Високовольтний трансформатор струму з газовою ізоляцією

Изобретение относится к электротехнике, а именно к высоковольтным трансформаторам тока высоких и сверхвысоких напряжений с газовой изоляцией, например SF6 или смесью на основе SF6. Известный измерительный высоковольтный трансформатор тока с газовым заполнителем [1] содержит корпус, в котором размещен комплект вторичных обмоток с тороидальным электростатическим экраном, изоляционную колонку в виде заземленной трубы отводов с системой концентрических потенциальных экранов, причем труба помещена в изоляционную покрышку, которая соединена с корпусом и цоколем. Трансформатор содержит охватывающие обмотку хомуты с пазами изоляционные втулки и изоляционные шины, потенциальные экраны выполнены с тороидальными элементами на торцах экранов, одна втулка выполнена с возможностью перемещения трубы отводов вверх до сочленения с нижним хомутом и установлена в плите цоколя, охватывающие хомуты установлены на комплекте вторичных обмоток, три изоляционные втулки установлены в пазах охватывающих хомутов и расположены под углом 120° по периметру тороидального электростатического экрана, труба отводов соединена с нижним охватывающим хомутом, а тороидальные элементы на концах потенциальных экранов соединены между собой изоляционными шинами, входящими в пазы торцов; нижний хомут комплекта вторичных обмоток выполнен с посадочным местом в виде кольцевого паза, а изоляционные втулки, установленные в пазах охва тывающи х хомутов, соединены с корпусом с помощью винтов; втулка, установленная в плите цоколя и нижняя часть трубы отводов выполнены с упорной резьбой. Известное устройство имеет следующие недостатки: сложную форму бака (сложно выполнить экранировку сварочного сочленения элемента бака в месте перехода цилиндра в конус); узлы раскрепления комплекта вторичных обмоток требуют отверстий в баке, что уменьшает надежность герметизации; технологически сложно выполнить установку первичной обмотки по отношению к вторичной; невозможно изменять коэффициент трансформации; ненадежную и сложную конструкцию сборки потенциальных концентрических экранов. Известный высоковольтный трансформатор тока содержит корпус, установленный на изолирующей колонне, на верхнем конце которой закреплена замыкающая плита с уплотнением. Внутри корпуса расположена вторичная система, вторичные обмотки которой расположены в кольце с оболочкой из литьевой смолы. Вторичная система закреплена через опорный изолятор на замыкающей плите. На этой плите закреплен первичный проводник, выполненный П-образным. Его база проходит через кольцо, а обе стойки закреплены в замыкающей плите с помощью соединительных участков, проведенных через нее с уплотнением. Стойки проходят через замыкающую плиту и посредством соединительных контактов соединяются с внешним проводником. Известная конструкция требует: - сложных элементов вакуумплотного и газоплотного литья; - высокой точности при изготовлении деталей первичной обмотки в случае, если она состоит из 2-х и более проводников; - эпоксидной заливки комплекта вторичных обмоток с последующей экранизацией оболочки из эпоксида, а также установки закладных деталей для механического раскрепления комплекта вторичных обмоток и крепления трубы первичной обмотки; - увеличенного количества уплотняемых мест, что снижает условия герметичности. Задачей изобретения является разработка высоковольтного, трансформатора тока с газовой изоляцией путем усовершенствования конструкции его составных частей, что приведет к повышению надежности, а также упростит те хнологию сборки. Поставленная задача решается тем, что высоковольтный трансформатор тока с газовой изоляцией содержит корпус, в котором расположены П-образная первичная обмотка, имеющая горизонтальный участок и стойки, которые соединены с плитой через проходные изоляторы, комплект вторичных обмоток, расположенных в кольце внутри электростатического экрана, удерживаемый распорными изоляторами, закрепленными под углом, опорная колонка в виде трубы отводов с системой концентрических потенциальных экранов, помещенной в изоляционной покрышке, на которую установлена плита и которая установлена на цоколь. Согласно изобретению, трансформатор имеет бобышки на плите, выполненные с ней за одно целое, изоляционные стаканы, изоляционные цилиндры, изоляционные распорки и механизм натяжения, кольцо, охватывающее вторичные обмотки, выполнено цилиндрическим, металлическим, к нему подсоединены распорные изоляторы, опорные концы которых закреплены в бобышках плиты, один из распорных изоляторов расположен перпендикулярно поверхности экрана, стойки первичной обмотки жестко соединены с горизонтальным участком обмотки, установлены на расстоянии от его торцов и соединены между собой с помощью изоляционных стаканов, установленных на торцах горизонтальных участков, верхние торцы потенциальных экранов выполнены дискообразными, соединены между собой изоляционными цилиндрами, установленными над плитой перпендикулярно к ней, в нижней части потенциальные экраны выполнены тороидальными и в них закреплены изоляционные распорки, механизм натяжения закреплен в цоколе. Стойки установлены под углом по отношению к плите и друг к другу. Изоляционные цилиндры выполнены с металлическими вкладышами. Предлагаемая конструкция позволяет: - выполнить трансформатор с любым требуемым коэффициентом трансформации (по требованию заказчика); - повысить надежность трансформатора за счет изменения установки и крепления концентрических потенциальных экранов; - снизить трудоемкость за счет изменения раскрепления комплекта вторичных обмоток; - упростить сборку за счет изменения схемы вывода первичной обмотки, позволяющую применить торцевые уплотнения как более надежные (что исключает утечку газа); - снизить напряженность поля за счет распределения потенциала на большой части длины опорной колонки; - конструктивно реализовать возможность изменения коэффициента трансформации с максимально упрощенной технологической сборкой при изготовлении и при переключении в эксплуатации. Надежность и Простота раскрепления комплекта вторичных обмоток позволяет повысить в целом надежность трансформаторе при транспортировке. Заявляемое изобретение поясняется чертежом. На фиг. 1, 2- предлагаемый высоковольтный трансформатор тока, общий вид; на фиг. 3 - сечение А-А фиг. 2; на фиг. 4 -сечение Б-Б фиг. 1; на фиг, 5-7 - установка и крепление первичного П-образного проводника; на фиг. 8 - установка вторичной системы относительно трубы отводов; на фиг. 9, 10 - крепление дискообразных торцов потенциальных концентрических экранов. Предлагаемый высоковольтный трансформатор тока с газовой изоляцией содержит цилиндрический корпус 1 с эллиптическим колпаком 2, в котором расположены первичная обмотка 3, комплект вторичных обмоток 4 с заземленным электростатическим экраном 5. опорную колонку в виде заземленной трубы отводов 6 с системой концентрических потенциальных экранов 7, помещенную в изоляционную покрышку 8 с ребрами 9. которая соединена с корпусом 1 через плоскую опорную плиту 10, выполненную из проводникового немагнитного материала и соединенную с верхним цилиндрическим фланцем 11 покрышки 8, и составляющая с ним одно целое - фланец - плита. Нижней своей частью покрышка 8 установлена на цоколь 12. Через окно 13 комплекта вторичных обмоток 4 проходит первичная обмотка 3. Первичная обмотка 3, для возможности изменения коэффициента трансформации, выполнена из нескольких параллельных П-образных проводников 14, изолированных друг о т др уга изоляционными прокладками 15 и закрепленных по торцам с помощью изоляционных цилиндрических стаканов 16, которые, в свою очередь, фиксируются винтом 17. Например, проводник 14 П-образной формы имеет полуцилиндрический горизонтальный участок 18 и стойки 19, которые выполнены неразборными (сварными) и составляют одно целое, а стойки 19 установлены на расстоянии от торцов горизонтального участка 18, и, таким образом, свободные торцы горизонтальных участков 18 проводников 14 соединены между собой с помощью установленных на торцах изоляционных стаканов 16. Концы стоек 19 проводника 14 заканчиваются контактными элементами 20. Стойки 19 (кроме одной) подсоединяются через проходные изоляторы 21 к выводам 22. на которых установлены контактные лопатки 23 для соединения с линейными вводами Л1, Л2. Стойки 19 соединены с плитой 10 через проходные изоляторы 21. проходящие через плиту 10 и выполненные с торцевыми уплотнениями 24 в плите 10, создающими герметичность корпуса Т с плитой 10. При этом стойки 19 П-образных проводников 14 установлены под углом по отношению к опорной плите 10 и друг к др угу для увеличения жесткости раскрепления. Одна из стоек 19 первичной обмотки 3 (проводника 14) непосредственно закреплена к опорной плите 10. а остальные проходят через опорную плиту с помощью проходных изоляторов 21 и снаружи опорной плиты 10 закреплены с помощью гайки и контргайки (не показаны). Внутри электростатического экрана 5 выполнено цилиндрическое кольцо 25. охватывающее вторичные обмотки 4. Цилиндрическое кольцо 25 выполнено из алюминиевого литья; к нему крепится выходная труба отводов 6 и распорные (опорные) изоляторы 26; оно защищает комплект вторичных обмоток 4 от механических воздействий. Кольцо 25 выполнено с резьбовыми отверстиями 27, в которые крепятся распорные изоляторы 26, в которых, в свою очередь, запрессованы металлические вкладыши 28 (закладки), выполненные на конце с резьбой. Кольцо 25 со вторичными обмотками 4 расположено на трех распорных изоляторах 26, один из которых размещен перпендикулярно поверхности электростатического экрана 5, а два други х - симметрично первому, под углом друг к другу и к поверхности экрана 5. Такое размещение распорных изоляторов 26, несущих на себе вторичную систему, позволяет исключить возможность опрокидывания, при транспортировке трансформатора, вторичной системы с экраном 5. На плите 10 установлены металлические бобышки 29, выполненные с ней как одно целое. В бобышках 29 раскреплены распорные изоляторы 26, удерживающие цилиндрическое кольцо 25 с заключенными в нем вторичными обмотками 4. Бобышки 29 могут выполняться разной высоты, что существенно упрощает сборку вторичной системы с экраном 5 и уменьшает длину распорных изоляторов 26 и Прикладываемые к ним усилия. Вмонтированные в кольцо 25 опорные концы распорных изоляторов 26 опираются на бобышки 29, приваренные на плоский плите 10. Соединение опорного конца распорного изолятора 26 с бобышкой 29 осуществляется болтом 30. Распорные изоляторы 26 закреплены внутри корпуса 1 на металлических бобышках 29, что повышает герметичность за счет уменьшения количества уплотняемых мест. Опорная плита 10 приварена к цилиндрическому фланцу 11, на котором выполнено посадочное место под уплотнения 31 фланца 11 изоляционной (полимерной) покрышки 8. Жесткое соединение выполнено между выводной трубой отводов 6 и цилиндрическим кольцом 25, охватывающим вторичные обмотки 4. Труба отводов 6 имеет общую ось с изоляционной покрышкой 8 и механически соединена с кольцом 25, охватывающим комплект вторичных обмоток 4. Система концентрических потенциальных экранов 7 распределена как на плите 10, так и в изоляционной покрышке 8. Торец каждого экрана 7 выполнен с одной стороны в виде дискообразного элемента (диска) 32, а с другой стороны в виде тороидального элемента 33. Верхние дискообразные торцы 32 экранов 7 размещены над плитой 10, а тороидальные торцы 33 расположены в нижней части изоляционной покрышки 8. Дискообразные торцы 32 экранов 7 соединены между собой изоляционными (эпоксидными) цилиндрами 34, расположенными перпендикулярно дисковым элементам 32, в которых залиты металлические (алюминиевые) вкладыши 35 для крепления дискообразных торцов 32, например, двух экранов 7. Экраны 7 в нижней своей части имеют тороидальные элементы 33, в которых вмонтированы перпендикулярно оси экранов 7 изоляционные распорки 36 для центрирования системы концентрических потенциальных экранов 7 в опорной колонке. Распорки 36 выполнены из изоляционного материала близкого по своим диэлектрическим характеристикам к материалу изоляционной покрышки 8, что позволяет снизить напряженности электрического поля в толще и на поверхности покрышки 8. В цоколе выполнен механизм натяжения (например, гайка 37 и контргайка 38), которые опираются на плиту 39 цоколя 12. Ме ханизм натяжения позволяет дополнительно раскрепить комплект вторичных обмоток 4 по отношению к плите 10 и создать усилия, противодействующие перемещению комплекта вторичных обмоток 4 в вертикальном направлении. Вторичная система дополнительно раскрепляется натяжением выводной трубы отводов 6 с помощью выполненной на нижнем конце трубы 6 резьбы. С помощью гайки 37 и контргайки 38 выполняется резьбовое раскрепление (натяжение) с нижней стороны плиты 39 цоколя 12. Сборка предлагаемого высоковольтного трансформатора тока с газовой изоляцией осуществляется следующим образом: На цоколь 12 устанавливается изоляционная покрышка 8, на которую устанавливается плоская опорная плита 10, составляющая одно целое с верхним цилиндрическим фланцем 11 покрышки 8. На плите 10 раскрепляется система концентрических потенциальных экранов 7. На плиту 7 устанавливается комплект вторичных обмоток 4 так, чтобы ось трубы отводов 6 совпадала с осью концентрических экранов 7, а распорные изоляторы 26 комплекта вторичных обмоток 4 установились на бобышки 29 плиты 10, после чего комплект вторичных обмоток 4 подтягивается и закрепляется с помощью механизма натяжения. Труба отводов 6 натягивается за счет довинчивания гайки 37 механизма натяжения. После этого в окно 13 устанавливается первичная обмотка 3 и закрепляется через стойки 19 на проходных изоляторах 21. Затем комплект вторичных обмоток 4 закрывается корпусом 1 с установленной на нем защитной мембраной 40, служащей для предотвращения повышения давления в трансформаторе тока выше расчетного рабочего.