Високовольтний імпульсний конденсатор

Реферат: Високовольтний імпульсний конденсатор належить до електротехніки і може бути використаний при створенні імпульсних конденсаторів для ємнісних накопичувачів електричної енергії в різного роду електротехнічних установках. Конденсатор містить металеву кришку з ізоляторами та металевий корпус з розміщеними у ньому пакетом конденсаторних секцій зі вставними виводами, що виведені на різні торці секцій, двома плоскими струмопровідними шинами, які виконані Г-подібної форми, кожна з вертикальних поличок яких притиснута до виводів секції відповідного торця та електрично з ними з'єднана, та струмовиводами, які встановлені на горизонтальних поличках струмопровідних шин. Додатково оснащений плавкими запобіжниками, які встановлені між вертикальною поличкою однієї з плоских струмопровідних шин та вставними виводами відповідного торця кожної секції. Пакет конденсаторних секцій розміщений плоскою поверхнею секцій на поверхні дна металевого корпусу, при цьому вставні виводи кожної секції пакета конденсаторних секцій рознесені в різні сторони по ширині секції. Технічним результатом є те, що у випадку електричного пробою однієї або декількох конденсаторних секцій необхідно відключити їх від електричної схеми конденсатора, і за рахунок цього забезпечується подальша працездатність високовольтного імпульсного конденсатора та підвищується надійність його роботи в цілому. UA 103125 C2 (12) UA 103125 C2 UA 103125 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до галузі електротехніки і може бути використаний при створенні імпульсних конденсаторів для ємнісних накопичувачів електричної енергії в різного роду електротехнічних установках. Відомий високовольтний імпульсний конденсатор (патент України № 57842 МПК 7 H01G4/00 опубл. 15.07.03 Бюл. № 7), який містить корпус з розміщеним у ньому пакетом конденсаторних секцій зі вставними виводами, ізолюючу кришку, струмовиводи конденсатора та дві плоскі струмопровідні шини, електрично з'єднані зі вставними виводами крайніх секцій пакета секцій, вставні виводи виконано у вигляді складеної удвоє стрічки і встановлено з боку перегину стрічки в секцію конденсатора, а з другого боку - стрічки відігнуто в різні боки і загнуто з боку протилежних торців секцій на їх плоскі сторони, причому плоскі струмопровідні шини виконано Г-подібної форми, притиснуто вертикальною поличкою до виводів крайніх секцій, а на горизонтальній поличці кожної шини установлено вивід конденсатора. Ознаки, які збігаються з суттєвими ознаками винаходу, що заявляється, є такі: кришка та корпус з розміщеними у ньому пакетом конденсаторних секцій зі вставними виводами, що виведені на різні торці секцій, двома плоскими струмопровідними шинами, які виконані Гподібної форми, кожна з вертикальних поличок яких притиснута до виводів секції відповідного торця та електрично з ними з'єднана, та струмовиводами, які встановлені на горизонтальних поличках струмопровiдних шин. До причини, що перешкоджає одержанню очікуваного технічного результату, слід віднести те, що конструктивне виконання конденсатора не дозволяє забезпечити подальшу працездатність конденсатора при виході з ладу однієї або декількох конденсаторних секцій. Як прототип прийнято імпульсний конденсатор з плівковим діелектриком (патент України № 23368 МПК (2006) H01G 4/00 опубл. 25.05.2007 Бюл. № 7), який містить корпус з розміщеним в ньому пакетом конденсаторних секцій, виконаних із комбінованого діелектрика зі вставними виводами, кришку, струмовиводи конденсатора і дві плоскі струмопровідні шини, виконані Гподібної форми, виступна частина вставних виводів відігнута і загнута з боку протилежних торців секцій на їх плоскі сторони, а струмопровідні шини притиснуто вертикальною поличкою до виводів крайніх секцій, пакет конденсаторних секцій установлено на ребра секцій, корпус і кришка конденсатора виконані з металу, ширина вставних виводів дорівнює 0,75-0,8 ширини секції, а як комбінований діелектрик секцій використано набір плівкових діелектриків, наприклад поліпропіленової і поліетилентерефталатної плівок. Ознаки, які збігаються з суттєвими ознаками винаходу, що заявляється, є такі: металева кришка з ізоляторами та металевий корпус з розміщеними у ньому пакетом конденсаторних секцій зі вставними виводами, що виведені на різні торці секцій, двома плоскими струмопровідними шинами, які виконані Г-подібної форми, кожна з вертикальних поличок яких притиснута до виводів секції відповідного торця та електрично з ними з'єднана, та струмовиводами, які встановлені на горизонтальних поличках струмопровідних шин. До причини, що перешкоджає одержанню очікуваного технічного результату, слід віднести те, що конструктивне виконання конденсатора не дозволяє забезпечити подальшу працездатність конденсатора при виході з ладу однієї або декількох конденсаторних секцій. В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення конструкції високовольтного імпульсного конденсатора шляхом введення нових конструктивних елементів і їх зв'язків з елементами пакета конденсаторних секцій, що дозволить у випадку електричного пробою однієї або декількох конденсаторних секцій відключити їх від електричної схеми конденсатора і за рахунок цього забезпечити подальшу працездатність високовольтного імпульсного конденсатора та підвищити надійність його роботи в цілому. Суть винаходу полягає в тому, що високовольтний імпульсний конденсатор, який містить металеву кришку з ізоляторами та металевий корпус з розміщеними у ньому пакетом конденсаторних секцій зі вставними виводами, що виведені на різні торці секцій, двома плоскими струмопровідними шинами, які виконані Г-подібної форми, кожна з вертикальних поличок яких притиснута до виводів секції відповідного торця та електрично з ними з'єднана, та струмовиводами, які встановлені на горизонтальних поличках струмопровідних шин, згідно з винаходом, оснащений плавкими запобіжниками, які встановлені між вертикальною поличкою однієї з плоских струмопровідних шин та вставними виводами відповідного торця кожної секції, а пакет конденсаторних секцій розміщений плоскою поверхнею секцій на поверхні дна металевого корпусу, при цьому вставні виводи кожної секції пакета конденсаторних секцій рознесені в різні сторони по ширині секції. Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між суттєвими ознаками винаходу, що заявляється, і очікуваним технічним результатом, необхідно відзначити наступне. 1 UA 103125 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 При роботі високовольтного імпульсного конденсатора завжди можливий електричний пробій однієї з секцій конденсатора в результаті зниження електричної міцності її діелектрика. При цьому різко знижується опір секції і усі інші секції конденсатора розряджаються на цю секцію, що призводить до виходу конденсатора з ладу в цілому. Один з варіантів уникнути виходу конденсатора з ладу, це відключення від електричної схеми конденсатора секції, що пошкоджені. Ознаки "оснащений плавкими запобіжниками, які встановлені між вертикальною поличкою однієї з плоских струмопровідних шин та вставними виводами відповідного торця кожної секції, а пакет конденсаторних секцій розміщений плоскою поверхнею секцій на поверхні дна металевого корпусу, при цьому вставні виводи кожної секції пакета конденсаторних секцій рознесені в різні сторони по ширині секції" дозволяють у випадку електричного пробою однієї або декількох конденсаторних секцій відключити їх від електричної схеми конденсатора і за рахунок цього забезпечити подальшу працездатність високовольтного імпульсного конденсатора та підвищити надійність його роботи в цілому. За рахунок вибраного розташування пакета секцій та вставних виводів кожної секції пакета забезпечується необхідна електрична міцність між плоскими струмопровідними шинами, що мають протилежну полярність, та є можливість розмістити на одному з торців секції плавкі запобіжники, які у випадку електричного пробою секції відключать її від електричної схеми конденсатора. Для кожного типу високовольтних імпульсних конденсаторів плавкі запобіжники підбираються індивідуально таким чином, щоб забезпечувалось надійне відключення пробитої секції від електричної схеми конденсатора, тобто при пробої однієї секції, енергія, що запасена в інших секціях, достатня для розплавлення матеріалу запобіжника. Таким чином, при електричному пробої однієї або декількох конденсаторних секцій високовольтний імпульсний конденсатор продовжує працювати, але його електрична ємність знижується. Наприклад, якщо в конденсаторі 60 конденсаторних секцій, то при виході з ладу однієї секції електрична ємність високовольтного імпульсного конденсатора знижується приблизно на 1,7 %. Таким чином, сукупність суттєвих ознак високовольтного імпульсного конденсатора дозволяє у випадку електричного пробою однієї або декількох конденсаторних секцій відключити їх від електричної схеми конденсатора і за рахунок цього забезпечити подальшу працездатність високовольтного імпульсного конденсатора та підвищити надійність його роботи в цілому. Суть винаходу пояснюється графічними зображеннями, де на Фіг. 1 зображено загальний вигляд конденсатора, на Фіг. 2 - вигляд конденсатора зверху, на Фіг. 3 - вид А та на Фіг. 4 - вид Б високовольтного імпульсного конденсатора з боків розташування плоских струмопровідних шин, на Фіг. 5 - схема розташування вставних виводів по ширині секції. Високовольтний імпульсний конденсатор містить металеву кришку 1 з ізоляторами 2 та металевий корпус 3. У металевому корпусі 3 розміщені пакет 4 конденсаторних секцій 5 зі вставними виводами 6, що виведені на різні торці секцій 5, дві плоскі струмопровідні шини 7, які мають Г-подібну форму, та струмовиводи 8. Пакет конденсаторних секцій 4 розміщено плоскою поверхнею секцій 5 на поверхні дна металевого корпусу 3. Вставні виводи 6 кожної секції 5 пакета конденсаторних секцій 4 рознесені в різні сторони по ширині секції 5. Кожна з вертикальних поличок 9 плоских струмопровідних шин 7 притиснута до вставних виводів 6 секції 5 відповідного торця та електрично з ними з'єднана, а струмовиводи 8 встановлені на горизонтальних поличках 10 плоских струмопровідних шин 7 та виведені скрізь ізолятори 2. Конденсаторні секції 5 зафіксовані у пакеті конденсаторних секцій 4 щоками 11 та хомутами 12. Між вертикальною поличкою 9 однієї з плоских струмопровідних шин 7 та вставними виводами 6 відповідного торця кожної секції 5 встановлені плавкі запобіжники 13. Між металевим корпусом 3 та пакетом конденсаторних секцій 4 встановлена корпусна ізоляція 14. На основі технічного рішення, що заявляється, в ІІПТ НАН України створений високовольтний імпульсний конденсатор ИМП - 6-200 на номінальну напругу 6 кВ та номінальну 5 ємність 200 мкФ, з середнім ресурсом 3,810 зарядів-розрядів. У конструкції конденсатора було застосовано мідні плавкі запобіжники. Конденсатор ИМП - 6-200 успішно пройшов ресурсні випробування. 2 UA 103125 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 Високовольтний імпульсний конденсатор, який містить металеву кришку з ізоляторами та металевий корпус з розміщеними у ньому пакетом конденсаторних секцій зі вставними виводами, що виведені на різні торці секцій, двома плоскими струмопровідними шинами, які виконані Г-подібної форми, кожна з вертикальних поличок яких притиснута до виводів секції відповідного торця та електрично з ними з'єднана, та струмовиводами, які встановлені на горизонтальних поличках струмопровідних шин, який відрізняється тим, що він додатково оснащений плавкими запобіжниками, які встановлені між вертикальною поличкою однієї з плоских струмопровідних шин та вставними виводами відповідного торця кожної секції, а пакет конденсаторних секцій розміщений плоскою поверхнею секцій на поверхні дна металевого корпусу, при цьому вставні виводи кожної секції пакета конденсаторних секцій рознесені в різні сторони по ширині секції. 3 UA 103125 C2 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4