ТРАНСФОРМАТОР

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к высоковольтному аппаратостроению, и может найти применение в высоковольтных трансформаторах с литой эпоксидной изоляцией.
Известен трансформатор напряжения, содержащий размещенную в корпусе активную часть, выполненную в виде магнитопровода и отделенных друг от друга посредством межобмоточной изоляции в виде эпоксидного компаунда первичной и вторичной обмоток, при этом корпус выполнен из двух слоев, первый из которых - внутренний, являющийся электроизоляционным, выполнен из эпоксидного компаунда, а второй - наружный, являющийся также электроизоляционным и защитным от механических воздействий, выполнен из заливочного компаунда [Л. 1].
Такой трансформатор, имеющий корпус в виде двух слоев изоляции, характеризуется определенной электрической прочностью, однако выполнение наружного слоя изоляции корпуса из эпоксидного компаунда, обладающего после затвердевания компаунда высокой жесткостью, приводит к недостаточно высокой эксплуатационной надежности и долговечности, приводящих, в свою очередь, при продолжительных атмосферных воздействиях к появлению на поверхности корпуса трещин, а во внутреннем жестком слое при нагреве обмоток и магнитопровода под воздействием механических нагрузок возникают трещины, приводящие к потере электроизоляционных свойств и механической прочности. Кроме того, трансформатор описанной в [Л. 1] конструкции характеризуется повышенными массо-габаритными характеристиками.
Известен также трансформатор, содержащий размещенную в корпусе активную часть, выполненную в виде магнитопровода и отделенных друг от друга посредством межобмоточной изоляции первичной и вторичной обмоток, при этом корпус выполнен из двух слоев, первый их которых - внутренний - является электроизоляционным и выполнен из упругого эластичного материала, а второй - наружный - также является электроизоляционным и защитным от механических и атмосферных воздействий и выполнен совместно с межобмоточной изоляцией из термопластичного материала [Л. 2].
Трансформатор, описанный в [Л. 2], характеризуется меньшими по сравнению с трансформатором по [Л. 1] массо-габаритными характеристиками, однако, наличие двух слоев изоляции не обеспечивает требуемой для трансформатора, рассчитанного на 6÷10 и более кВ, электрической прочности, а, следовательно, и эксплуатационной надежности, без существенного увеличения массы и габаритов.
Полезной моделью решается задача создания трансформатора, характеризующегося высокой электрической прочностью, а, следовательно, и высокой эксплуатационной надежностью, в частности, при увеличении напряжения до 6÷10 и более кВ при сохранении практическими неизменными массо-габаритных характеристик за счет существенного уменьшения толщины изоляции дополнительного слоя.
д
д
н
в
в
н
д
Для решения поставленной задачи в трансформаторе, содержащем размещенную в корпусе активную часть, выполненную в виде магнитопро-вода и отделенных друг от друга посредством межобмоточной изоляции, выполненной из термопластичного материала, первичной и вторичной обмоток, при этом корпус выполнен, по крайней мере, из двух слоев, первый из которых - внутренний - выполнен из упругого электроизоляционного эластичного материала, а второй - наружный слой - являющийся также электроизоляционным и защитным от механических и атмосферных воздействий, выполнен из термопластичного материала, предложено, согласно настоящей полезной модели, ввести в корпус третий, дополнительный, электроизоляционный слой, выполненный из силиконового каучука, и разместить его между внутренним и наружным слоями, при этом толщину дополнительного, промежуточного, слоя h выбирать из соотношения: h≤h<h, где h - толщина внутреннего электроизоляционного слоя; h - толщина наружного электроизоляционного слоя; h - толщина дополнительного промежуточного электроизоляционного слоя.
Полезная модель поясняется на примере выполнения чертежом, (фиг.1) на котором показан заявляемый трансформатор, его продольный разрез.
Трансформатор содержит магнитопровод 1, на котором размещены первичная обмотка 2 и вторичная обмотка 3. Между первичной обмоткой 2 и вторичной обмоткой 3 размещена межобмоточная изоляция 4. При этом межобмоточная изоляция 4 выполнена из термопластичного материала, например поликарбоната.
Магнитопровод 1 с первичной обмоткой 2 и вторичной обмоткой 3 образуют активную часть, размещенную в корпусе, выполненном из трех слоев, первый из которых - внутренний слой 5 - является электроизоляционным и выполнен из упругого эластичного электроизоляционного материала, например компаунда «виксинт», второй - наружный слой 6 - является также электроизоляционным и защитным от механических и атмосферных воздействий и выполнен из термопластичного материала, например поликарбоната; третий дополнительный слой 7 также является электроизоляционным, он размещен между внутренним электроизоляционным слоем 5 и наружным электроизоляционным слоем 6 и выполнен из силиконового каучука. Толщина дополнительного, промежуточного, электроизоляционного слоя 7 выбрана из соотношения:
где
в
h - толщина внутреннего электроизоляционного слоя;
н
h - толщина наружного электроизоляционного слоя;
д
h - толщина дополнительного, промежуточного, электроизоляционного слоя.
Следовательно, межобмоточная изоляция 4 и наружный слой 6 выполнены из одного и того же термопластичного материала поликарбоната, внутренний изоляционный слой 5 выполнен из компаунда «виксинт», а промежуточный изоляционный слой выполнен из силиконового каучука.
При этом толщина дополнительного, промежуточного, слоя 7 выбирается из соотношения (1) и при толщине внутреннего слоя 5, равной 10 мм, а толщине наружного слоя 6, равной 4 мм, равна 2 мм.
Процесс изготовления трансформатора предполагает следующие технологические операции:
1) изготовление магнитопроводов;
2) изготовление обмоток;
3) изготовление на термопластавтомате цилиндра из термопластичного материала для межобмоточной изоляции;
4) сборка обмоток, заключающаяся в посадке между низковольтной и высоковольтной обмотками термопластичного цилиндра межобмоточной изоляции;
5) сборка обмоток с магнитопроводами;
6) выполнение крепежных деталей, закладных частей, выводных концов, соединений обмоток;
7) изготовление на термопластавтомате заливочной формы из термопластичного электроизоляционного материала, являющегося наружным слоем корпуса трансформатора;
8) нанесение промежуточного изоляционного слоя;
9) установка и закрепление в заливочной форме обмоток и трансформатора;
10) заливка внутреннего слоя упругим электроизоляционным компаундом;
11) контрольные испытания.
Выполнение наружного слоя корпуса и межобмоточной изоляции из термопластичного материала, а внутреннего электроизоляционного слоя корпуса из упругого эластичного материала позволит благодаря упругости и эластичности наружной поверхности корпуса исключить появление на его поверхности трещин и тем самым повысить эксплуатационную надежность и долговечность всего трансформатора в целом.
Выполнение трансформатора с дополнительным, промежуточным, слоем изоляции, выполненном из силиконового каучука, обеспечит повышение электрической прочности и надежности трансформатора за счет равномерного распределения потенциалов между слоями изоляции, а, следовательно, позволит уменьшить толщину внутреннего слоя, что в конечном итоге приведет к сохранению массо-габаритных показателей и расширению функциональных возможностей трансформатора благодаря его применению на более высокие классы напряжения.
В ООО "Научно-производственное предприятие «Электромаш»" разработана техническая документация, в которой реализовано заявляемое решение и в соответствии с которой изготовлены и испытаны трансформаторы типа ОС-1,25 на напряжение первичной обмотки 6; 10; 27,5; 35кВ.
Результаты испытаний подтвердили работоспособность заявляемого трансформатора, а также его технические преимущества по сравнению с известными аналогичными изделиями и широкие возможности практического применения в будущем.
Литература:
1. A.M.Дымков, В.М.Кибель, Ю.В.Тишенин // Трансформаторы напряжения // Москва, "Энергия", 1975 г., ее. 120÷128.
2. Патент на полезную модель №65286, МПК Н01F 27/32, 2007 г.