Электроиндукционное устройство

) Заявитель ЛЕКТРОИНДУКЦИОННОЕ УСТРОЙСТ 80 еа ро Изобретение относится к электротехнике, в частности к силовым высоковольтным трансформаторам и р кторам, подвергающимся действию г зовых перенапряжений,Известен радиотрансформатор, содержащий защитную обмотку и емкостныйэкран, расположенные между первичнойи вторичной обмоткой. Защитная обмотка и емкостный экран позволяют до минимума свести емкостные токи междуобмотками и между обмотками и экранами. Для радиоустройств снижениепаразитного емкостного тока имеетпрактическое значение 11.Однако такая защита приемлематолько для радиотрансформаторов, неподключаемых непосредственно к дальним воздушным линиям электропередачи,откуда набегают грозовые перенапряжения.Известен также трансформатор, содержащий катушечную обмотку высшегонапряжения (ВН), элементы выравнивания электрического поля в межобмо. точной изоляции с охлаждающим каналом между обмоткой ВЙ и элементами выравнивания электрического поля.Элемент выравнивания поля содержит цилиндрические электроды - элементы, аксиально установленные по всей высоте обмотки. Каждый элемент представляет собой цилиндр из электроизоляционного материала, покрытый металлической фольгой и эаизолированный сверху. Слой фольги каждого элемента гальванически соединен перемычкой с противолежащим межкатушеч" ным переходом обмотки. Перемычки находятся в масляном канале между элементами и обмоткой 123.Для такого трансформатора характерны следующие недостатки: наличие перемычек между элементами и межкатушечными переходами, необходимость их пайки, между смежными элементами действует напряжение, равное напряжению нескольких катушек, изоляция1 Е 15 3 90032 на элементах при этом имеет толщину несколько милиметров, элементы занимают большой обьем и снижают заполняемость активными проводниками; в слое изоляции, непосредственно примы. кающем к элементам, действует увеличенная местная электрическая напряженность.Технология изготовления элемента выравнивания поля трудоемка.Целью изобретения является уменьшение радиального размера межобмоточной изоляции за счет снижения напряженности электрического поля изоляции,Это достигается тем, что в предложенном устройстве элементы выравнивания электрического поля выполнены в виде однослойной цилиндрической обмотки, расположенной концентрично 2 В обмоткам ВН и низшего напряжений(НН), один конец которой гальвиницески соединен с прилежащим концом обмотки высшего напряжения.ИСлой витков, намотанных концентри" чески с обмоткой, обеспечивает минимальное напряжение между соседними элементами (напряжение одного витка), толщина элементов с изоляцией равна соответственно радиальному размеру одного провода и изоляции на нем, которые могут быть минимальными, исключаются перемычки, технология изготовления существенно упрощается; напряженность в межобмотоцной иэоля- И ции, прилегающей к элементам выравнивания, снижается (напряжение распределено равномерно по виткам), Ров" ная цилиндрическая поверхность слоя витков позволяет непосредственно накладывать на нее межобмоточную изо"ляцию, например бумажную.На фиг, 1 изображено предложенноеустройство; на фиг. 2 - то же, в совокупности с известным устройством; на фиг, 3 - известное устройство,предназначенное для выравнивания распределения импульсных перенапряженийвнутри самой обмотки, сечение (его применение и действие на зависит отэлементов выравнивания электрическойнапряженности в межобмоточной изоляции); на фиг. 4 - предложенное устройство для случая переплетения витков в катушках обмотки, обмотка со" стоит иэ нескольких частей; на фиг.5"13 схемы переплетения витков в частях обмотки, показанной на фиг. 4; 6 4на фиг. 14 - схема дВй 1 ствия на обмот"ку ВН волны перенапряжений; нафиг. 15 - то же, основные витки обмотки ВН исключены; на фиг. 16 - график, поясняющий полученный физический эффект.На фиг. 1 катушечная обмотка ВНсостоит из рабочих ви 1 ков 1 -100,Слой 1 витков 1 -100 образует элементы выравнивания электрического поля в межобмоточной изоляции. Междуслоем 1 и обмоткой ВН находится масляный канал 2, между слоем 1 и обмоткой НН находится межобмоточная изоляция 3 Слой 1 исключает влияниевыступов и впадин на поверхности обмотки ВН, которые образуются на межкатушечных переходах из провода большого сечения, например транспонированного и подразделенного провода,широко применяющихся в мощных сило.еых трансформаторах, При отсутствиислоя 1 неровности обмотки и углы катушек создают очаги повышенной электрической напряженности в изоляции 3,цто не позволяет снизить ее радиальный размер и уменьшить вес и потериэнергии в трансформаторе,) Слой 1 создает ровную поверхностьдля прилегания межобмоточной изоляции 3, исключает очаги повышенной напряженности в изоляции. Один конецслоя 1 связан гальваницески с концомобмотки ВН, другой конец свободен.Количество витков в слое 1 соответствует количеству витков в обмоткеВН, разность напряжений между противолежащими витками слоя 1 и крайнимивитками обмотки ВН незначительна.Так между витком 8 обмотки и витком 5" слоя напряжение равно тремвиткоеым ЭДС, т.е. 8-53, Если обмотка весьма высокого напряжения,она также содержит устройство длявыравнивания распределения перенапряжений внутри самой обмотки, например устройство 4 (фиг. 2),Устройство 4 представляет собойслой витков 5 (фиг, 3), намотанныхконцентрически обмотке ВН, содержащих конденсаторные обкладки из фольги, шихтованные между собой для образования взаимной электрической емкости и изолированные конденсаторнойбумагой. В сечении витка видно, чтона картонную полосу 6 намотаны слоифольги 7 и изоляции 8. По мере удаления витка 5 от линейного выводанапряжения такие, как в основных вит ках обмотки (применительно к схеме испытаний на фиг. 14, слой ведет себя как с заземленным концом) . Позицией 21 обозначены все заземленные узлы трансформатора.В слое 1 витков 1" -100 рабочий ток отсутствует, свободный конец не заземлен, однако потенциЬ этого конца (при заземлении Х обмотки ВН) также имеет практически нулевое значение. Это объясняется тем, что в витках 1 -100 индуктируются те же ЭДС, что и в витках 1 -100фКоличество витков в слое, как правило, равно количеству основных витков обмотки, однако отличие в несколько витков допустимо. Формула изобретения Электроиндукционное устройство, преимущественно трансформатор, содержащее катушечную обмотку высшего напряжения, элементы выравнивания электрического поля в межобмоточной изоля" ции с охлаждающим каналом между обмоткой высшего напряжения и элемен.тами выравнивания электрического поля, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения радиального размера межобмоточной изоляции за счет снижения напряженности электрического поля изоляции, указанные элементы выполнены в виде однослойной цилиндрической обмотки, расположенной концентрично обмоткам высшего и низшего напряжений, один конец которой гальванически соединен с прилегающим концом обмотки высшего напряжения. 5 900326 обмотки количество слоев фольги снижается для образования требуемой электрической емкости вдоль устройства 4 (гальваническая связь между отрезками фольги отсутствует). При 5 действии на обмотку грозовых перена" пряжений устройство 4 обеспечивает равномерное распределение перенапряжений внутри обмотки ВН, а слой 1 обеспечивает выравнивание напряженности в межобмоточной изоляции 3.На Фиг 4 показана обмотка, имеющая переплетение витков в катушках (схема переплетения витков 9- 1 в каждой части витков (на фиг, 5-13).Выравнивание распределения перенапря" жений внутри самой обмотки здесь осуществляется благодаря указанной схе- . ме переплетения витков.Физический эффект заключается в "20 том, что слой 1 витков 1 -100 имеМ 6 ет распределение перенапряжений такое же, как в обмотке (фиг. 14, 15, 16).На фиг. 14 показана схема действия на обмотку ВН волны 18 перенапряжения, при этом в обмотке ВН и на слое 1 возникают одинаковые импульсные напряжения, напряжение 19 между обмоткой ВН и слоем 1 практически 30 отсутствует (график на фиг. 16). При этом витки 1 -100 слоя 1 имеют практически одинаковые потенциалы с соответствующими витками 1 -100 обмотки ВН без наличия перемычек меж- зз ду ними.Для пояснения того Факта, что указанный положительный Физический эфФект является следствием совокупности признаков, на фиг. 15 исключены 4 о основные витки обмотки ВН и подана та же волна перенапряжения 18. В этом случае в слое 1 возникают значительные перенапряжения 20 (Фиг. 16) на его холостом конце 100 , Отдель- м ный слой 1 имеет перенапряжения как при изолированной нейтрали. Слой же 1 в предложенной обмотке имеет переИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Великобритании 11 743145,кл. 38/2/,1959. 2. Патент Великобритании й 850645,кл. 38/2/, 1960.900326 мФ,Ю Составитель П. ЗабугаРедактор В. Иванова Техред И. Рейвес Корректор М. Пожо акаэ 12191/68 рственн обретер Ж, Р филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн Тираж 757 ВНИИПИ Госуд по делам и 13035, Москва, Подписноего комитета СССРй и открытийушская наб., д, М