Трансформатор високої напруги і великої потужності з розподілюючим екраном долюка

1. Трансформатор високої напруги (ВН) і великої потужності з приєднаним до лінійного виводу обмотки ВН розподілюючим екраном (РЕ), що являє собою ланцюг послідовних електричних ємностей, розміщений на ближніх до лінійного виводу котушках із з'єднаних зигзагом ємнісних витків, сформований щонайменше двома пластами ізольованих обкладок, які мають у перерізі форму овалу та відокремлені одна від одної вдовж пласта зазорами, при цьому пласти взаємно зміщені по C2 2 87897 1 3 87897 4 них витків, сформований щонайменше двома пладних котушках обмотки а міжвиткових переходів на стами ізольованих обкладок, які мають у перерізі вільних від міжкотушкових прокладок смугах повеформу співвісних внутрішнього овалу і зовнішньорхні обмотки. го овалу та відокремлені одна від одної вздовж Трансформатор ВН і великої потужності з РЕ пласту зазорами, при цьому пласти взаємно зміДолюка пояснюється нижче приведеним описом і щені по довжині так, що середини обкладок одного кресленнями, де: пласту перекривають зазори сусіднього пласту. Фіг.1 - приклад будови РЕ по винаходу: Ця будова РЕ має технологічні переваги: а) розкладка пластин і переходів; з’єднання ємнісних витків з зустрічними струмами б) схема напрямів струмів в пластинах; в обкладках робить РЕ безіндуктивним і безколив) одиночна ізольована пластина у перерізі; вальним. г) дві пластини по винаходу у перерізі; Однак залишаються технологічні труднощі вид) два пласти прототипу у перерізі; готовлення ємнісних витків (намотка внутрішньої е,ж) форми переходів - згинань товщини пласобкладки, ізоляції, зовнішньої обкладки, пайка міктини із діелектричного остова, покритого фольгою; ровиводів). з) форма переходу - згинання довжини пласЗа прототип прийнята будова по патенту Укратини із суцільного провідника. їни №73849 пункт 2 як більш просунута до подоФіг.2 - порівняння схем з'єднання ємнісних вилання труднощів. тків РЕ по винаходу: Задача винаходу заключається в розробці таа,б) розкладка пластин і напрями струмів для кого устрою РЕ Долюка, щоб спрощував виготовсхеми з переходами на краях ємнісних витків; лення ємнісних витків та з'єднань між ними. Вирів,г) розкладка пластин і напрями струмів двох шення поставленої задачі забезпечує створення варіантів схеми з переходами на середині ємніснотрансформатора ВН і великої потужності з приєдго витка. наним до лінійного виводу обмотки ВН РЕ Долюка, На Фіг.1 приведено приклад будови трансфощо являє собою ланцюг послідовних електричних рматора ВН і великої потужності з РЕ по винаходу, ємностей, розміщений на ближніх до лінійного виприєднаним переходом а1 до лінійного виводу воду котушках із з'єднаних зигзагом ємнісних витобмотки ВН, що являє собою ланцюг послідовних ків, сформований щонайменше двома пластами електричних ємностей, розміщений на ближніх до ізольованих обкладок, які мають у перерізі форму лінійного виводу котушках із з'єднаних зигзагом овалу та відокремлені одна від одної вздовж пласємнісних витків (на 1а показано перший ємнісний ту зазорами, при цьому пласти взаємно зміщені по виток та перехід х2х3 до другого ємнісного витка і довжині так, що середини обкладок одного пласту частину другого ємнісного витка; перший ємнісний перекривають зазори сусіднього пласту, за рахувиток та другий ємнісний виток з'єднані зустрічно, нок того, що обкладки для усіх пластів виготовлені тобто зигзагом), сформований двома (це найу формі окремих ізольованих пластин, а з'єднання менше) пластами ізольованих обкладок, які мають між ємнісними витками виконане переходом - згиу перерізі форму овалу та відокремлені одна від нанням на середині ізольованої пластини, яка одної вздовж пласту зазорами (внутрішній пласт розміщена одною половиною у попередньому ємскладено із обкладки ах першого ємнісного витка нісному витку, а другою половиною у наступному (ЄВ) на довжину всього ЄВ1 та обкладки а´ другоємнісному витку; го ЄВ2 і т.д., а зазор між кінцями х цих обкладок при виготовленні пластини із суцільного провівикористано для утворення переходу х2х3 пласдника перехід між ємнісними витками виконано тиною зовнішнього пласту, який складено із вхідзгинанням довжини пластини, а при виготовленні ної лінійної обкладки а1х1, зазора з1, наступної пластини із діелектричного остова, покритого фообкладки а2х2с23х3а3, зазора з2 та подальшої льгою, перехід між ємнісними витками виконано обкладки ..., форма овалу у перерізі одиночної перегинаннями товщини пластини з перестановобкладки на 1в, при цьому пласти взаємно зміщені кою бокових стінок на переході; по довжині так, що середини С обкладок одного із сукупності з'єднаних ємнісних витків утворепласту перекривають зазори з сусіднього пласту но розімкнуте кільце з можливістю йога доставки (так середини С1 ..., С2 ... обкладок внутрішнього до обмотки, охвату ним відповідної частини обмопласту перекривають міжобкладочні зазори з1 тки та точного суміщення ємнісних витків з повер...з2...зовнішнього пласту, а середини С23... обхнями відповідних котушок з попаданням перехокладок зовнішнього пласту перекривають зазори дів між ємнісними витками РЕ на вільні від хх внутрішнього пласту), при цьому обкладки для виступаючих міжкотушкових прокладок смуги поусіх пластів виготовлені у формі ізольованих пласверхні обмотки. тин (ізольована пластина 1в має остов О овальної Технічні результати, що досягаються при виформи, металічну обкладку Μ овальну на поверхні користанні винаходу: остову та ізоляцію 0,5Δ на поверхні обкладки), а - створена конструкція РЕ зі з'єднанням ємнісз'єднання між ємнісними витками виконане перених витків переходами -згинанням пластини (без ходом - згинанням на середині ізольованої пласпаєк); тини, яка розміщена одною половиною у попере- створена конструкція РЕ, що складена із оддньому ЄВ, а другою половиною у наступному ЄВ нотипних одиночних ізольованих пластин, що за(так з'єднання між ЄВ1 та ЄВ2 виконане перехобезпечує кращий розподіл електричного поля між дом -згинанням х2х3 на середині С23 ізольованої пластинами і вищу електричну міцність ізоляції; пластини, яка розміщена однією половиною а2х2 у - створена конструкція РЕ, що забезпечує проЄВ1, другою половиною х3а3 у ЄВ2). сте і точне розміщення ємнісних витків на відпові 5 87897 6 При виготовлені пластини (остова - обкладки) му ЄВ. РЕ із трьох пластів має в 2 рази більшу із суцільного провідника (наприклад, обмоточного ємність відносно РЕ із двох пластів. проводу) перехід між ЄВ виконано згинанням довДобавочна локальна ізоляція країв обкладок жини пластини 1з); а при виготовленні пластини із виконана кількома слоями конденсаторної ізоляції діелектричного остову (для економії металу і змезі скруткою на торці (як у цукерки), або діелектричншення маси РЕ), покритого фольгою, перехід між ним клеєм чи лаком (наприклад, бакеліт). ЄВ виконано перегинанням товщини пластини з Необхідні різні фізичні та технологічні властиперестановкою бокових стінок на переході (так вості і параметри РЕ створені сукупністю засобів: зустрічний перехід 1е виконано перегинанням тоа) потрібний ланцюг послідовних ємностей вщини по лінії к1л1 з виходом задньої стінки S2 утворено одиночними ізольованими обкладками у пластини наперед переходу та перегинанням товформі пластин з розмірами по ширині і довжині як щини по лінії к2л2 з поверненням задньої стінки S2 у витка обмотки, ці ємності з'єднані послідовно пластини на своє місце; прямий перехід 1ж викопереходами -згинаннями самих ізольованих пласнано також двома перегинаннями товщини по літин; нях к1л1 та к2л2; в зустрічному переході лінії переб) шкідливе магнітне поле, що утворюється гинання взаємно перпендикулярні, а в прямому протіканням електричного ємнісного струму в витпереході - паралельні). ковоподібних обкладках, вилучено зустрічністю Струми в обкладках (Фіг.1б) ЄВ2 зустрічні до напрямів цих струмів, що одержано за рахунок струмів ЄВ1, що ліквідує магнітне поле, вилучає зустрічного з'єднання обкладок; індуктивність і власні високочастотні коливання в) зустрічне зигзагове з'єднання ємнісних витРЕ. ків утворило геометрично розімкнуте кільце, що Ємності утворені шляхом розміщення і притидало позитивні технологічні властивості, а саме: снення двох ізольованих пластин боковими стінохват цим кільцем потрібної частини обмотки, гаками (Фіг.1г), а не намоткою зовнішньої, більш вирантоване точне суміщення ЄВ з поверхнями відсокої і більш широкої обкладки на ізольовану повідних котушок обмотки та попадання переходів внутрішню обкладку (як це зроблено в прототипі, РЕ на вільні смуги поверхні обмотки. Фіг.1д). Геометрія ємності по винаходу привела до Робота трансформатора ВН і великої потужбагатьох позитивних технічних результатів: ності з РЕ Долюка має суттєві переваги: при дії 1) картина електричного поля стала симетричперенапруг на обмотку ВН половина імпульсного ною, з рівномірним розподілом напруженості (відструму протікає через ємнісний ланцюг РЕ і далі ношення максимальної напруженості на закруглечерез ємність ізоляції обмотки ВН на заземлені ному радіусом r ребрі до мінімальної напруженості частини трансформатора (бак, магніт), а залишена становить (r + 0,5 Δ): r, а в прототипі: (r +Δ): r; в обмотці половина імпульсного струму і визиває в 2) мала ширина ізольованої пластини 1в (ізо2 рази менші міжкотушкові перенапруги DU = і/К (К ляція одиночної пластини має половину товщини - ємність пари котушок). Зменшення в 2 рази DU ізоляції ємності 1г) зробило її механічно гнучкою, звільняє обмотку ВН від ряду конструктивних елещо дозволило виконання переходів згинанням ментів (збільшена товщина ізоляції проводу, збіізольованої пластини. льшені міжкотушкові ізоляційні канали, пайки пеПерегинання пластини по винаходу супровореходів), підвищує надійність, економічність, джується деформацією обкладки М, її остова О та конкурентність трансформатора. ізоляції 0,5Δ зі збереженням цілісності обкладки: Аналіз усіх винаходів по РЕ вказує, що гармотакі деформації допустимі тому, що перехід не нійне сприяння різнофізичних засобів конструктиввходить у склад ємності, де діє електрична напруним і технологічним покращенням та позитивний женість між пластами і де потрібно зберігати геозворотній вплив у даному винаході свідчать про метрію ребра радіусом r та структуру листів ізолядосягнуту досконалість, повноту і довершеність: ції, а є тільки з'єднувальним елементом без - конструкція обкладки у формі одиночної ізоградієнтного електричного поля. льованої пластини спростила технологію виготовНа Фіг.2 приведені і порівняні можливі схеми лення (замість намотки остова, внутрішньої обз'єднання ЄВ на прикладі РЕ із трьох пластів: схекладки, ізоляції, зовнішньої обкладки та пайки ма а,б) має зустрічні переходи на краях ЄВ, із сувиводів у винаході маємо виготовлення пластини, купності з'єднаних ємнісних витків утворено геомеізолювання пластини і далі зборка ЄВ зі згинаннятрично розімкнуте кільце з розривом Ρ між ми пластин без пайки виводів), покращила електпочатками (краї а) та кінцями (краї х) ЄВ з можлиричне поле і електричну міцність ізоляції між пласвістю його доставки до обмотки, охвату ним відпотинами обкладок; відної частини обмотки та точного суміщення ємні- зустрічне з'єднання ЄВ вилучило шкідливе сних витків з поверхнями відповідних котушок з магнітне поле і високочастотні коливання РЕ і одпопаданням переходів між ємнісними витками РЕ ночасно це утворило геометрично розімкнуте кільна вільні від виступаючих міжкотушкових проклаце, яке спростило зборку РЕ, зробило можливим док смуги поверхні обмотки. охват цим розімкнутим гнучким кільцем відповідної Схема в,г) має переходи в середині ЄВ, а геочастини обмотки і гарантовано точне розміщення метрично розмикальний розрив (р) сукупності з'єдЄВ і переходів на відповідних котушках і смугах наних витків утворено також між краями ЄВ; переповерхні обмотки. ходи можуть бути прямі х2х4 (схема г - верхня), Винахід дає можливість пристосування РЕ Доабо зустрічні х2х3 (схема г -нижня); розміщення люка до різних конкретних особливостей виробнипереходів на середині ЄВ призводить до зустрічків трансформаторів, а саме: ності струмів в обкладках кожної ємності в кожно 7 87897 8 - обкладку можна виготовити із тонкої фольги - схема з’єднання ЄВ може бути з переходами на електричному остові (остов - із картона товщина краях ЄВ, або в середині довжини ЄВ (для ною 0,5мм, або намоткою і плющенням трубки із останньої схеми є 2 варіанти переходів: прямий паперу), із тонкої 0,2 ...0,3мм металічної смуги перехід дає менший градієнт DU між ЄВ); шляхом її згинання вздовж країв і утворення об- форми переходів пристосовані до будови і кладки 0,4...06мм, із тонкого 0,5...0,6мм дроту, наматеріалів пластини: зі згинанням довжини для приклад, плющенням круглого дроту; пластини із суцільного металу (прямий та зворот- ізоляцію на обкладку можна нанести традиній), з перегинаннями товщини для пластини з ційним шляхом намотки паперової стрічки на обтонких пластів діелектрика і провідника; кладку, а також новим способом - шляхом розмі- матеріалом обкладки може бути мідь, алюміщення обкладки паралельно на довгій смузі ній, або інший діамагнітний сплав; паперу довжиною ЄВ 7...9м та обертання всієї до- приклади Фіг.1,2 дані для двох послідовних вжини обкладки навколо повздовжньої осі і навивємностей в ЄВ, принципи формування ЄВ залики кількох витків паперу на поверхню обкладки шаються при більшому числі послідовних ємнос(цей спосіб по прототипу дає підвищену в 1,5...2 тей в ЄВ. рази електричну міцність ізоляції); Комп’ютерна верстка Литвиненко Л.Г. 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 – 42, 01601