Високовольтний імпульсний конденсатор з плівковим діелектриком

Високовольтний імпульсний конденсатор з плівковим діелектриком, що містить корпус з розміщеним у ньому пакетом конденсаторних секцій з вставними струмовиводами, кришку, високовольтні виводи конденсатора, вставні струмовиводи 3 плоских струмопровідних шин загнуті і покладені на вставні струмовиводи крайніх секцій пакета конденсаторних секцій. Ознаками, що збігаються з суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, є наступні високовольтний імпульсний конденсатор містить корпус з розміщеним у ньому пакетом конденсаторних секцій з вставними струмовиводами, кришку, високовольтні виводи конденсатора, вставні струмовиводи кожної секції виведені на верхній торець секції пакета конденсаторних секцій, рознесені в різні сторони по ширині секції та електрично з'єднані з сусідніми секціями. До причин, що перешкоджають одержанню очікуваного технічного результату, варто віднести те, що конструкція конденсатора не забезпечує його тривалу надійну експлуатацію в позаштатних режимах роботи, коли величина розрядного струму в конденсаторі може перевищувати його номінальне значення. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення високовольтного імпульсного конденсатора з плівковим діелектриком шляхом зміни конструкції пакета секцій та електричного з'єднання елементів конденсатора, що дозволить забезпечити експлуатацію конденсатора у позаштатних режимах з високими величинами розрядного струму, і за рахунок цього підвищити надійність його роботи в цілому. Суть корисної моделі полягає в тому, що високовольтний імпульсний конденсатор з плівковим діелектриком, що містить корпус з розміщеним у ньому пакетом конденсаторних секцій з вставними струмовиводами, кришку, високовольтні виводи конденсатора, вставні струмовиводи кожної секції виведені на верхній торець секції пакета конденсаторних секцій, рознесені в різні сторони по ширині секції та електрично з'єднані з сусідніми секціями, згідно з корисною моделлю, пакет конденсаторних секцій виконаний у вигляді двох однакових пакетів конденсаторних секцій, які з'єднані між собою паралельно високовольтними виводами конденсатора і розташовані поруч по ширині корпусу конденсатора, при цьому ширина кожного з пакетів конденсаторних секцій дорівнює: Вп=·(Вк/2), де Вп - ширина пакета конденсаторних секцій;  - коефіцієнт, який обумовлений величиною робочої напруги конденсатора; Вк - ширина корпусу конденсатора. Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак корисної моделі, що заявляється, і очікуваним технічним результатам, необхідно відзначити наступне. Ознаки «пакет конденсаторних секцій виконаний у вигляді двох однакових пакетів конденсаторних секцій, які з'єднані між собою паралельно високовольтними виводами конденсатора і розташовані поруч по ширині корпусу конденсатора, при цьому ширина кожного з пакетів конденсаторних секцій дорівнює: Вп=·(Вк/2), де Вп - ширина пакета конденсаторних секцій;  - коефіцієнт, який обумовлений величиною робочої напруги конденсатора; Вк - ширина корпусу конденсатора» дозволяє експлуатувати конденсатор у позаштатних режимах з 60122 4 високими величинами розрядного струму, і за рахунок цього підвищити надійність його роботи в цілому. Всі високовольтні імпульсні конденсатори експлуатуються у своєму конкретному режимі, в якому жорстко обговорені параметри розряду, наприклад, номінальне значення амплітуди розрядного струму. Так для високовольтних імпульсних конденсаторів, що експлуатуються в електрогідроімпульсних установках по очищенню виливків, амплітуда розрядного струму звичайно не перевищує 10 кА. Однак, іноді в реальних умовах виникають позаштатні ситуації, коли за рахунок зменшення опору розрядного проміжку амплітуда розрядного струму різко збільшується, при цьому її величина досягає порядку 20 кА. Експлуатація високовольтного імпульсного конденсатора в режимі з підвищеним значенням розрядного струму приводить до сильного нагрівання його струмоведучих частин. При тривалій експлуатації можливий вихід конденсатора з ладу за рахунок руйнування контактних з'єднань струмоведучих частин у результаті їх локального перегріву або в результаті високих динамічних навантажень, що виникають при роботі конденсатора. Виконання пакета конденсаторних секцій у вигляді двох однакових пакетів секцій, з'єднаних між собою паралельно, дозволяє вдвічі знизити величину розрядного струму, що проходить крізь пакет секцій, що особливо актуально при експлуатації в режимах, коли робоче значення розрядного струму значно вище його номінального. Необхідно відзначити також те, що застосування такого електричного з'єднання двох пакетів між собою дозволяє удвічі зменшити активний опір пакета секцій, а це у свою чергу знижує втрати енергії в конденсаторі, які йдуть на нагрівання його струмоведучих частин. Коефіцієнт а, обумовлений величиною робочої напруги конденсатора, характеризує товщину електричної ізоляції пакета конденсаторних секцій. Він вибирається експериментально в кожному випадку конкретно в залежності від величини робочої напруги конденсатора для забезпечення електричної міцності і надійності при роботі конденсатора в номінальному режимі. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на Фіг.1 зображений поздовжній розріз конденсатора, на Фіг.2 - поперечний розріз конденсатора, на Фіг.3 - секція зі установленими в ній вставними струмовиводами. Високовольтний імпульсний конденсатор з плівковим діелектриком містить розміщений у корпусі 1 пакет конденсаторних секцій, виконаний у вигляді двох однакових пакетів конденсаторних секцій 2, які складаються з електрично зв'язаних між собою секцій 3 з вставними струмовиводами 4, кришку 5, високовольтні виводи 6 й 7 з ізоляторами 8 і 9 відповідно та корпусну ізоляцію 10. Пакети конденсаторних секцій 2 з'єднані між собою паралельно високовольтними виводами конденсатора 6 й 7, і розташовані поруч по ширині корпусу конденсатора 1, при цьому ширина кожного з пакетів конденсаторних секцій 2 дорівнює: Вп=·(Вк/2), де Вп - ширина пакета конденсаторних секцій;  - коефіцієнт, обумовлений величиною 5 робочої напруги конденсатора; Вк - ширина корпусу конденсатора. Секції 3 конденсатора виконані плоскопресованими із плівкового діелектрика (Фіг.3), вставні струмовиводи 4 кожної секції 3 виведені на верхній торець секції пакета конденсаторних секцій 2, рознесені в різні сторони по ширині секції та електрично з'єднані із сусідніми секціями. Паралельне з'єднання пакетів конденсаторних секцій 2 виконане за допомогою високовольтних виводів конденсатора 6 й 7, які припаяні до вставних струмовиводів 4 крайніх секцій пакетів 2. В якості високовольтних виводів 6 і 7 використаний мідний багатожильний провід марки ПЩ. Корпус конденсатора 1 і кришка 5 виконані металевими, та герметично з'єднанні між собою зварюванням. Товщина корпусної ізоляції 10 залежить від величини робочої напруги конденсатора і визначається коефіцієнтом . Принцип роботи конденсатора полягає в накопиченні електричної енергії з подальшим її виділенням у навантаження за малий проміжок часу. 60122 6 На основі технічного рішення, що заявляється, в ІІПТ НАН України створений і випробуваний високовольтний імпульсний конденсатор з плівковим діелектриком ИМП-50-1 на номінальну напругу 50 кВ і номінальною ємністю 1 мкФ. По ширині корпусу конденсатора розташовані два паралельно з'єднаних однакових пакета конденсаторних секцій з плівковим діелектриком, просоченим трансформаторним маслом. Робоча напруга конденсатора становить 50 кВ, необхідна товщина ізоляції пакета секцій від корпусу становить 4 мм, коефіцієнт  дорівнює 1,093. Конденсатор допускає експлуатацію в режимах при амплітуді розрядного струму до 20 кА, середній ресурс конденсатора становить 7 1,5·10 зарядів-розрядів. Таким чином корисна модель конденсатора з плівковим діелектриком, що заявляється, забезпечує експлуатацію конденсатора в позаштатних режимах з високими величинами розрядного струму, і підвищує надійність його роботи в цілому. 7 Комп’ютерна верстка А. Рябко 60122 8 Підписне Тираж 24 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