Пленочная обмотка высоковольтного тран-сформатора и способ ee изготовления

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сокэз СоветскикСоциалистически кРеспублик п 1849316(5 )М. Кл; с присоелинением заявки Нв Н 01 Г 27/28Н 01 Г 5/02 Гасударственный квмнтет СССР(23) Приоритет до делам нэвбретеннР и открмтнй(54)ПЛЕНОЧНАЯ ОБМОТКА ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ТРАНСФОРМАТОРА И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ Изобретение относится к электротехнике, в частности к обмоткам высоких напряжений, и может быть применено в составе трансформатора для питания малогабаритных высоковольтных устройств, таких как ускорительные и5 рентгеновские трубки, разрядники и т. д.Кроме того, обмотка может быть использована в конструкциях малогаба" ритных трансформаторов, дросселей, катушек индуктивности в схемах с низ" ким уровнем напряжения.Известна обмотка, представляющая собой набор печатных плат с рисунком проводников спиральной формы, чередующийся с набором тонких изоляционных пластин с внедренными в них соединительными проводниками для последовательного соединения проводников спиральной формы в обмотке, при этом начало предыдущего проводника спиральной формы соединяется с концом последующего. Все проводники спиральной формы в индуктивности расположены соосно Щ,Однако такая индуктивность не может быть применена в качестве обмоткив высоковольтных трансформаторах,всвязи с тем, что для обеспечения электрического соединения в платах сверлятся отверстия, и тем самым нарушаетсяэлектропрочность конструкции. Крометого, дополнительно вводимый проводник, соединяющий концы проводниковспиральной формы, требует дополнительной изоляции, что приводит к увеличению габаритов устройства,Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности является пленочная обмотка трансформатора, состоящая иэ набора изолированных друг от друга, расположенных на одной оси и последовательно соединенных между собой проводников спиральной формы, каждый из которых размещен на гибкой изоляционной подложке. Изоляция8493 35 проводников друг от друга осуществляется лаковым покрытием.Способ изготовления такой обмоткизаключается в формировании проводников спиральной Формы(Архимедовы спи 5рали) травлением проводящего слоя фольгированного гибкого диэлектрика, последовательным соединением проводников спиральной формы, покрытием проводниковлаком, складывании ленты гибкого ди- Оэлектрика с размещением на обеих еесторонах проводников спиральной формытаким образом, чтобы проводники спиральной формы были расположены на одной оси, и фиксации обмотки в сжатом 15состоянии 21,Недостатком такого устройства является низкий уровень электропрочностилаковой изоляции между проводникамии наличие воздушных зазоров между 20слоями лаковой изоляции,что не позволяет использовать такую обмотку ввысоковольтных трансформаторах беззначительного увеличения ее габаритов,Цель изобретения - увеличение 25электрической прочности и уменьшениегабаритов обмотки высоковольтноготрансформатора.Поставленная цель достигаетсятем, что в известной пленочной обмотке высоковольтного трансформатора,состоящей из набора изолированныхдруг от друга, расположенных на однойоси и последовательно соединенныхмежду собой проводников спиральнойформы, каждый из которых размещенна гибкой изоляционной подложке, иизоляция между проводниками спиральной Формы образована слоями проклеенной полимерной пленки, например 40лавсановой, причем, эти же слои проклеенной полимерной пленки, чередующиеся со слоями упомянутой подложки,образуют кольцевой слой, охватывающий наружные витки проводников спиральной формы.В известном способе изготовленияпленочной обмотки высоковольтноготрансформатора, заключающемся в формировании проводников спиральной формытравлением слоя фольгированного, гибкого диэлектрика, последующем складывании ленты гибкого диэлектрика сразмещенными на обеих ее сторонах последовательно соединенными между 55собой проводниками спиральной формы,таким образом, чтобы проводникиспиральной формы были расположены 16 фна одной оси, и фиксации обмотки всжатом состоянии, наружные витки проводников спиральной формы при травлении формируют с уширением и окружают технологическими полями из непротравленного металла фольгированного диэлектрика, расположенными отних на определенном расстоянии, величина которого определяется классомнапряжения обмотки, ленту формируют изплат, состоящих из двух проводниковспиральной формы, путем склеиванияплат рисунком наружу, на ленту гибкого диэлектрика, с проводниками спиральной формы на обе ее стороны наклеивают слои полимерной пленки, послечего ленту опрессовывают, а послескладывания обмотки опрессовывают ееи обрезают технологические поля.На фиг. изображена одна из платобмотки; на фиг. 2 - разрез А-А нафиг, 1; на Фиг. 3 - конфигурация проводников спиральной формы; на фиг. 4сборка плат в полосу; на Фиг. 5 -полоса обмотки в процессе сгибания;на фиг. 6 - обмотка высоковольтногопленочного трансформатора,Обмотка высоковольтного пленочноготрансформатора собираетсяиз однотипныхплат ( Фиг. 1),изготовляемых из Фольгированного гибкого диэлектрика, например Фольгированного лавсана, маркиФДЛ, Рисунок проводников каждойплаты формируют в фольге травлениеми он представляет собой два проводника 1 спиральной формы, внешниеконцы которых соединены перемычкой 2,а внутренние заканчиваются контактными площадками 3.Технологическое поле 4(непротравленная фольгаи уширенный последнийвиток 5 проводников 1 спиральной формы служат для предохранения витковот смещения и разрывов при последующих операциях прессования обмотки.Величина зазора между последним витком 5 и технологическим полем 4 выбирается, исходя из величины рабочего напряжения на обмотке. С цельюувеличения точности сборки и предохранения Фольгированного диэлектрикаот разрывов при операции гибки пооси платы в технологическом поле 4вытравливают щель 6 шириной 0,2-0,5 мм,После травления плату вырезают изфольгированного диэлектрика В каждой плате на осях, проходящих через5 8493 отверстия 7. Для осуществления последующей контактной сварки в диэлектрике платы по центру контактных площадок с помощью простого приспособления вырезают отверстия 8(фиг. 2) диаметром меньшим диаметра контактной площадки. Рисунок каждого проводника 1 спиральной формы (фиг.З) образован иэ полуокружностей, проводимых попеременно из центров Ц 1 и Ц и сопря О гаемых на концах. Последний виток каждого проводника, имеющий увеличенную ширину, образован полуокружностями вычерчиваемыми иэ центров Ц и Ц. Ширина этого витка определяется опыт ным путем.Параметры конфигурации проводников могут быть определены из следующих выражений,Смещение центров Ци .Ц относитель-.2 О но Ц соответственно:Ц - ц,=м г1(1)ц - ц= 0,5(н - в - в,), (2) где Н - шаг внутренних витков; 25В - ширина всех витков, кромепоследнего;В, - ширина последнего витка.Величина радиуса наружной границы - П -ого витка, вычерчиваемого из ЗО центров 11 и Ц 2 соответственно:ЯЬ:ф 0,5 Д 5 + Н и (Ь)И,:0,5 Д 1 + Н (п-Ов 5) (,4) где Д - диаметр центральной контактной площадки, 35 Величина радиуса внутренней грани,цы и -ого витка спирали из центровЦи Ц соответственно;Ид= 0,5 Д 1 +Ни -В40Р = 0,5 Д+ Н (п,5) -В (,5)Величина радиусов внутренних ивнушних границ для формирования последнего витка:из центра Ц К 0,5 Д +Н(Р+0,5)-В(6)5из центра Ц,Я =0,5 Д+Н(Р+1) - В+В И: 0,5 Д+Н(Р+1) - Виэ центра Ць НР+0,5(Н+Д+В 1-В)(9)%( = НР+0,5(,Д+ЗН-ЗВ+В) ОО)й = НР+О 5 Д+ ф В+В,)(,1)где Р - число витков с шириной В,Описанная конфигурация проводников удобнее Архимедовой спирали, таккак легко поддается расчету на ЭЦВИи просто формируется кардинатографами,Технологические операции идут вследующей последовательности. 16 ьНа диэлектрик наносят слой клея,адгезив на основе смолы Тф 60, производят сборку плат (фиг. 4)в ленту 9рисунком наружу, причем, верхниеплаты смещают относительно нижнихслоев на один проводник, Для полногозаполнения ленты 9 на конце каждого,слоя размещают половину платы 10 -один проводник спиральной формы. Последовательное электрическое соединение проводников спиральной формыосуществляется контактной сваркойцентральных контактных площадок.Одновременно привариваются выводы 11.На обе стороны ленты 9 и на каждый слой полимерной пленки 12, например, толщиной 10-20 мкм, наносятклей. После этого, производят склеивание и прессование ленты 9 и слоевпленок 12 при повышенной температуре, Для лавсана и клея Тф 60 давлениеи температура при прессовании соответственно равны 20 кг-еми 120 С. Время0выдержки в данном режиме 2 ч,На обработанную таким образом ленту вновь наносят клей, ее сгибаютфиг. 5)и фиксируют в сжатом состоянии,после чего окончательно прессуют приповышенной температуре в том же режиме, Собственно обмотку, т.е. наборизолированных друг от друга проводников 1 спиральной формы фнг. 6) скольцевым слоем 13 высоковольтной изоляции вырубают иэ полученной сборки.Пленочная обмотка высоковольтноготрансформатора представляет собойнабор изолированных друг от другаслоями проеклеенной полимерной пленки проводников 1 спиральной формы,которые соединены между собой последовательно и расположены на одной оси.Эти же слои проеклеенной полимернойпленки выведены за последние виткипроводников 1 спиральной формы и образуют кольцевой слой 3 изоляции. Изготовленнь.й макет обмотки в составе высоковольтного пленочного трансформатора имеет 500 витков, занимает объем 2,5 сми выдерживает импульсные напряжения амплитудой 80 кВ, Ширина кольцевого слоя изоляции вокруг последних витков проводников спиральной формы для этого случая составляла 3,5 мм. При увеличении напряжения на обмотке выше 80 кВ необходимо увеличить толщину пленочной изоляции н ширину кольцевого слоя.7 84931Преимуществом такой обмотки переД" известной является более высокая электропрочность при малых габаритах и возможность более широкого использования ее в высоковольтной электри 5 ческой аппаратуре,Формула изобретения101. Пленочная обмотка высоковольтного трансформатора, состоящая из набора изолированных друг от друга, расположенных на одной оси и последовательно соединенных между собой проводников спиральной формы, каждый иэкоторых размещен на гибкой изоляцион.ной подложке, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью увеличенияэлектрической прочности и уменьшениягабаритов, изоляция между проводниками спиральной формы образована слоями проклеенной полимерной пленки,например лавсановой, причем, зти жеслои проеклеенной полимерной пленки,чередующиеся со слоями упомянутой нодложки, образуют кольцевой слой, охватывающий наружные витки проводниковспиральнойформы,ЗО2. Способ изготовления пленочной обмотки высоковольтного трансформатора по и. 1,заключающийся в формирова,нии слоя проводников спиральной формы,6 8травлением проводящего слоя фольгированного гибкого диэлектрика, последуюшим складывании ленты гибкого диэлектрика с размещенными на обеих ее сторонах последовательно соединеннымимежду собой проводниками спиральнойформы таким образом, чтобы проводникиспиральной формы были расположены наодной оси, и фиксации обмотки в сжатомсостоянии, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что.наружные витки проводниковспиральной формы при травлении формируют с уширением и окружают технологическими полями из непротравленногометалла фольгированного диэлектрика,расположенными на определенном расстоянии от них, величина которого определяется классом напряжения обмотки,а ленту формируют из плат, состоящихиэ двух проводников спиральной формы,путем склеивания плат рисунком наружу, на ленту гибкого диэлектрика спроводниками спиральной формы на обеее стороны наклеивают слои полимернойпленки, после чего ленту опрессовывают, а после складывания обмоткиопрессовывают ее и обрезают технологические поля,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Японии У 1841,кл. 59 Р 11, 19712, Патент ФРГ В 1239773,кл. 21 с 1 49/00, 1964.ППП "Патент", ород, ул. Проектная,Фили Ге Уй Заказ 6104/6884 Подписное