Трансформатор струму з литою ізоляцією

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к измерительным трансформаторам тока, предназначенных для встраивания в комплекте распределительные устройства (КРУ). Известен измерительный трансформатор тока, выбранный в качестве прототипа, в котором первичная и вторичная обмотки намотаны на магнитопровод небольшой длины, блок покрыт защитной синтетической смолой с кварцевым наполнителем, изолирующей первичную обмотку от вторичной, и массы, что придает трансформатору большую механическую прочность. Размещение зажимов первичной обмотки обеспечивает быстрое и легкое соединение с системой сборных шин, позволяя уменьшить межосевое расстояние внутри ячеек КРУ благодаря диапазонам, ограниченным до 40 мм по ширине. В нижней части трансформатора имеется два контакта с обозначениями, покрытые смолой, обеспечивающие нормальное крепление. Трансформатор тока с литой изоляцией содержит многовитковую первичную обмотку, витки которой имеют С-образную форму, и вторичные обмотки, каждая из которых помещена в экран и имеют выводы, при этом вышеуказанные обмотки залиты эпоксидным компаундом, причем элементами для крепления первичной обмотки являются соединительные втулки. Недостатки прототипа: - большой вес; - недостаточная надежность трансформатора: - низкие технологические возможности изготовления; - увеличенная масса конструкции; - низкое качество изготовления. В основу изобретения поставлена задача снижения веса, уменьшения трудоемкости, повышения надежности и качества изготовления, улучшения электрических характеристик. Поставленная задача решается тем, что в трансформаторе тока с литой изоляцией содержатся многовитковая первичная обмотка, витки которой имеют С-образную форму и вторичные обмотки, каждая из которых помещена в экран и имеет выводы, при этом вышеуказанные обмотки залиты эпоксидным компаундом, причем элементами для крепления первичной обмотки являются соединительные втулки. Согласно изобретению, трансформатор снабжен Г-образным элементом, перемычками, изоляционными бакелитовыми и закладными втулками, контактными втулками, контактными втулками и подставкой. Собразные витки первичной обмотки последовательно соединены между собой с помощью перемычек. Между витками и перемычками витков предусмотрен зазор, который заполнен компаундом, а в местах контакта установлены изоляционные прокладки. Первый С-образный виток первичной обмотки соединен с Г-образным элементом с помощью U-образной скобы; Г-образный элемент расположен в одной плоскости с последним витком и служит одним из выводов первичной обмотки. В соосно расположенные центровочные отверстия в Г-образном элементе, в С-образных витках и перемычках расположены изоляционные бакелитовые втулки, в которых установлены соединительные втулки, последние выполнены с глухими резьбовыми отверстиями для крепежных болтов. Экран на вторичных обмотках является демпфером и состоит из двух симметричных частей, в одной из которых выполнены отверстия для выводов вторичных обмоток. При этом обе части экрана прикреплены к подставке с помощью винтов и гаек. На концах подставки выполнены полуовальные пазы, в которых установлены закладные изоляционные втулки. Контактные втулки присоединены к выводам вторичных обмоток. Наружный контур трансформатора соответствует наружному контуру обмоток. Между торцами изоляционных бакелитовых и соединительных втулок и контактными поверхностями Гобразного элемента первого витка и С-образного последнего витка первичной обмотки выполнен зазор. Контактные втулки расположены в пазах нижней части трансформатора. С-образные витки и перемычки первичной обмотки, и экран на вторичных обмотках выполнены из алюминия. Изоляционные прокладки выполнены из текстолита. На контактных поверхностях С-образных витков и перемычек выполнены токопроводящие покрытия. Вышеуказанная совокупность существенных признаков обеспечивает выполнение поставленной задачи изобретения. Трансформатор тока с литой изоляцией поясняется чертежами, где: фиг. 1 - общий вид трансформатора тока с литой изоляцией с многовитковой первичной обмоткой; фиг. 2 - вид трансформатора с одновитковой первичной обмоткой; фиг. 3 - вид А по фиг. 1; фиг. 4 - активная часть трансформатора с многовитковой первичной обмоткой; фиг. 5 - вид Б по фиг. 4; фиг. 6, 7 - первый виток многовитковой первичной обмотки; фиг. 8, фиг; 9 - последующий или последний виток многовитковой первичной обмотки; фиг. 10 - установка трансформатора с одновитковой первичной обмоткой в пресс-форме; фиг. 11 - сечение А-А по фиг. 10; фиг. 12 - сечение Б-Б по фиг. 11. Трансформатор тока с литой изоляцией: содержит первичную обмотку 1 и две вторичные обмотки 2. В зависимости от величины номинальных токов первичная обмотка выполняется одно или многовитковой. Многовитковая первичная обмотка 1 представляет собой сборную конструкцию - витки выполнены из алюминиевой шины прямоугольного сечения и каждый виток представляет собой отдельную С-образную секцию. С-образные секции 3 витков первичной обмотки 1 последовательно соединяются между собой с помощью перемычек 4 из алюминия. К С-образной секции 3 первого витка 5 первичной обмотки 1 прикреплен Г-образный элемент 6 с помощью U-образной скобы. Г-образный элемент 6 является выводом первичной обмотки 1 и имеет маркировку Л1. Конец С-образной секции 3 последнего витка является концом первичной обмотки 1 и выводом Л2. Выводы Л1 и Л2 располагаются в одной плоскости. Между контактными соединениями секций 3 и перемычками соседних витков, со стороны выводов Л1 и Л2, располагаются изоляционные прокладки 8 из текстолита. В Г-образном выводе 6 первого витка 5, в секциях 3 последующих и последнего витка 9, в перемычках 4 и прокладках 8 выполнены соосно располагающиеся, при сборке первичной обмотки 1, центровочные отверстия 10. В центровочные отверстия 10 вставляются изоляционные бакелитовые втулки 11, в отверстия которых устанавливаются соединительные стальные втулки 12. В стальных втулках 12 выполнены глухие резьбовые отверстия 13 для крепления первичной обмотки 1 в пресс-форме 14 и для подсоединения шин ячеек КРУ (не показаны) с помощью крепежных болтов 15. Между секциями 3 и перемычками 4 витков конструктивно предусмотрен воздушный зазор (а), который при заливке трансформатора заполняется эпоксидным компаундом 16 и, тем самым, обеспечивается межвитковая изоляция в первичной обмотке 1. Для обеспечения контактного нажатия между торцами изоляционных бакелитовых, соединительных втулок 11 и 12 и контактными поверхностями выводов Л1 и Л2 первичной обмотки 1 предусматривается зазор (h). Для улучшения электрического контакта, на контактных поверхностях секций 3 витков и перемычек 4 выполнены токопроводящие покрытия 17. На фиг. 2 одновитковая первичная обмотка 1 трансформатора выполнена из одной или двух алюминиевых шин 18 С-образной формы прямоугольного сечения с отверстиями 19 для крепления в прессформе 14 и для крепления шин ячеек КРУ (не показаны) в эксплуатации с помощью крепежных болтов 15. Контактные поверхности шин 18 также выполнены с токопроводящим покрытием 17. Вторичные обмотки 2 выполнены изолированным медным проводом 20 на ленточном магнитопроводе 21 тороидальной формы. Наружная и межслоевая изоляция вторичных обмоток 2 - пленка 22. Каждая вторичная обмотка 2 укладывается в алюминиевый экран 23 тороидальной формы, состоящий из двух симметричных частей 24 и 25. В первой части 24 экрана 23 имеются два отверстия 26 для выхода начала и конца медного провода 20, являющимися вторичными выводами обмоток 2 с соответствующей маркировкой 1И2, 1И2 и 2И1, 2И2. В первой и второй частях 24, 25 экрана 23 выполнены по два отверстия 27 для жесткого крепления экрана 23 на подставке 29 с помощью четырех винтов 29 и гаек 30. Конец медного провода 20 потенциально связан с первой частью 24 экрана 23, а две части 24, 25 экрана 23 через подставку 28 потенциала связаны между собой, В экране 23 по внутреннему диаметру предусмотрен воздушный зазор 31, исключающий наличие короткозамкнутого витка в экране 23. При заливке трансформатора зазор 31 заполняется компаундом 16. Начала и концы медного провода 20 выводов 1И1, 1И2 и 2И1, 2И2 вторичных обмоток 2 после сборки экранов 23 соединяются с латунными контактными втулками 32, в которых имеются резьбовые отверстия (не показаны) для подключения трансформатора ко вторичным цепям КРУ. Латунные контактные втулки 32 располагаются в пазах 33 нижней части трансформатора. В подставке 28 имеются два полуовальных паза 34, в которые установлены закладные изоляционные втулки 35. На изоляционных втулках 35 расположены бобышки 36 с резьбовыми отверстиями (не показаны) для крепления вторичных обмоток 2 в пресс-форме 14 при заливке трансформатора. Бобышки 36 также предназначены для крепления трансформатора в КРУ, а в трансформаторе тока с одновитковой первичной обмоткой 1 бобышки служат для фиксации первичной обмотки 1 в пресс-форме 14 при; заливке трансформатора и подключения линейных выводов Л1 и Л2 трансформатора к шинам КРУ. Заливка трансформатора осуществляется следующим образом. Заливка трансформатора осуществляется в пресс-форме 14, состоящей из двух П-образных частей неподвижной части 37 и подвижной части 38. В неподвижной части 37 пресс-формы 14 имеются пазы 39, форма которых выполнена в виде ласточкиного хвоста. В подвижной части 38 пресс-формы 14 выполнены направляющие 40, повторяющие соответствующую форму пазов 39 в неподвижной части 37, что обеспечивает точную и качественную сборку частей 37, 38 пресс-формы 14. Внутри неподвижной части 37 пресс-формы 14 устанавливается комплект первичной обмотки 1 и двух вторичных обмоток 2. При установке первичной обмотки 1, усилие затяжки крепежных болтов 15 контролируется для обеспечения необходимого контактного нажатия, которое фиксируется при заливке трансформатора. В фиксированном положении первичной обмотки 1 и вторичных обмоток 2 обеспечиваются необходимые изоляционные промежутки. Пресс-форма 14 может устанавливаться вертикально либо горизонтально в зависимости от технологических нужд. После установки комплекта обмоток 1 и 2 подвижная часть 38 пресс-формы 14 сочленяется с неподвижной частью 37 с помощью пазов 39 и направляющих 40. Движение подвижной части 38 пресс-формы 14 в пазах 39 осуществляется посредством пневмо- или гидропривода 41, что позволяет значительно облегчить процесс сборки - разборки пресс-формы 14. Затем пресс-форма 14 заливается эпоксидным компаундом 16 под вакуумом через литьевое отверстие 42 в подвижной части 38 пресс-формы 14. Предусмотренные зазоры (а) между секциями 3 витков первичной обмотки 1, воздушный зазор 31 между частями 24, 25 экрана 23 вторичных обмоток 2 и изоляционные промежутки между первичной и вторичными обмотками 1, 2 заполняются компаундом 16, служащим основной изоляцией трансформатора. Внутренние поверхности пресс-формы 14 максимально приближены к наружному контуру обмоток 1, 2 и, при отверждении компаунда 16, трансформатору придается форма многогранного тела. На боковых внутренних поверхностях пресс-формы 14 маркировка выводов Л1 и Л2 и вторичных выводов И1, И2 имеет рельефный профиль. Основной особенностью трансформатора является то, что: - конструктивные элементы трансформатора из алюминия имеют равный с эпоксидным компаундом коэффициент линейного расширения, что исключает возможность появления трещин при отверждении компаунда; - в конструкции первичной обмотки компаунд применен в качестве межвитковой и наружной изоляции без выполнения буферного покрытия из хлопчато-бумажных материалов и ее экранирования как в случае выполнения первичной обмотки из меди; - алюминиевый экран вторичных обмоток одновременно выполняет функции электростатического экрана и демпфера при отверждении компаунда; - идеальная геометрия тороидального экрана позволяет выравнивать электрическое поле вокруг вторичных обмоток, снизить интенсивность частичных разрядов; - жесткая конструкция экрана позволяет снизить динамические нагрузки, возникающие вследствие большой разницы коэффициентов линейного расширения компаунда и деталей вторичных обмоток, ухудшающие метрологические характеристики электротехнической стали магнитопровода трансформатора. Конструкция трансформатора позволяет: - значительно снизить трудоемкость изготовления и вес конструкции; - исключить буферное покрытие; - создать удобства установки в пресс-форме комплекта обмоток; - сократить время сборки - разборки пресс-формы, расход хлопчатобумажных материалов и себестоимость изделия.