Високовольтний конденсатор

Високовольтний конденсатор, що містить корпус з виводами, всередині якого розміщено пакет 3 перешкоджає здійсненню якісного рівномірного просочення діелектрика, який розділяє обкладки секцій рідиною, що просочує. У відомому технічному рішенні коефіцієнт запресовування (0,92-1), що забезпечується за допомогою стяжних щік та процесу запресовування, дозволяє застосовувати в конструкції конденсатора тільки паперовий або комбінований паперово-плівковий діелектрик, де папір служить "ґнотом", що втягує рідину, що просочує, і не дозволяє застосовувати чисто плівковий діелектрик, який має більш високу електричну міцність в порівнянні з перерахованими діелектриками. При коефіцієнті запресовування, що дорівнює 1, тобто при відсутності зазорів між самим діелектриком і обкладками секції, взагалі неможливе просочення плівкового діелектрика, що, відповідно, знижує його електричну міцність. Крім того, якщо площа стяжних щік менш за площу крайніх секцій пакета секцій, хомут, що стягує щоки, викликає перетиснення діелектрика і обкладок на краях секцій, що веде до зниження електричної міцності діелектрика. Таким чином, відома конструкція високовольтного конденсатора не забезпечує його тривалої надійної експлуатації в номінальному режимі. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення високовольтного конденсатора шляхом зміни його конструктивних елементів і матеріалу конденсаторного діелектрика, що дозволить забезпечити рівномірний розподіл тиску на пакет секцій при його запресовуванні та високу електричну міцність діелектрика і за рахунок цього розширити технічні можливості конденсатора та забезпечити його тривалу надійну експлуатацію в номінальному режимі. Сутність корисної моделі полягає в тому, що високовольтний конденсатор, що містить корпус з виводами, всередині якого розміщено пакет секцій, що складається з секцій, утворених обкладками з фольги, розділеними діелектриком, і стяжних щік, що охоплюють крайні секції пакета, згідно з корисною моделлю, що діелектрик, який розділяє обкладки з фольги, виконаний із шарів полімерних плівок, а стяжні щоки виступають по обидва боки по ширині крайніх секцій пакета на відстань 1,52,5мм, при цьому коефіцієнт запресовування пакета секцій дорівнює 0,8-0,85. Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак корисної моделі, що заявляється, і очікуваним технічним результатом, необхідно відзначити наступне. Високовольтний конденсатор складається із секцій, що намотуються із двох металевих стрічок (обкладок), розділених шаром діелектрика, який складається з декількох шарів конденсаторного паперу, полімерної плівки або їх комбінації. З метою підвищення електричної міцності конденсатора мікрозазори між шарами діелектрика та між самим діелектриком і обкладками заповнюються рідким діелектриком, здійснюється так зване просочення конденсатора. Залежно від типів діелектрика та діелектричної рідини, що застосовуються, змінюється й величина цих мікрозазорів, які утворюються при запресовуванні конденсаторних секцій і характеризуються коефіцієнтом запресову 50215 4 вання. Запресовування конденсаторних секцій здійснюється за допомогою стяжних щік і хомутів, що стягують щоки. Якщо в конструкції високовольтного конденсатора не буде забезпечений необхідний коефіцієнт запресовування, це приведе до недопросочення діелектрика, а відповідно, до зниження його електричної міцності та швидкого виходу з ладу всього конденсатора. Ширина секції Вс, що намотується, визначається за загальновідомою формулою D0 hc , c 2 де D0 - діаметр намотувальної оправки, мм; hc - товщина секції, мм. Однак, як показує досвід, намотувальні матеріали часто мають позитивний допуск по товщині матеріалу і при запресовуванні секцій у пакет відбувається сильне невраховане розпушення секцій на згинах, тобто розрахункова ширина секцій виявляється менше за реальну. Величина цього розпушення залежить від коефіцієнта запресовування секцій - чим він менше, тим розпушення більше, та від товщини секції - чим секція товстіше, тим розпушення більше. Таким чином, при зборці пакета секцій, для того щоб діелектрик секцій на згинах не був перетиснений або ушкоджений хомутами, що стягають щоки, необхідно, щоб ширина щік була більше за розрахункову ширину секції. Відмітна ознака: «діелектрик, що розділяє обкладки з фольги, виконаний із шарів полімерних плівок» забезпечує високу електричну міцність конденсатора, тому що діелектрик на основі полімерних плівок за умови забезпечення його якісного просочення має найбільш високу електричну міцність у порівнянні із паперовим і комбінованим паперово-плівковим діелектриками, які застосовувають в конструкціях високовольтних конденсаторів. Відмітна ознака: "стяжні щоки виступають по обидва боки по ширині крайніх секцій пакета на відстань 1,5-2,5мм, при цьому коефіцієнт запресовування пакета секцій дорівнює 0,8-0,85" забезпечує рівномірний розподіл тиску на пакет секцій при його запресовуванні та високу електричну міцність діелектрика на основі полімерних плівок. Якщо стяжні щоки виступають по обидва боки по ширині крайніх секцій пакета на відстань менш, ніж 1,5мм, то існує ризик перетиснення або пошкодження діелектрика і обкладок на згині секцій хомутами, а якщо вони виступають більш ніж 2,5мм, то краї стяжних щік при стягуванні їх хомутами загинаються і відбувається перетиснення діелектрика та обкладок на згинах секцій, крім того, це веде до збільшення габаритних розмірів пакета секцій і необґрунтованій витраті матеріалів. В ІІПТ НАН України проводилися експериментальні дослідження електричної міцності різних діелектричних систем на основі полімерних плівок при різних коефіцієнтах запресовування. На основі проведених досліджень, залежно від в'язкості діелектрика, що просочує, обрані наступні коефіцієнти запресовування для різних комбінацій полімерних плівок: 5 50215 - при використанні гладких полімерних плівок коефіцієнт запресовування становить від 0,8 до 0,82; - при використанні шорстких полімерних плівок коефіцієнт запресовування становить від 0,83 до 0,85; - при використанні комбінацій гладких і шорстких плівок коефіцієнт запресовування становить від 0,81 до 0,83. Таким чином, сукупність суттєвих ознак високовольтного конденсатора, забезпечує рівномірний розподіл тиску на пакет секцій при його запресовуванні та високу електричну міцність діелектрика і за рахунок цього розширює технічні можливості конденсатора та забезпечує його тривалу надійну експлуатацію в номінальному режимі. Суть корисної моделі пояснюється прикладеним кресленням, де на Фіг.1 зображено поздовжній розріз високовольтного конденсатора, на Фіг.2 - поперечний розріз конденсатора, на Фіг.3 - обкладки секції з розташованими між ними шарами полімерної плівки. Високовольтний конденсатор містить корпус 1 з виводами 2 і 3, усередині якого розміщено пакет секцій 4, який складається з плоско пресованих конденсаторних секцій 5, утворених обкладками з фольги 6, розділеними діелектриком 7, і стяжних щік 8, що охоплюють крайні секції 5 пакета секцій 4. Діелектрик 7, що розділяє обкладки 4 виконаний із шарів полімерних плівок, а стяжні щоки 8 виступають по обидва боки по ширині крайніх секцій 5 Комп’ютерна верстка А. Рябко 6 пакета секцій 4 на відстань 1,5-2,5мм. Пакет секцій 4 з стяжними щоками 8 запресовано з коефіцієнтом запресовування 0,8-0,85 та зафіксовано в підтисненому стані за допомогою хомутів 9. Принцип роботи конденсатора полягає в накопичувані електричної енергії з подальшим її виділенням у навантаження за малий проміжок часу. На основі технічного рішення, що заявляється, в ІІПТ НАН України створено високовольтний конденсатор ИК-100-0,1 на номінальну напругу 100кВ і номінальною ємністю 0,1мкФ. Секції конденсатора намотані з обкладками із алюмінієвої фольги, розділеними діелектриком з полімерних плівок двох шарів односторонньо шорсткої поліпропіленової плівки й одного шару гладкої поліетилен терефталатної плівки. Плівковий діелектрик просочений поліметилсілоксановою рідиною ПМС-20 з кінематичною в'язкістю 20сСт. Секції зібрано в пакет і зафіксовано в підтисненому стані за допомогою стяжних щік. Стяжні щоки виступають по обидва боки по ширині крайніх секцій пакета на відстань 1,5мм. Коефіцієнт запресовування дорівнює 0,83. Середній ресурс конденсатора становить 1,5·105 зарядів-розрядів. Таким чином корисна модель, що заявляється, дозволяє забезпечити рівномірний розподіл тиску на пакет секцій при його запресовуванні та високу електричну міцність діелектрика і за рахунок цього розширює технічні можливості конденсатора та забезпечує його тривалу надійну експлуатацію в номінальному режимі. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601