтоРОНС КДРКД Сс(, Д Кс(ЖДИ И 30,(5 ЦИОЦЦЫИ (Н.СУШИИ Э,1 Е)1 ЕИТ 1(ЫПО,1 и(.ц 13,(ВХ Х С оорс(3 НЬ(Х ЧДСТ( Цо (ф ВЬ(СТ Пс Х 1 В ЦИ ЖЦЕ( ЕС ЧДСТИ, Кс ЖДЫИ 130151 Ц 10 ЦНЬ(И Ссцс РсТИР ВЫЦОЛЦС 1 ИЗ Д Х С-образных элементов, при этом на полувысту пы Собр(знь(х частей изОл 5 цио(ных цссхщих элементов установлен барабан с волнообра:(ными щеками, а шины-перемычки установлены в виде усеченных конусов, встдвлсццых один В другой, рдструоы которых направлены в высокопотенцидльцуо зону.2. Трансформатор цо и. 1, отличающийс тем, что, с целью повышения электрической прочности и уменьшения габаритов, (цицыперемычки в местах пространственного (цресечения с соседними стержнями-проводниками выполнены искривленными цо образующим поверхностям, вогнутости которых направлены в противоположные стороны от образую щи х сосед ни х стержней.3. Трансформатор по пп. 1 и 2, отличающаиг тем, что, с целью увеличения путей утечки тока, диэлектрические стяжки и диэлектрические планки выполнены с развитой поверхностью, например волнообразной фор,- мы.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к электротехнике, в частности к трансформаторам, и может быть использовано в высоковольтных импульсных, преобразовательных, силовых и ис= пытательных трансформаторах, применяемых для энергопитания различных высоковольтных электрических устройств.Известны высоковольтные тра нсформаторы с тороидальным магнтопроводом, несущим первичную и вторичную обмотки 1.Однако известные трансформаторы имеют недостатки технологического характера. В станках для тороидальной намотки необходимо перематывать обмоточный провод с бабины на шпулю станка и затем со шпули на трансформатор. При неоднократной перемотке увеличиваются нарушения изоляции провода. Кроме того, наличие изоляции с различными диэлектрическими проницаемостями ухудшают электрическую прочность и ведут к неоднородности электрического поля. Известна также конструкция импульсного трансформатора на весьма высокое напряжение, содержащая бак, крепежный каркас с тороидальным магнитопроводом, несущим первичную и вторичную обмотки, зафиксированные с помощью боковых изоляционных щек 2,Недостатком данного устройства является неразъемность конструкции вторичной обмотки, что ухудшает надежность при эксплуатации, при необходимости разборки и замены части изоляционного каркаса. Кроме того, невозможно обеспечить жесткость обмотки, так как натяжение последующих витков приводит к ослаблению предыдущих. При этом возможно провисание витков и их короткое замыкание,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является высоковольтный трансформатор, содержащий бак, крепежный каркас, изоляционные сепараторы, диэлектрические стяжки, тороидальный магнитопровод, несущий первичную обмотку, расположенную внутри многовитковой вторичной обмотки, зафиксированной изоляционными несущими элементами, и барабан с волнообразными щеками, каждый виток вторичной обмотки выполнен в виде стержней-проводников, расположенных параллель но оси магнитопровода, и шин-перемычек, соединяющих концы стержней 3.Несмотря на частичную разъем ность, конструкция имеет следующие недостатки: наличие громоздких изоляционных несущих элементов (щек), в которых зафиксированы стержни вторичной обмотки и которые не позвояют полностью создать разборную конструкцию; механическая обработка громоздких несущих элементов (щек) требует наличия специальных расточных станков с большим поворотным столом. Кроме того, громоздкие изоляционные несущие элементы (щеки) требуют дополнительной полировки и доводки, так как незначительное нарушение их поверхности (царапины, микротрещины) могут привести при работе мощного импульсного трансформатора к возникновению электрической короны, которая в свою очередь может вызвать пробой в изоляции, Недостатком конструкции является также то, что наличие громоздких изоляционных несущих элементов (помимо недостаточной технологичности) ухудшает однородность электрического поля (в силу различных диэлектрических проницаемостей у изоляционных несущих элементов (щек) и трансформаторного масла), кроме того, указанные несущие элементы (щеки) затрудняют циркуляцию трансформаторного масла, что ухудшает тепловой режим всего трансформатора. С увел ичением мощности и м пульс ного трансформатора, увеличиваются его габариты, сле довательно, и без того громоздкие несущие элементы (щеки) увеличиваются в размерах. Все это значительно снижает надежность всего трансформатора.Цель изобретения - повышение технологичности изготовления, повышение надежности и удобства сборки и разборки, повышение электрической прочности, уменьшение габаритов и увеличение путей утечки токов,Поставленная цель достигается тем, что в высоковольтном импульсном трансформаторе, содержащем бак, крепежный каркас, изоляционные сепараторы, диэлектрические стяжки, тороидальный магнитопровод, несущий первичную обмотку, расположенную внутри многовитковой вторичной обмотки, зафиксированной изоляционными несущими элементами, и барабан с волнообразными щеками, каждый виток вторичной обмотки выполнен в виде стрежней-проводников, расположенных параллельно оси магнитопровода, и шин-перемычек, соединяющих концы стержней, крепежный каркас имеет диэлектрические планки, установленные на внешней стороне каркаса, а каждый изоляционный несущий элемент выполнен из двух С-образных частей с полувыступами в нижней ее части, каждый изоляционный сепаратор выполнен из двух С-образных элементов, при этом на полувыступы С-образных частей изоляционных несущих элементов установлен барабан с волнообразными щеками, а шины-перемычки установлены в виде усеченных конусов, вставленных один в другой, раструбы которых направлены в высоковольтную зону. Шины-перемычки в местах пространственного пересечения с соседними стержнями- проводниками выполнены искривленными по образующим поверхностям, вогнутости которых направлены в противоположные стороны от образующих соседних стержней. Диэлектрические стяжки и диэлектрические планки выполнены с развитой поверхностью, например волнообразной формы.На фиг. 1 изображен предлагаемый трансформатор, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - узел 1 на фиг.на фиг. 4 - крепление вторичной обмотки.Трансформатор содержит первичную обмотку 1, собранную из полувитков 2, вход 5 ные клеммы 3 и 4 первичной обмотки, выводы 5 и 6 вторичной обмотки 7, причем вторичная обмотка состоит из составных витков, которые содержат стержни-проводники 8, жестко последовательно соединенные 1 О с торцов шинами-перемычками 9. Стержни- проводники жестко установлены в С-образные элементы, образующие сепараторы 10 и полуобоймы 11 с диэлектрическими несущими частями С-образной формы 12, скрепленные диэлектрическими стяжками 13 к крепежному каркасу 14, который установлен в бак 15. Стержни-проводники 8 расположены внутри тороидального магнитопровода 16, установленного на башмаке 17, и собраны в съемный барабан 18, который установлен и закреплен на полувыступах 19 стяжками,На щеках барабана 20 и кольцевых сепараторах 21 съемного барабана имеются концентрические ряды 22 и отверстия, разбитые по секторам 23 (угол д.). Кроме того, внутренние части щек барабана и кольцевые сепараторы 21 снабжены волнообразными вырезами 24 для увеличения длины путей утечки токов. На крышке трансформатора установлен расширительный бак 25. К крепежному каркасу 14 закреплены диэлектрические планки 26, которые при необходимости могут иметь развитую поверхность или волнообразную форму с целью увеличения дорожки утечки токов, Шины-перемычки 9, установленные с торцов магнитопровода 16, имеют форму усеченного конуса 27, раструб которого направлен в сторону высоковольтной зоны. Кроме того, шины-перемычки 9 выполнены искривленными по образующим поверхностям, вогнутости 28 которых направлены вовнутрь шин. Бак трансформатора напонен транс форматорным маслом 29. Устройство. работает следующим образом. 11 еременное импульсное папряжс нис электропитания первичной обмотки 1 пол. водится к входным клеммам 3 и 4. Высокк напряжение вторичной обмотки 7 снимает ся высоковольтным выводом о и низковольтным выводом 6. Полуобоймы 11 вторичной обмотки, выполненные совместно с;ц:электрическими несущими частями С-образной формы 12, металлическими стержнями-проводниками 8, и сочлененные с торцов иивами-перемычками 9, обладают высокой мсханической прочностью и хорошо охлаждаются благодаря омыванию со всех сторон трансформаторным маслом. Установка полу- обойм 11 дает полную взаимозаменяемости при монтаже.Внутренние стержни-проводники 8, расположенные внутри магнитопровода 16, образуют съемный барабан 18, что обеспечивает полную взаимозаменяемость стрежней- проводников 8, щек-колец 20, кол ьцевых сепараторов 21, образующих съемный барабан 18 и удобную сборку и разборку трансформатора,С-образные элементы, образующие сепараторы 10, полуобоймы 11 со стержнями- проводниками 8, а также съемный барабан 18 образуют между собой зазоры, заполненные маслом, и обеспечивают доступ масла ко всем токонесущим деталям трансформатора, что значительно улучшает условия охлаждения. Исключение дорогостоящих операций по доводке и полировке громоздких изояционных щек вдвое повысило технологичность изготовления устройства.Выполнение вторичной обмотки в виде полуобойм полностью исключило зоны застоя масла, образованные ранее изоляционными несущими элементами (щеками), и тем самым тепловой режим трансформатора улучшился в 1,5 раза.Равномерное повышение зазора (расстояния типа усеченного конуса) между вторичной и первичной обмотками в сторону высоковольтной зоны позволяет значительно улучшить однородность электрического и магнитного полей, что в свою очередь на 2 О/О уменьшает искажение формы импульса.. Мяес ител Редактор Заказ 48 4/5тная, 4 М. Петрова7/40ВНИИПИпоП 3035, Мфилиал ППП Соста Техре Тираж Государ ела м изо сква, Ж Патент дИ. Вер 683 ственного к бретений и 35, Раушс г, ужгоро