Высоковольтный разделительный трансформатор

ОП ИСАНИЕИЗЬВРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистнческихРеспубликпо делам изобретеиий и открытийДата опубликования описания 30,11,81(54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР Изобретение относится к электротехнике, в частности к высоковольтным разделительным трансформаторам, и может быть использова. но для питания мощных электронных ускори. телей.Известны высоковольтные трансформатор. ные разделительные установки, предназначенные.для передачи мощности в цепь нагрузки, находящейся под высоким потенциалом, представляющие собой каскадное соединение двух однофаэных трансформаторов. Сетевая фо обмотка первого трансформатора каскада и нагрузочная обмотка второго трансформатора разделены гальванически и потенциально с помощью одновитковой Ч-образной кабель 1 ной обмотки; охватывающей сердечник верх. него либо нижнего трансформатора 1).Недостатком таких установок является ограничение величины предельной мощности, передаваемой на высокий потенциал, поперечным20 сечением жилы одновитковой кабельной обмотки. Кроме того, кабельный виток связи рас. считывается на полное напряжение установки, а в случае его пробоя неизбежно появление импульсных перенапряжений на стороне сети, чтоснижает эксплуатационную надежность устройствв целом,Наиболее близким к предлагаемому являетсявысоковольтный разделительный трансформа.тор, предназначенный для питания ускорителязаряженных частиц, представляющий собой па.раллельное соединение ряда двухступенчатыхизолирующих трансформаторов, размещенных впотенциальных экранах. При этом через окносердечников первого и второго трансформаторов проходит многовитковая обмотка, выполненная высоковольтным кабелем, жила кото.рого находится под потенциалом, задаваемымделителем и равным половине полного напряжения установки, Верхний и нижний модулитрансформатора закреплены и разделены опор.ными изоляторами 2) .Недостатком известного устройства являетсяограничение величины мощности сечением жилыи механической упругостью (допустимым ра.,диусом изгиба) кабеля, наматываемого непосредственно на сердечник. Кроме.того, обмот.ки известногоран сф рма гора характеризуютсясильной электрической связью, поэтому прислучайных разрядах или пробоях в системенеизбежно происходит формирование импульсных перенапряжений на стороне сетевой обмотки.. Цель изобретения - увеличение предельноймощности, передаваемой на высокий потенциал и повышение эксплуатационной надежностивысоковольтного разделительного трансформатора.Поставленная цель достигается тем, что ввысоковольтном разделительном трансформаторе, содержащем последовательно включенныеи расположенные друг над другом в потенци.альных кольцевых экранах трансформаторныемодули, состоящие из секционированного маг.нитопровода, первищюой и вторичной обмоток,причем первичная обмотка верхнего модуляи вторичная обмотка нижнего модуля выиол.иены высоковольтным кабелем, зила которого подключена к промежуточному потенциаль.ному экрану, соединенному через делительнапряжения с верхним потенциальным экраном, закрепленнымна опорном изолятОре секции магнитопровода каждого трансформаторного модуля, закреплены на горизонтальной;встроенной в потенциальный экран, кольцевойраме таким образом, что окна секций образуют тдроидальную полость, в которой уложена кабельная обмотка, снабженная разделительным проводящим экраном и крепежнымистойками, расположенными вдоль. кольцевойрамы,Секции магнитопровода выполнены П-образ.ными, а первичная обмотка нижнего модуляи вторичная обмотка верхнего модуля выполнены секционированными, причем каждая секшщ состоит.йз двух параллельных ветвей,расположенных на разных стержнях П-образных секций магнитопровода,Каждый разделительный проводящий экранвыполнен оплеткой кабеля, соединенной с по.тенциальным экраном соответствующего модуля На фиг. 1 изображен предлагаемый транс, форматор, принципиальная схема; на фиг. 2, -то же, общий вид; на фиг, 3 - структуратрансформаторного модуля; на фиг, 4 - разрезА - А на фиг. 3; на фиг, 5 - разрез Б - Б на.фиг. 3.Устройство состоит из нижнего 1 и верхне.го 2 трансформаторного модуля, закреплеютого на опорном изоляторе 3. Нижний трансфоравтеуньтй модуль содержит первичную (сетевую) секционированную обмотку 4, состоящую из секций 5, секционированньтй магнито. провод 6, вторичную кабельную обмотку 7 с кабельными выводами 8, которые иодквюче, нй к промежуточному потенциальному экра ну 9. Кабельный подвод 10 верхнего модуляй 1 23 43 6 переходит в нервиетуте обмотку 11, уложенную в обюеФ торащавькэй полости, образоЕаеттве11.ВэорюавФ 4 В(фЮЮЩефюу%вая обмотка 13 состоит ив айарйМ. 4 Ьвидая кабельная обмотка сиакена крекеиавкеи стойками 15 иразделителваыьв нроводлщими экранами 16,Потенциадваые экраны верхнего модуля 17и нижнего модуля, 18 соединены с промежуточным экуавж через делитель 19. Опоройдля трансфеуаагориеж модулей является кольцевая метвивичеещв раав 20.Устройеве работаег сведующим образом,Передача мееикесж к нагрузке, находящейся нод вееоккм ютекииапом (тервюэмиссионному катеу электроииого ускорителя), гальваикчески и ватеиккаквао развязана при помоваи кабеавиаас абааееек 7 и 11 и выводов8 и 10. %вене иодюаачкаия первичной обмотки кикиморе ааааа к сетк щюисходит намагиканвапие еищий маиемирееща обоих модулей,Намачквюмкие веркиего модуля и питание нагружи на высеком потенциале осуществаляется с иемещав кабельных обмоток 7 и11 и кабеявкых подаодов 8 и 10, представляющих окко целое, Петекциальиая развязка нагрузки и сетевой обмотки нижнего модуля 1обеспечивается собственной изоляцией высоковольтного кабеля. Дли повышения надежностиизоляции иотевииал живы кабеля задается спомощью дапимля наиряжения 19, При этомглавная изелиция трансформаторных модулейрассщтываекя на половину рабочего напряжения установки. Если высокое напряжениеявляется иаиуаьсным, а также при возникновении имаулвекых перенапряжений, разделительные экраны: М оаущвстввяют функции элект.ринескою уцаккенвя цепей. Оптимальным вармшюм веавейнекии;раиделительного экранаявляется каввльзоваиие ойлетки кабеля, соединеииев с Меещкааьивнин экранами 17 и 18.При этом м предвлаащ потенциальных экранов выводе 8 и 10 выполнены со снятойоплеткой,Для мехаиической развязки модулей использованы оиеукык изолятор 3 и металлическиерамы 20, иа когормх собраны секционированные маеевееероводы 6. Кроме того, в вы.соковольтвия разделительном трансформатореприиекеиа еаеиаащческаа развязка секционированного мееквеаревода 6 и кабельных обмоток 7 и И, вуваевщас в тороидальной по.лости, ебуеееекой аееыи сердечников изакреиааиав с поакщме профилированныхО, Юаещ ЮРкяы Ж ЮфЮФаеь с сердечниками. При этомкабавиаа Фмере соберется на опорнойраме 26 нюювавю ет магкитопровода с по886073 1. Высоковольтный разделительный трансформатор, содержащий последовательно включенные и расположенные друг над другом в потенци- З 5 альных кольцевых экранах трансформаторные модули, состоящие из секционированного магнитопровода, первичной и вторичной обмоток, причем первичная обмотка верхнего модуля и вторичная обмотка нижнего модуля выпол О иены высоковольтным кабелем, а вторичная мощью системы стоек 15, что позволяет при.менять кабель любого сечения и класса по изоляции. Затем секции сердечника, несущие низковольтные обмотки на стержнях, собираютсянепосредственно на кабельной обмотке.Положительный эффект от примененияизобретения обусловлен тем, что конструкцияпредлагаемого высоковольтного разделительного трансформатора с потенциальной и двойной механической развязкой верхнего модуляот нижнего и кабельной обмотки от секционированного магнитопровода позволяет увеличить предельную мощность, передаваемую навысокий потенциал, Кроме того, устройство характеризуется повышенной эксплуатационнойнадежностью при возникновении импульсныхперенапряжений благодаря введению разделительных электрических экранов. При этомсобственная емкость кабельных обмоток является частью делителя напряжения уменьшающего рабочий потенциал в объеме главной изоляции в два раза,Использование предлагаемого трансформаторав мощных ускорителях электронов, применяемых в электронно-лучевой технологии, длянакачки электроизоляционных лазеров СОя идр. позволит повысить экономическую эффек.тивность, соответствующих процессов за счетповышения эксплуатационной надежности, увеличения ресурса и мощности в одной установке,Формула изобретения обмотка верхнего модуля и первичная обмот.ка нижнего модуля расположены на каждойсекции, жила кабеля подключена к промежуточному потенциальному экрану, соединенному через делитель напряжения с верхнимпотенциальным экраном, закрепленным наопорном изоляторе, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения мощностии эксплуатационной надежности, он снабжен1 О разделительным проводящим экраном, секциимагнитопровода каждого трансформаторногомодуля установлены в потенциальном экранетаким образом, что плоскости окон располо.жены радиально и через окна секции магии.1 ь топровода пропущена кольцевая кабельная обмотка, окруженная разделительным экраном.2, Трансформатор по п. 1, о т л и ч а ю.щ и й с я тем, что он снабжен установленными в потенциальных экранах кольцевымипроводящими рамами, несущими крепезныестойки для высоковольтного кабеля, чередую.щиеся с секциями магнитопровода.3. Трансформатор по пп, 1 и 2, о т л и.ч а ю щ и й с я тем, что секции магнитопровода выполнены П-образными, а первичная обмотка нижнего модуля и вторичнаяобмотка верхнего модуля выполнены секцио.нированными, причем каждая секция состоитиз двух параллельных ветвей,расположенныхна разных стержнях П.образных, секций магии.ЭОтопровода.4, Трансформатор по пп. 1 - 3, о т л ич а ю щ и й с я тем, что каждый разделительный проводящий экран выполнен оплеткой кабеля, соединенной с потенциальным эк.раном соответствующего модуля,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Заявка ФРГ Ко 1914001, кл, 21 д 49,1972,2. Патент США Иф 3781639, кл. 321 - 15,1973.886073 Фиг. 3 Составитель В, МясниковаТехред Ж.Кастелевич Редакто ректор Г Назарова ск Подписное Проектная,0567/81 Тираж 787 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж - 35, Раушская