Високовольтний імпульсний конденсатор

Изобретение относится к области электротехники, в частности, к импульсным высоковольтным конденсаторам с диэлектрическим корпусом, и может быть использовано при изготовлении накопителей электрической энергии в генераторах. Известен высоковольтный конденсатор, содержащий жесткий и герметичный изоляционный корпус, запрессованный между его стенками и пропитанный жидким диэлектриком пакет секций, а также подключенные к секциям токовыводы. Этот конденсатор обладает повышенной энергоемкостью, улучшенными массогабаритными показателями, однако к его недостаткам относится отсутствие возможности компенсации возникающих избыточных давлений как внутри, так и снаружи корпуса за счет температурных колебаний и теплового расширения масла. Это приводит к снижению прочности корпуса, нарушениям герметичности а следовательно, и уменьшению срока службы конденсатора. В основу изобретения поставлена задача создания высоковольтного импульсного конденсатора, в котором уменьшение массогабаритных характеристик обеспечивается исключением вспомогательных устройств из внутреннего пространства корпуса при сохранении механической прочности в режиме температурных колебаний, за счет чего достигается повышение удельной энергоемкости конденсатора. Поставленная задача решается тем, что в высоковольтном импульсном конденсаторе, содержащем жесткий изоляционный корпус, запрессованный между его стенками и пропитанный жидким диэлектриком пакет секций, а также подключенные к секциям токовыводы, согласно изобретению, введены компенсаторы избыточного давления в виде мембран, размещенные в стенках корпуса и образованные выемками в них; корпус выполнен из термореактивного материала, при этом суммарная площадь поверхности выемок в стенках корпуса не превышает 1/3 всей площади его поверхности. Выполнение компенсаторов в виде выемок в стенках корпуса позволяет не увеличивать для них габариты устройства, так как компенсатор является одновременно частью стенки корпуса. Масса же конденсатора уменьшается за счет массы выбранного материала. При этом сохраняется механическое обжатие пакета секций за счет толстых стенок корпуса, обеспечивающих необходимую жесткость, а температурные перепады давлений погашаются деформациями компенсаторов. Выполнение корпуса из термореактивного материала обеспечивает его жесткость при колебаниях температуры, так как при этом возможно повышение температуры стенок корпуса, применение термореактивного материала позволяет избежать ослабления обжима пакета секций и необратимой деформации корпуса с потерей первоначальной формы. Выбранное соотношение площадей корпуса и компенсаторов позволяет как сохранить жесткость корпуса; а следовательно, начальное обжатие пакета секций, так и компенсировать избыточные давления внутри конденсатора. При таком соотношении площадей обеспечивается достаточно однородная по площади пакета величина степени запрессовки, различие которой по площади пакета, контактирующей с жесткими стенками корпуса и находящейся против компенсаторов, лежит в пределах технологического допуска. Таким образом, процесс развития техники приводит к разделению конденсатора на функциональные зоны с определенной специализацией, но не по блокам, как это было во всех предшествующи х устройства х, а по частям корпуса. Корпус, согласно изобретению, - элемент с переменным (по зонам) свойствами, причем свойства эти меняются скачком в полном соответствии с условиями работы этих зон. В любой зоне свойства находятся в соответствии с характером нагрузок. Весь корпус сохраняет свойство жесткости обеспечивая запрессовку пакета секций, а его часть - компенсатор свойство деформируемости, позволяя погасить любые избыточные давления внутри или снаружи корпуса. Притом происходит это без введения дополнительных элементов во вн утрикорпусное пространство, а значит габариты и масса конденсатора сокращаются до величины своего естественного предела - величины пакета секций. Габариты и масса устройства снижаются как по сравнению с конденсаторами с жесткими стенками, так и по сравнению с конденсатором с эластичными стенками за счет исключения элементов, встроенных во вн утрикорпусное пространство. Пример выполнения конденсатора показан на чертежах, где на фиг.1 - общий вид устройства; на фиг.2 - вид сбоку. Конденсатор содержит корпус 1 с деформируемыми компенсаторами 2, образованными выемками в стенках корпуса 1. Внутри корпуса 1 запрессован пакет 3 секций, пропитанный жидким диэлектриком. К пакету 3 секций подключены токовыводы 4. Изоляционный корпус 1 выполнен из термореактивного материала, например, из полиуретана или капролактанов и др. Толщина стенки корпуса 1 определяется механической прочностью при запрессовке пакета 3 секций, а толщина стенки компенсатора 2 - условиями и возможностями принимать различную форму при изменении объема жидкости в конденсаторе. Предпочтительной является такая форма, при которой в случае максимального расширения объема жидкости поверхность компенсатора 2 не выступает за наружную и внутреннюю поверхности стенок корпуса 1. На чертеже показаны компенсаторы 2 в форме волнообразных складок. На фиг.2 показан вариант выполнения компенсаторов 2 в выемках круглой формы. Такая форма выемок оптимальна с точки зрения прочности. Токовыводы 4 изображены с двух противоположных торцов конденсатора. Возможны другие варианты расположения токовыводов 4 (например, с одного торца - при этом индуктивность конденсатора минимальна). Работа устройства осуществляется путем пластического перемещения стенок компенсаторов 2 корпуса 1 при изменении давления внутри или снаружи конденсатора (как правило, вследствие температурных изменений). При увеличении температуры объем пропитывающего пакет 3 секций диэлектрика увеличивается, что приводит к увеличению давления внутри конденсатора, стенки компенсатора 2 выгибаются; при уменьшении температуры - втягиваются, уравнивая тем самым давление внутри и снаружи конденсатора. При этом толстые стенки корпуса 1 обеспечивают необходимую степень запрессовки пакета 3. Таким образом, выполнение конденсатора в соответствии с изобретением позволяет существенно уменьшить его габариты и массу, а, следовательно, увеличить удельную энергоемкость, сохранив при этом высокую прочность и взрывобезопасность. Опытный образец устройства позволяет надежно компенсировать температурные перепады до 55°C.