Пресувальне кільце обмотки трансформатора

Пресувальне кільце обмотки трансформатора, що складається із шарів електрокартону, склеєних полімером, яке відрізняється тим, що воно виконане набірним з шарів, що мають форму кільця і розташовані вздовж вертикальної осі, і складені смугами мірної довжини, що вкладені за заданою схемою. верхні кільця, коефіцієнта закриття поверхні кільця шунтами, конструкції магнітних шунтів і способу їх встановлення по поверхні кільця. Найближчим до запропонованого рішення є конструкція пресувального кільця, [Moser N.P. „Transformer board. Die Verwendung von Transformer board in Grossleistungsfansformatoren." Sonderdruck der Zeitschrift Scientia Electrica. Umschiaqbild: Ausleitung 750 kv © 1979 h.p. Moser, H. Weidmann AG, Rapperswil Gesamtherstelung: Bizkhauzer AG, Baze.] Кільце виконано у вигляді набраних шарів листового електрокартону, що склеєні між собою полімером. Функціонально пресувальне кільце передає зусилля пресування до обмотки, що підвищує її динамічну стійкість в експлуатації. Зусилля пресування обмотки з допомогою кільця досягають значної величини і не повинні бути меншими електродинамічних зусиль, виникаючих в режимах коротких замикань. У порівнянні з металічним кільцем, кільце з електрокартону, для забезпечення необхідних характеристик міцності, має більші розміри поперечного розрізу. Це необхідно, але цього недостатньо, з практики відома втрата механічної міцності пресувальних кілець з електрокартону. Для вияснення причин, що призводять до втрати механічної міцності кілець, розглянемо ряд питань, які визначають цю проблему. Розглянемо схему передачі зусиль пресування від пресувальних пристроїв через пресувальне кільце до обмотки. ю со CD О) 6645 Зовнішні зусилля від пресувальних пристроїв виникають у пресувальному кільці за його периметром у кількох опорних місцях. Передача зусиль пресування від кільця до обмотки відбувається через опору ізоляцію (опорні кільця, стовпи дистанційних прокладок), розподілену по периметру обмотки. Кількість опорних місць "кільце обмотки" значно більша кількості опор "пресувальних прокладок", розподілених по периметру обмотки. Кількість опорних місць "кільце обмотки" значно більша кількості опор "пресувальний пристрій кільце обмотки", що визначається конструктивними можливостями вузла пресування. В місцях, де розміщення пресувальних пристроїв по осі співпадають з розміщенням опор по периметру обмотки (стовпи дистанційних прокладок), зусилля пресування на обмотку передаються безпосередньо через пресувальне кільце. Всі інші опори по периметру обмотки отримують зусилля від пресувального кільця за рахунок просторової шорсткості і механічної міцності кільця. Розглянемо умови, в яких працює пресувальне кільце з електрокартону, при передачі зусиль пресування на обмотку і виділяємо основні фактори, що виливають на надійну роботу кільця. Умови праці кільця в місяцях всіх опор відносно обмотки будуть різними. В місцях, де має місця співвісна передача зусиль - "пресувальний пристрій - кільце обмотки", кільце зазнає зусилля чистого стиснення. У місцях опор - "кільце обмотки", передача зусиль пресування відбувається консольне, від опорних місць прикладення зусиль від пресувальних пристроїв, у зонах опор "кільце обмотки" кільце зазнає зусилля на вигин. У реальних умовах експлуатації трансформаторів відбуваються сповільнені безперервні в часі процеси усадження ізоляції, в тому числі опорної і опор "кільце обмотки". Очевидно, швидкість усадження ізоляції буде більше біля опор, де зусилля від пристроїв пресування прикладаються безпосередньо до кільця, ніж біля опор, де зусилля пресування прикладаються консольно. Таким чином, з'являються умови просторової різновисокості опор обмотки відносно кільця, яка в часі має тенденцію безперервно зростати. При цьому необхідно врахувати, що при виконанні першого процесу пресування технологічно дуже складно забезпечити повну відсутність різновисокості опор при рівномірному розподілу зусиль за опорами. Таким чином, приходимо до висновку, що в реальних умовах має місце різновисокість опор, прогресуюча в часі, що викликає залишкову деформацію пресувального кільця з електрокартону у вигляді тріщин в шарах полімеру (сколювання) між шарами електрокартону, виникаючу під дією деформації кільця на вигин в зоні опор "кільце обмотки". Виділені фактори є основною причиною появи тріщин у кільці. Окрему роль в цьому відіграють характеристики міцності полімеру та їх залежність від темпера тури. Вибір полімерного зв'язуючого, що має достатню механічну міцність і пружні властивості може у значній мірі компенсувати його руйнування при температурі зовнішнього середовища. Однак при високих температурах, наприклад, при температурній обробці, коли механічна міцність полімеру зменшується, його руйнування зростає. З вищевикладеного витікає, що працездатність пресувальних кілець з електрокартону в основному залежить від особливості конструкції кільця і в меншій мірі від характеристик зв'язуючого полімеру і електрокартону. Спільними з прототипом ознаками є: виготовлення пресувальних кілець обмотки трансформатора з шарів електрокартону, що склеєні полімером. В основу корисної моделі поставлено задачу розробити пресувальне кільце обмотки трансформатора, яке шляхом виконання його набірним, уздовж вертикальної осі, з шарів електрокартону, які мають форму кільця та склеєні полімером, при цьому шари складені смугами мірної довжини та вкладені за заданою схемою, що дозволяє уникнути руйнування полімеру кільця, знизити його механічну напругу, вагу та габарити і відповідно габаритні розміри трансформатора за висотою, що збільшує економічну ефективність його використання. Суттєвими ознаками запропонованого рішення є: - виконання пресувального кільця обмотки трансформатора набірним з шарів електрокартону, що склеєний полімером, які мають форму кільця; - розміщення шарів вздовж вертикальної осі; - шари складені смугами мірної довжини та вкладені за заданою схемою. З точки зору економічної ефективності кільця, що складені зі склеєних шарів електрокартону, у вигляді пакету шайб, при наявності великих відходів, мають низький коефіцієнт використання матеріалу. Відмінними від прототипу ознаками є: - виконання шарів у формі кілець, які розміщені аксіально і розташовані вздовж вертикальної осі. Кільце з аксіальним розміщенням шарів електрокартону складається зі смуг визначеної довжини, які вкладені відносно один одного за заданою схемою: по евольвентній дузі, шихтовані (концентрично або по гвинту). Аксіальне розміщення шарів електрокартону в кільці дозволяє усунути розглянуті вище недоліки в працездатності кілець. На Фіг.1 представлена запропонована конструкція пресувального кільця обмотки трансформатора з електрокартону. Особливості конструкції в тому, що шари електрокартону, склеєні полімером, утворюючі кільця, розміщені у вздовж вертикальної осі. Кільце з аксіальним розміщенням шарів електрокартону складається зі смуг визначеної довжини, вкладених відносно один одного за такими схемами: у вигляді визначеної кількості шарів (Фіг.1 а); по евольвентній дузі (Фіг.16); шихтовані (концентрично або по гвинту (Фіг.1 в, 1г). Аксіальне розміщення шарів електрокартону в кільці дозво 6645 полімеру не відбувається, тріщини в полімері (сколювання) буде відсутніми Очевидно, що особливість запропонованої конструкції пресувального кільця з більшими функціональними можливостями дозволяє зменшити вагу й розмір перерізу кільця і ВІДПОВІДНІ габаритні розміри трансформатора по висоті, що збільшує економічну ефективність їх використання Виробництво пресувальних кілець запропонованої конструкції економічно ефективно, оскільки дозволяє реалізовувати безвідходне роздрібнозаготівельне виробництво ляє усунути розглянуті вище недоліки в працездатності кілець Напрямок пресувальних зусиль в КІЛЬЦІ співпадає з аксіальною орієнтацією шарів електрокартону і зв'язуючого полімеру, що відповідає максимальній просторовій площині кільця при консольній передачі зусиль пресування до опор "кільце обмотка", тому ДІЮЧІ вигинальні моменти між опорами не викличуть суттєвої деформації згину кільця біля опор, шари полімерного зв'язуючого не будуть зазнавати критичних механічних напруг на розтягування або стиснення, руйнування г If 1 і ill Ok r~.... *i 1 1 I 1! 1 6) • M l 1 в) -MM—+— Ok сік 11 r) -II- +— 1 f li JS.\ ФІг. 1 Комп ютерна верстка Д Шеверун Підписне Тираж 28 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 - 4 2 , 01601