ВВОД ТРАНСФОРМАТОРА
TRANSFORMER BUSHING

Область техники
Настоящее изобретение относится к области передачи энергии, в частности ко вводу трансформатора.
Предпосылки изобретения
Ввод трансформатора – высоковольтное устройство, широко используемое в системе энергоснабжения. Ввод трансформатора жестко закреплен на корпусе трансформатора. Конец ввода трансформатора выступает за пределы трансформатора и электрически соединен с внешним проводником, например кабелем, а другой конец ввода трансформатора проходит в трансформатор и электрически соединен с внутренними выводами трансформатора, так что выходной ток трансформатора подводится к внешнему проводнику, например кабелю, через ввод трансформатора, или ток во внешнем проводнике, например кабеле, направляется к трансформатору по вводу трансформатора.
В настоящее время конденсаторный ввод можно разделить на конденсаторный ввод с промасленной бумагой и конденсаторный ввод с пропитанной смолой бумагой, причем конденсаторный ввод с промасленной бумагой можно дополнительно разделить на конденсаторный ввод без токопровода и конденсаторный ввод с токопроводом, в соответствии с текущей несущей конструкцией. Конденсаторный ввод с токопроводом можно дополнительно разделить на прямой конденсаторный ввод и конденсаторный ввод со вставным штырем, в соответствии со способом соединения между соединительным выводом и вводом трансформатора.
В ходе длительных исследований авторы изобретения выяснили, что традиционный конденсаторный ввод с промасленной бумагой имеет сложную конструкцию и большое количество элементов, что с легкостью приводит к плохому контакту между элементами.
Краткое описание изобретения
Цель настоящего изобретения – предоставление ввода трансформатора, способного обеспечить экономию средств, сокращение производственных процессов и повышение эффективности производства.
Для достижения этой цели в настоящем изобретении представлено техническое решение, предоставляющее ввод трансформатора, который содержит: изолирующую трубу, предусмотренную в виде полого конструктивного элемента вдоль осевого направления; сердечник конденсатора, содержащий токонесущий стержень, который проходит через изолирующую трубу, и многослойный изолирующий слой и многослойную конденсаторную панель, которые размещаются в изолирующей трубе и намотаны последовательно снаружи токонесущего стержня, причем конец токонесущего стержня, выступающий из изолирующей трубы, жестко и электрически соединен с первым выводом; и отвод ввода трансформатора, электрически соединенный с концевой панелью стержня конденсатора для заземления концевой панели во время работы ввода трансформатора.
Дополнительно ввод трансформатора содержит расширительный масляный бак, прикрепленный к концу изолирующей трубы и сообщающийся с изолирующей трубой, конец токонесущего стержня проходит через расширительный масляный бак от изолирующей трубы и жестко соединен с первым выводом, расположенным за пределами расширительного масляного бака.
Токонесущий стержень предоставлен в виде полой конструкции вдоль направления оси, а боковая стенка токонесущего стержня расположена в изолирующей трубе и/или расширительном масляном баке и не покрыта изолирующим слоем, или панель конденсатора снабжена множеством сквозных отверстий.
Дополнительно ввод трансформатора содержит первую торцевую заглушку, закрывающую другой конец токонесущего стержня, выходящего из изолирующей трубы, причем боковая часть первой торцевой заглушки, удаленная от токонесущего стержня, прикреплена ко второму выводу, а первая торцевая заглушка электрически соединяет токонесущий стержень и второй вывод.
Дополнительно ввод трансформатора содержит: круглую гайку, плотно окружающую периферию токонесущего стержня и закрывающую другой конец изолирующей трубы, а первая торцевая заглушка упирается в торцевую поверхность боковой части круглой гайки, удаленную от изолирующей трубы; и прокладку в форме кольца, при этом как внутренняя поверхность кольца, так и внешняя поверхность кольца прокладки являются некруглыми поверхностями, причем прокладка зажата между токонесущим стержнем и круглой гайкой, токонесущий стержень подогнан к внутренней поверхности кольца и прилегает к ней, а круглая гайка подогнана к внешней поверхности кольца и прилегает к ней.
То, что как внутренняя, так и внешняя поверхности кольца прокладки являются некруглыми поверхностями, в частности подразумевает следующее: внешняя поверхность кольца снабжена множеством первых зажимных пазов, а внутренняя стенка круглой гайки, направленная к прокладке, снабжена множеством первых зажимных планок, соответствующих первым зажимным пазам; и/или внутренняя поверхность кольца снабжена множеством вторых зажимных планок, а внешняя стенка токонесущего стержня, направленная к прокладке, снабжена множеством вторых зажимных пазов, соответствующих вторым зажимным планкам.
Изолирующая труба содержит первую внутрилежащую изолирующую трубу и вторую внутрилежащую изолирующую трубу, соединенные фланцем, причем конец первой внутрилежащей изолирующей трубы, не соединенный с фланцем, соединен с расширительным масляным баком, а конец второй внутрилежащей изолирующей трубы, не соединенный с фланцем, соединен с круглой гайкой.
Отвод ввода трансформатора содержит: штырь заземления, причем штырь заземления представляет собой проводящий элемент, содержащий первую концевую часть, соединенную с выводом концевой панели, и вторую концевую часть, противоположную первой концевой части, причем, когда штырь заземления вставлен в монтажное отверстие во фланце, вторая концевая часть штыря заземления находится на удалении от монтажного отверстия; изолирующий элемент, окружающий периферию штыря заземления, для изоляции внутренней стенки монтажного отверстия от внешней стенки штыря заземления; прижимной элемент, содержащий кольцеобразную пластину, располагающуюся в виде муфты по периферии изолирующего элемента, и периферийную стенку, проходящую от внутренней периферии кольцевой пластины, причем прижимной элемент электрически соединен с фланцем, и периферийная стенка прижимного элемента находится на удалении от фланца, когда прижимной элемент установлен на основании фланца с использованием первого болта, проходящего через кольцевую пластину, для установки в определенное положение штыря заземления и изолирующего элемента в монтажном отверстии; и гнездо заземления, накрывающее прижимной элемент и принимающее вторую концевую часть штыря заземления, и дополнительно электрически соединяющее прижимной элемент и штырь заземления.
Изолирующий элемент окружает периферию штыря заземления с использованием процесса литья, а внешняя стенка штыря заземления, находящаяся в контакте с изолирующим элементом, снабжена множеством первых пазов.
Вывод концевой панели навит вокруг второго болта, а первая концевая часть штыря заземления снабжена вторым пазом, соответствующим второму болту, так что второй болт помещается во второй паз с возможностью отсоединения, таким образом обеспечивая соединение вывода концевой панели и первой концевой части штыря заземления.
Положительный эффект настоящего изобретения следующий: в настоящем изобретении один конец токонесущего стержня в сердечнике конденсатора, выходящем из изолирующей трубы, жестко соединен с первым выводом и электрически соединен с первым выводом, так что ток в трансформаторе может проходить на первый вывод через токонесущий стержень, или ток в первом выводе может проходить к трансформатору через токонесущий стержень. То есть, в настоящем изобретении токонесущий стержень непосредственно используется в сердечнике конденсатора для пропускания тока. По сравнению с известными техническими решениями, в которых ввод трансформатора обычно содержит в сердечнике конденсатора трубу с намоткой и в трубе с намоткой размещается токонесущий стержень, представленная в настоящем изобретении конструкция проста, возможно снижение расходов, и не нужно изготовлять изоляцию между трубой с намоткой и токонесущим стержнем, поэтому можно упростить производственный процесс и повысить эффективность производства. Кроме того, ввод трансформатора в настоящем изобретении дополнительно содержит отвод ввода трансформатора, электрически соединенный с концевой панелью сердечника конденсатора, так что можно не только обеспечить нормальную работу ввода трансформатора, но и удобно выполнять высоковольтное испытание ввода трансформатора.
Кроме того, ввод трансформатора в настоящем изобретении снабжен прокладкой между токонесущим стержнем и круглой гайкой. Прокладка имеет кольцевую конструкцию, и внутренняя поверхность кольца, и внешняя поверхность кольца являются некруглыми, так что можно заблокировать вращение токонесущего стержня во вводе трансформатора.
Кроме того, отвод ввода трансформатора в настоящем изобретении, в частности, содержит штырь заземления, изолирующий элемент, прижимной элемент и гнездо заземления. Через отвод ввода трансформатора можно измерять емкость и диэлектрические потери ввода трансформатора в ходе высоковольтного испытания, а также заземлять концевую панель во время обычной работы ввода трансформатора, чтобы обеспечить равномерное распределение напряженности поля в сердечнике конденсатора. Кроме того, по сравнению с известным уровнем техники, для ввода трансформатора согласно настоящему изобретению не нужны небольшие керамические детали, конструкция проста и компактна, а при сборке нужно только последовательно собрать штырь заземления, изолирующий элемент и прижимной элемент, затем зафиксировать прижимной элемент на фланце с помощью первого болта, а затем накрыть прижимной элемент гнездом заземления, что удобно и не занимает много времени.
Краткое описание графических материалов
Для более понятного иллюстрирования решений, использованных в вариантах осуществления настоящего изобретения, далее будут кратко представлены чертежи, которые использовались в описании вариантов осуществления изобретения. Очевидно, что графические материалы в следующем описании относятся только к нескольким вариантам осуществления настоящего изобретения. Специалист в данной области техники сможет без творческих усилий получить в соответствии с этими чертежами другие чертежи.
На фиг. 1 показан схематический вид в поперечном сечении варианта осуществления ввода трансформатора согласно настоящему изобретению;
на фиг. 2 показан увеличенный схематический вид области A по фиг. 1;
на фиг. 3 показан увеличенный схематический вид области B по фиг. 2;
на фиг. 4 показан увеличенный схематический вид области C по фиг. 1;
на фиг. 5 показан схематический развернутый вид токонесущего стержня, круглой гайки и прокладки в одном варианте осуществления;
на фиг. 6 показан схематический вид спереди прокладки в одном варианте осуществления;
на фиг. 7 показан схематический вид спереди прокладки в другом варианте осуществления;
на фиг. 8 показан увеличенный схематический вид области D по фиг. 1;
на фиг. 9 показан увеличенный схематический вид области E по фиг. 8;
на фиг. 10 показан схематический вид в поперечном сечении штыря заземления и изолирующего элемента по фиг. 9; и
на фиг. 11 показан схематический вид в поперечном сечении части фланца по фиг. 9.
Подробное описание вариантов осуществления
Ниже будут понятно и полно описаны решения вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылкой на сопутствующие графические материалы. Очевидно, что описанные варианты осуществления представляют собой не все, а только часть вариантов осуществления настоящего изобретения. Все другие варианты осуществления, полученные специалистами в данной области техники на основе вариантов осуществления в настоящем изобретении без каких-либо творческих усилий, входят в объем правовой охраны настоящего изобретения.
Как показано на фиг. 1 и 2, на фиг. 1 показан схематический вид в поперечном сечении варианта осуществления ввода трансформатора согласно настоящему изобретению; а на фиг. 2 показан увеличенный схематический вид области A по фиг. 1. Ввод трансформатора в настоящем изобретении может быть вводом трансформатора с конденсатором с промасленной бумагой, или может быть вводом другого типа, который в настоящем документе не ограничен. Ввод 1000 трансформатора предоставлен на трансформаторе (не показан), в частности прикреплен к корпусу трансформатора. Конец ввода 1000 трансформатора выступает за пределы трансформатора, а другой конец ввода 1000 трансформатора проходит вовнутрь трансформатора, для направления текущего в трансформаторе тока ко внешнему проводнику, например кабелю, или направления тока, текущего во внешнем проводнике, например в кабеле, к трансформатору. В настоящем варианте осуществления ввод 1000 трансформатора содержит изолирующую трубу 1010, сердечник 1020 конденсатора и отвод 1030 ввода трансформатора.
Изолирующая труба 1010 расположена в виде полой конструкции вдоль осевого направления, т. е. она представляет собой полую трубу. Изолирующая труба 1010 сформирована путем намотки волокон, например, стекловолокон и арамидных волокон, или с использованием других процессов, таких как литье.
Сердечник 1020 конденсатора содержит токонесущий стержень 1021, проходящий через изолирующую трубу 1010, и многослойный изолирующий слой, и многослойную емкостную панель, расположенную в изолирующей трубе 1010 и намотанную последовательно снаружи токонесущего стержня. На фиг. 1 многослойный изолирующий слой и многослойная емкостная панель обозначены вместе для ясности ссылочным номером 1022. Токонесущий стержень 1021 выполнен из токопроводящего материала, такого как медь, алюминий или какой-либо сплав, и может проводить ток. Кроме того, один конец 10211 токонесущего стержня 1021, выходящий из изолирующей трубы 1010, жестко соединен с первым выводом 1040 и электрически соединен с первым выводом 1040. В частности, первый вывод 1040 используется для присоединения внешнего проводника, такого как кабель. Когда токонесущий стержень 1021 электрически соединен с первым выводом 1040, токонесущий стержень 1021 электрически соединен с внешним проводником, таким как кабель, соединенным с первым выводом 1040. В этом варианте осуществления токонесущий стержень 1021 в сердечнике 1020 конденсатора специально используется для передачи тока таким образом, что ток, протекающий в трансформаторе, может течь в первый вывод 1040 по токонесущему стержню 1021, и дальше может течь во внешний проводник, такой как кабель, подключенный к первому выводу 1040, или ток во внешнем проводнике, таком как кабель, может течь в трансформатор последовательно через первый вывод 1040 и токонесущий стержень 1021. В результате ввод 1000 трансформатора согласно данному варианту осуществления имеет простую конструкцию и является недорогим по сравнению с известным уровнем техники, в котором ввод трансформатора содержит как трубу с намоткой в сердечнике конденсатора, так и токонесущий стержень, вставленный в трубу с намоткой, для передачи тока, и изготовление изоляции между трубой с намоткой и токонесущим стержнем не нужно, так что возможно сократить производственный процесс и повысить эффективность производства.
Отвод 1030 ввода трансформатора электрически соединен с концевой панелью (не показана) в сердечнике 1020 конденсатора, т. е. с самой внешней панелью сердечника 1020 конденсатора, для заземления концевой панели во время эксплуатации ввода 1000 трансформатора для обеспечения равномерного распределения напряженности поля во вводе 1000 трансформатора и для измерения емкости и диэлектрических потерь ввода 1000 трансформатора во время высоковольтных испытаний.
Как можно видеть из вышесказанного, во вводе 1000 трансформатора согласно настоящему изобретению, с одной стороны, ток между трансформатором и внешним проводником, таким как кабель, передается напрямую токонесущим стержнем 1021 в сердечнике 1020 конденсатора, то есть выполняется передача тока, таким образом, предлагаемая в настоящем изобретении конструкция проста, возможно сократить производственный процесс и повысить эффективность производства; с другой стороны, предлагается отвод 1030 ввода трансформатора для обеспечения нормальной эксплуатации ввода 1000 трансформатора и возможности проведения высоковольтных испытаний.
В одном варианте осуществления конец 10211 токонесущего стержня 1021 жестко соединен с первым выводом 1040 без других соединительных элементов между ними, так что ток, пропускаемый между токонесущим стержнем 1021 и первым выводом 1040, не течет через другие элементы, и можно сократить нестационарные процессы для тока при передаче. Кроме того, непосредственное соединение между токонесущим стержнем 1021 и первым выводом 1040 также может сократить количество элементов во вводе 1000 трансформатора и обеспечить хороший контакт между элементами. Разумеется, в других вариантах осуществления, поскольку токонесущий стержень 1021 электрически соединен с первым выводом 1040, конец 10211 токонесущего стержня 1021 может быть жестко соединен с первым выводом 1040 через другие соединительные элементы, которые в данном документе не ограничиваются.
Поскольку токонесущий стержень 1021 согласно настоящему изобретению должен передавать ток между внешним проводником, например кабелем, и трансформатором, по токонесущему стержню 1021 во время работы ввода 1000 трансформатора должен протекать большой ток, вследствие этого вырабатывая большое количество тепла. В одном варианте осуществления изолирующая труба 1010 заполнена трансформаторным маслом (не показано) для оперативного рассеивания тепла, вырабатываемого токонесущим стержнем 1021. Во время эксплуатации ввода 1000 трансформатора в изолирующей трубе 1010 возникает конвекция между трансформаторным маслом с более высокой температурой и трансформаторным маслом с меньшей температурой, таким образом рассеивая тепло, вырабатываемое токонесущим стержнем 1021, чтобы избежать чрезмерно высокой температуры. В таком варианте осуществления, продолжая ссылаться на фиг. 1 и 2, ввод 1000 трансформатора дополнительно содержит расширительный масляный бак 1050, чтобы изолирующая труба 1010 могла быть заполнена трансформаторным маслом при любой температуре и любых условиях эксплуатации. Когда объем трансформаторного масла в изолирующей трубе 1010 увеличивается или уменьшается в зависимости от температуры воздуха или условий эксплуатации, расширительный масляный бак 1050 может играть некоторую роль в регулировке количества масла.
В частности, расширительный масляный бак 1050 прикреплен к концу 10101 изолирующей трубы 1010 и сообщается с изолирующей трубой 1010, конец 10211 токонесущего стержня 1021 проходит через расширительный масляный бак 1050 от изолирующей трубы 1010 и жестко соединен с первым выводом 1040, расположенным за пределами расширительного масляного бака 1050. Когда объем трансформаторного масла в изолирующей трубе 1010 увеличивается, избыточное трансформаторное масло в изолирующей трубе 1010 перетекает в расширительный масляный бак 1050, т. е. в это время расширительный масляный бак 1050 выполняет функции хранилища масла. Когда объем трансформаторного масла в изолирующей трубе 1010 уменьшается, трансформаторное масло из расширительного масляного бака 1050 перетекает в изолирующую трубу 1010, т. е. расширительный масляный бак 1050 в это время действует как источник пополнения масла.
В таком варианте осуществления, продолжая ссылаться на фиг. 1 и 2, для дальнейшего повышения эффективности рассеяния тепла токонесущим стержнем 1021 токонесущий стержень 1021 также имеет вид полой трубы, то есть предлагается в виде полой конструкции в осевом направлении, и боковая стенка 10212 токонесущего стержня 1021 расположена внутри изолирующей трубы 1010 и/или расширительного масляного бака 1050 и не покрыта изолирующим слоем, или в панели конденсатора проделано множество сквозных отверстий 10213. Множество сквозных отверстий 10213 может располагаться только в изолирующей трубе 1010 или в расширительном масляном баке 1050, или может быть распределено как в изолирующей трубе 1010, так и в расширительном масляном баке 1050. В результате обеспечения сквозных отверстий 10213 трансформаторное масло может циркулировать как с внутренней, так и с внешней сторон токонесущего стержня 1021, благодаря этому значительно снижая температуру токонесущего стержня 1021. Следует отметить, что, поскольку току присущ скин-эффект, то есть когда ток течет по проводнику, распределение тока в толще проводника неодинаково из-за индуктивного эффекта, и плотность тока возле поверхности проводника становится больше. В частности, когда частота тока очень высока, ток течет почти исключительно по поверхности проводника, и ток почти не течет внутри проводника. Поэтому, в этом варианте осуществления, токонесущий стержень 1021 предлагается в виде полой трубы, а не сплошной трубы, при этом не только не ухудшается эффективность пропускания тока токонесущего стержня 1021, но также возможно сэкономить материал.
Кроме того, как показано на фиг. 1, для дополнительного улучшения циркуляции трансформаторного масла множество сквозных отверстий 10213 распределено на обеих сторонах области 10221 токонесущего стержня 1021, покрытой изолирующим слоем и панелью конденсатора. По сравнению со случаем, когда множество сквозных отверстий 10213 предложено только с одной стороны области 10221, распределение множества сквозных отверстий 10213 с двух сторон области 10221 позволяет добиться лучшей циркуляции трансформаторного масла, так что можно ускорить рассеяние тепла токонесущего стержня 1021.
Как показано на фиг. 1, 2 и 3, в одном варианте осуществления ввод 1000 трансформатора дополнительно содержит вторую торцевую заглушку 1060 для закрытия конца 10211 токонесущего стержня 1021, проходящего через расширительный масляный бак 1050. В частности, перед сборкой ввода 1000 трансформатора вторая торцевая заглушка 1060 не накрывает токонесущий стержень 1021, так что токонесущий стержень 1021 можно предварительно очистить, чтобы обеспечить чистоту токонесущего стержня 1021. После предварительной очистки ввода 1000 трансформатора закрывают конец 10211 токонесущего стержня 1021 второй торцевой заглушкой 1060. В это же время вторая торцевая заглушка 1060 соединена с возможностью отсоединения или без возможности отсоединения с концом 10211 токонесущего стержня 1021. Например, вторая торцевая заглушка 1060 и токонесущий стержень 1021 соединены с помощью резьбового соединения или посадки с натягом, или вторая торцевая заглушка 1060 приварена непосредственно к токонесущему стержню 1021, так что, когда ввод 1000 трансформатора нормально работает, вторая торцевая заглушка 1060 может предотвращать вытекание трансформаторного масла или попадание извне влаги.
Внутренняя боковая стенка конца 10211 токонесущего стержня 1021, проходящая через расширительный масляный бак 1050, содержит ступенчатую часть 10214, образующую первую контактную поверхность 10215 и вторую контактную поверхность 10216, которые находятся в контакте со второй торцевой заглушкой 1060. Вторая торцевая заглушка 1060 содержит плоскую пластину 1061 и выступающий штырь 1062, выступающий из поверхности 10611 плоской пластины 1061. Когда вторая торцевая заглушка 1060 накрыла конец 10211 токонесущего стержня 1021, выступающий штырь 1062 выступает в токонесущий стержень 1021, так что поверхность 10611 плоской пластины 1061 упирается в первую контактную поверхность 10215, а торцевая поверхность 10621 выступающего штыря 1062 упирается во вторую контактную поверхность 10216.
Как показано на фиг. 1 и 4, в одном варианте осуществления ввод 1000 трансформатора дополнительно содержит первую торцевую заглушку 1070. Первая торцевая заглушка 1070 накрывает другой конец 10217 токонесущего стержня 1021, выходящего из изолирующей трубы 1010. Второй вывод 1080 закреплен на боковой части первой торцевой заглушки 1070 на удалении от токонесущего стержня 1021, а первая торцевая заглушка 1070 электрически соединяет токонесущий стержень 1021 и второй вывод 1080. В частности, первая торцевая заглушка 1070 соединена с токонесущим стержнем 1021 с помощью резьбы или подобного, второй вывод 1080 расположен в трансформаторе и соединен с внутренними выводами трансформатора, второй вывод 1080 прикреплен к первой торцевой заглушке 1070, а первая торцевая заглушка 1070 является проводящим элементом, так что выходной ток трансформатора течет последовательно от второго вывода 1080, первой торцевой заглушки 1070 и токонесущего стержня 1021 к первому выводу 1040.
Ввод трансформатора 1000 дополнительно содержит круглую гайку 1090 для закрытия другого конца 10102 изолирующей трубы 1010, т. е. конца изолирующей трубы 1010, который не соединен с расширительным масляным баком 1050. Круглая гайка 1090 плотно окружает периферию токонесущего стержня 1021 и прикреплена к другому концу 10102 изолирующей трубы 1010, так что другой конец 10102 изолирующей трубы 1010 накрыт торцевой поверхностью круглой гайки 1090, а первая торцевая заглушка 1070 упирается в торцевую поверхность боковой части круглой гайки 1090, удаленную от изолирующей трубы 1010, и жестко соединена с круглой гайкой 1090 болтом или подобным. Следует отметить, что в других вариантах осуществления круглая гайка 1090 может не быть предусмотрена, и другой конец 10217 токонесущего стержня 1021 и другой конец 10102 изолирующей трубы 1010 одновременно закрываются первой торцевой заглушкой 1070.
В одном варианте осуществления, продолжая ссылаться на фиг. 4, круглая гайка 1090 снабжена маслосливным отверстием 1200, сообщающимся с изолирующей трубой 1010, и в маслосливном отверстии 1200 предусмотрена соответствующая маслосливная пробка 1210. В частности, когда нужно заменить трансформаторное масло в изолирующей трубе 1010, маслосливную пробку 1210 вынимают, и поскольку маслосливная пробка 1210 предусмотрена на конце ввода 1000 трансформатора трансформаторное масло, находящееся внутри изолирующей трубы 1010, можно полностью слить.
Во вводе 1000 трансформатора согласно описанному выше варианту осуществления токонесущий стержень 1021 в сердечнике 1020 конденсатора используется для прямой передачи тока. Поскольку ток, проходящий по токонесущему стержню 1021, как правило большой, а внешний проводник, такой как кабель, подсоединенный к первому выводу 1040, сравнительно тяжелый, на токонесущем стержне 1021 во время эксплуатации ввода 1000 трансформатора образуется сравнительно большое крутящее усилие. Чтобы предотвратить вращение токонесущего стержня 1021 во время эксплуатации ввода 1000 трансформатора и обеспечить монтаж и фиксацию ввода 1000 трансформатора и предотвратить невозможность монтажа и фиксации, ссылаясь на фиг. 4 и 5, в другом варианте осуществления настоящего изобретения ввод 1000 трансформатора дополнительно содержит прокладку 1100.
Прокладка 1100 изготовлена в виде кольца, и как внутренняя поверхность 1110 кольца, так и внешняя поверхность 1120 кольца прокладки 1100 являются некруглыми поверхностями. Прокладка 1100 зажата между токонесущим стержнем 1021 и круглой гайкой 1090, токонесущий стержень 1021 подогнан к внутренней кольцевой поверхности 1110 прокладки 1100 и прилегает к ней, а круглая гайка 1090 подогнана к внешней кольцевой поверхности 1120 прокладки 1100 и прилегает к ней. Поскольку и внешняя кольцевая поверхность 1120, и внутренняя кольцевая поверхность 1110 прокладки 1100 являются некруглыми поверхностями, а прокладка 1100 зажата между токонесущим стержнем 1021 и круглой гайкой 1090, прокладка 1100 не может вращаться относительно круглой гайки 1090, а токонесущий стержень 1021, который подогнан к прокладке 1100 и прилегает к ней, не может вращаться по отношению к круглой гайке 1090. Дополнительно, поскольку круглая гайка 1090 жестко соединена с изолирующей трубой 1010, токонесущий стержень 1021 не может вращаться относительно изолирующей трубы 1010, то есть токонесущий стержень 1021 не может вращаться во вводе 1000 трансформатора независимо от крутящего усилия, прилагаемого внешним проводником, например кабелем. Дополнительно, прокладку 1100 удобно устанавливать и крепить, в отличие от способа с зажимом уплотнительного кольца, который легко приводит к неудаче, и способа с затягиванием резьбы, которым неудобно пользоваться, в решениях известного уровня техники. Следует отметить, что в этом варианте осуществления прокладка 1100 установлена между круглой гайкой 1090 и токонесущим стержнем 1021 для удобства монтажа. Однако в настоящем изобретении положение прокладки 1100 не ограничено. В других вариантах осуществления прокладка 1100 может быть размещена в других пригодных положениях, например, прокладку 1100 можно разместить между токонесущим стержнем 1021 и расширительным масляным баком 1050, между токонесущим стержнем 1021 и первой торцевой заглушкой 1070 или подобным образом.
В одном варианте осуществления, ссылаясь на фиг. 5, 6 и 7, как внутренняя поверхность 1110 кольца, так и внешняя поверхность 1120 кольца прокладки 1100 представляют собой некруглые поверхности. В частности, внешняя поверхность 1120 кольца прокладки 1100 снабжена множеством первых зажимных пазов 1121, внутренняя стенка круглой гайки 1090, направленная к прокладке 1100 снабжена множеством первых зажимных планок 1092, соответствующих первым зажимным пазам 1121, а внешняя поверхность 1120 кольца прокладки 1100 и внутренняя стенка круглой гайки 1090 подогнаны и плотно прилегают благодаря взаимному зацеплению первых зажимных планок 1092 и первых зажимных пазов 1121. Количество первых зажимных пазов 1121 и первых зажимных планок 1092 одинаковое, и может равняться единице, четырем или более, это количество в настоящем документе не ограничено. В другом варианте осуществления как внутренняя поверхность 1110 кольца, так и внешняя поверхность 1120 кольца прокладки 1100 представляют собой некруглые поверхности. В частности, внутренняя поверхность 1110 кольца прокладки 1100 снабжена множеством вторых зажимных планок 1111, а внешняя стенка токонесущего стержня 1021, направленная к прокладке 1100, снабжена множеством вторых зажимных пазов 10218, соответствующим множеству вторых зажимных планок 1111, внутренняя поверхность 1110 кольца прокладки 1100 и внешняя стенка токонесущего стержня 1021 подогнаны и плотно прилегают благодаря взаимному зацеплению вторых зажимных планок 1111 и вторых зажимных пазов 10218. Количество вторых зажимных пазов 10218 и вторых зажимных планок 1111 одинаковое и может равняться единице, трем, или четырем или более, это количество в настоящем документе не ограничено. Следует отметить, что в других вариантах осуществления как внутренняя поверхность 1110 кольца, так и внешняя поверхность 1120 кольца прокладки 1100 являются некруглыми поверхностями, и в частности, внутренняя поверхность 1110 кольца и внешняя поверхность 1120 кольца прокладки 1100 являются эллиптическими поверхностями или поверхностями другой формы. Следует отметить, что в настоящем изобретении, при условии, что токонесущий стержень 1021 не может свободно вращаться после того как прокладка 1100 была зажата между токонесущим стержнем 1021 и круглой гайкой 1090, формы внутренней поверхности 1110 кольца и внешней поверхности 1120 кольца прокладки 1100 в данном документе не ограничены.
В одном варианте осуществления поперечное сечение прокладки 1100 перпендикулярно ее центральной оси имеет осесимметричную конфигурацию (как показано на фиг. 6) или центрально-симметричную конфигурацию (как показано на фиг. 7) с центром поперечного сечения в качестве точки симметрии, чтобы обеспечить равномерную нагрузку прокладки 1100 как целого и возможность ее противостояния большему давлению.
В одном варианте осуществления, ссылаясь на фиг. 4, дополнительно для удобства монтажа торцевая поверхность боковой части круглой гайки 1090, удаленной от изолирующей трубы 1010, снабжена третьим пазом 1091 для вставки в него прокладки 1100, а первая торцевая заглушка 1070 одновременно упирается в торцевую поверхность круглой гайки 1090 и прокладку 1100. В частности, при монтаже токонесущий стержень 1021 вставляют через изолирующую трубу 1010 и круглую гайку 1090, а затем прокладку 1100 непосредственно вставляют в третий паз 1091 со стороны круглой гайки 1090 на удалении от изолирующей трубы 1010, так что внутренняя поверхность 1110 кольца прокладки 1100 подогнана к токонесущему стержню 1021, а внешняя поверхность 1120 кольца подогнана к круглой гайке 1090, тем самым окончательно обеспечив невозможность вращения токонесущего стержня 1021.
В одном варианте осуществления, ссылаясь на фиг. 1, 2, 4 и 8, изолирующая труба 1010 содержит первую внутрилежащую изолирующую трубу 1012, вторую внутрилежащую изолирующую трубу 1013, соединенные фланцем 1011, конец первой внутрилежащей изолирующей трубы 1012, не подсоединенный к фланцу 1011, т. е. конец 10101 изолирующей трубы 1010, подсоединен к расширительному масляному баку 1050, а конец второй внутрилежащей изолирующей трубы 1013, не подсоединенный к фланцу 1011, т. е. другой конец 10102 изолирующей трубы 1010, подсоединен к круглой гайке 1090. Когда ввод 1000 трансформатора смонтирован на трансформаторе, ввод 1000 трансформатора крепится к корпусу трансформатора с помощью фланца 1011, тогда как вторая внутрилежащая изолирующая труба 1013 проходит во внутреннюю часть трансформатора, а первая внутрилежащая изолирующая труба 1012 проходит к наружной части трансформатора. Для защиты первой внутрилежащей изолирующей трубы 1012, проходящей к наружной части, внешняя периферия первой внутрилежащей изолирующей трубы 1012 покрыта изолирующим слоем 1014, который представляет собой изолятор из силиконовой резины, сформированный литьем под давлением. Изолятор из силиконовой резины обладает хорошей гидрофобностью, стойкостью к старению и большим сроком службы, а также способен эффективно защищать первую внутрилежащую изолирующую трубу 1012.
В описанном выше варианте осуществления прокладка 1100 в форме кольца размещена между токонесущим стержнем 1021 и круглой гайкой 1090, и как внутренняя поверхность 1110 кольца, так и внешняя поверхность 1120 кольца прокладки 1100 некруглые, тем самым обеспечивая невозможность вращения токонесущего стержня 1021 во вводе 1000 трансформатора.
Как показано на фиг. 9–11, в другом варианте осуществления настоящего изобретения отвод 1030 ввода трансформатора в частности содержит штырь 1031 заземления, изолирующий элемент 1032, прижимной элемент 1033 и гнездо 1034 заземления.
Штырь 1031 заземления представляет собой проводящий элемент, содержащий первую концевую часть 10311 и вторую концевую часть 10312, которые расположены напротив друг друга. Первая концевая часть 10311 штыря 1031 заземления соединена с выводом 1035 концевой панели (не показан), и когда вывод 1035 соединен с первой концевой частью 10311, штырь 1031 заземления напрямую электрически соединен с выводом 1035. Когда штырь 1031 заземления вставлен в монтажное отверстие 10111 фланца 1011, вторая концевая часть 10312 штыря 1031 заземления находится на удалении от монтажного отверстия 10111. Изолирующий элемент 1032 изготовлен из изоляционного материала и окружает периферию штыря 1031 заземления, для изоляции внутренней стенки монтажного отверстия 10111 от внешней стенки штыря 1031 заземления. То есть, изолирующий элемент 1032 предусмотрен для недопущения прямого контакта штыря 1031 заземления с фланцем 1011. Прижимной элемент 1033 содержит кольцевую пластину 10331, окружающую периферию изолирующего элемента 1032, и периферийную стенку 10332, проходящую от внутренней периферии кольцеобразной пластины 10331. Когда отвод 1030 ввода трансформатора установлен на вводе 1000 трансформатора прижимной элемент 1033 смонтирован на фланце 1011 с помощью первого болта 1036, проходящего через кольцеобразную пластину 10331, так что штырь 1031 заземления и изолирующий элемент 1032 размещены в монтажном отверстии 10111. Когда прижимной элемент 1033 закреплен на фланце 1011, прижимной элемент 1033 электрически соединен с фланцем 1011, а периферийная стенка 10332 прижимного элемента 1033 находится на удалении от фланца 1011. Гнездо 1034 заземления накрыто прижимным элементом 1033 и принимает вторую концевую часть 10312 штыря 1031 заземления в гнездо 1034 заземления, тем самым электрически соединяя прижимной элемент 1033 со штырем 1031 заземления. То есть, когда гнездо 1034 заземления накрыто, прижимной элемент 1033, фланец 1011, гнездо 1034 заземления и штырь 1031 заземления электрически соединены. В одном варианте осуществления и прижимной элемент 1033, и гнездо 1034 являются проводящими элементами, представляющими собой то же самое, что и штырь 1031 заземления. Штырь 1031 заземления, прижимной элемент 1033 и гнездо 1034 заземления могут быть изготовлены из алюминия, меди, нержавеющей стали или подобных материалов.
Отвод 1030 ввода трансформатора предварительно собран перед обычной эксплуатацией ввода 1000 трансформатора. Штырь 1031 заземления вставлен в монтажное отверстие 10111 фланца 1011, а первая концевая часть 10311 штыря 1031 заземления соединена с выводом 1035 концевой панели. Затем изолирующий элемент 1032 окружает периферию штыря 1031 заземления. Дополнительно прижимной элемент 1033 прикреплен на фланце 1011 первым болтом 1036, так что штырь 1031 заземления и изолирующий элемент 1032 размещены в монтажном отверстии 10111. Наконец, гнездо 1034 заземления накрыто прижимным элементом 1033, так чтобы вторая концевая часть 10312 штыря 1031 заземления была помещена в гнездо 1034 заземления. Гнездо 1034 заземления может быть накрыто прижимным элементом 1033 с использованием резьбового соединения, плотной посадки и т. п. После сборки отвода 1030 ввода трансформатора, поскольку фланец 1011 заземлен через корпус (не показано) трансформатора, штырь 1031 заземления заземлен последовательно через гнездо 1034 заземления, прижимной элемент 1033, фланец 1011 и корпус трансформатора, так что концевая панель заземлена. Наконец, обеспечено, что распределение напряженности поля во вводе 1000 трансформатора является равномерным. Для высоковольтных испытаний ввода 1000 трансформатора гнездо 1034 заземления непосредственно удаляют. В этом случае штырь 1031 заземления изолирован от фланца 1011 изолирующим элементом 1032, штырь 1031 заземления больше электрически не соединен с фланцем 1011, а концевая панель больше не заземлена. Наконец, можно измерять емкость и диэлектрические потери ввода 1000 трансформатора. По завершении высоковольтных испытаний гнездо 1034 заземления устанавливают непосредственно на внешнюю часть прижимного элемента 1033, чтобы снова обеспечить заземление концевой панели.
Как можно видеть из представленного выше, в отводе 1030 ввода трансформатора в настоящем варианте осуществления нет необходимости добавлять небольшие керамические детали, конструкция проста, что дает возможность разработки миниатюризации ввода 1000 трансформатора. Когда отвод 1030 ввода трансформатора собран, первый болт 1036 и гнездо 1034 заземления, непосредственно затянутые после штыря 1031 заземления и изолирующего элемента 1032, размещены в монтажном отверстии 10111 и прижимной элемент 1033 окружает муфта, так что его легко собирать. Кроме того, для высоковольтных испытаний нужно только разобрать и снять штырь 1034 заземления, и в этом случае, поскольку штырь 1034 заземления отделен от штыря 1031 заземления, испытатель может непосредственно наблюдать текущее состояние штыря 1031 заземления, чтобы вовремя заменить штырь 1031 заземления в случае дефекта и обеспечить надежность заземления.
В одном варианте осуществления штырь 1031 заземления представляет собой цилиндрическое тело, и для дальнейшего уменьшения объема отвода 1030 ввода трансформатора и обеспечения герметичности между штырем 1031 заземления и изолирующим элементом 1032, чтобы избежать попадания извне влаги, пыли и подобного, изолирующий элемент 1032 непосредственно окружает периферию штыря 1031 заземления с использованием процесса литья. При подготовке отвода 1030 ввода трансформатора помещают в машину штырь 1031 заземления, а затем изоляционные материалы, такие как политетрафторэтилен или эпоксидная смола, отливают непосредственно на внешнюю поверхность штыря 1031 заземления, с образованием изолирующего элемента 1032. Изолирующий элемент 1032 сформирован путем прямой отливки на внешнюю поверхность штыря 1031 заземления, так что обеспечиваются прочный контакт, хорошие герметизирующие свойства и компактная конструкция между штырем 1031 заземления и изолирующим элементом 1032. Поэтому не нужно герметизирующее кольцо, а объем отвода 1030 ввода трансформатора можно эффективно сократить. Разумеется, в других вариантах осуществления штырь 1031 заземления и изолирующий элемент 1032 также могут быть независимыми друг от друга, и их возможно собирать вместе с возможностью рассоединения, и это в данном документе не ограничивается.
Дополнительно в этом варианте осуществления со ссылкой на фиг. 10, для увеличения площади контакта между штырем 1031 заземления и изолирующим элементом 1032, чтобы усилить прочность контакта между ними, внешняя стенка штыря 1031 заземления, контактирующая с изолирующим элементом 1032, снабжена множеством первых пазов 10313. Множество первых пазов 10313 расположено вокруг штыря 1031 заземления, и количество первых пазов 10313 может быть один, два, три или больше, что в настоящем документе не ограничено. Кроме того, глубина первых пазов 10313 в настоящем документе не ограничена и может быть выбрана конструктором согласно определенным требованиям.
В одном варианте осуществления, продолжая ссылаться на фиг. 9 и 10, чтобы обеспечить замену отвода 1030 ввода трансформатора, вывод 1035 концевой панели навит вокруг второго болта 1037. Соответственно первая концевая часть 10311 штыря 1031 заземления снабжена вторым пазом 10314, соответствующим второму болту 1037. Второй болт 1037 закреплен во втором пазе 10314 с возможностью отсоединения. В частности, один конец вывода 1035 концевой панели приварен к концевой панели, а другой конец вывода 1035 концевой панели навит вокруг второго болта 1037, так что второй болт 1037 закреплен во втором пазе 10314, и получено соединение между токопроводящим проводником 1035 концевой панели и первой концевой частью 10311 штыря 1031 заземления. В этом варианте осуществления вывод 1035 концевой панели навит вокруг второго болта 1037, поэтому, когда нужно в связи со старением, аварией или подобным заменить отвод 1030 ввода трансформатора, второй болт 1037 можно непосредственно отделить от штыря 1031 заземления, что тем самым ускоряет процесс.
В одном варианте осуществления, ссылаясь на фиг. 9 и 11, монтажное отверстие 10111 имеет в своем поперечном сечении в осевом направлении ступенчатую форму, так что монтажное отверстие 10111 образует несущую поверхность 10112 в своем осевом направлении. Когда прижимной элемент 1033 закреплен на фланце 1011, по меньшей мере часть изолирующего элемента 1032 зажата между кольцеобразной пластиной 10331 и несущей поверхностью 10112, тем самым обеспечивая возможность размещения изолирующего элемента 1032 и штыря 1031 заземления в монтажном отверстии 10111. То есть, после прижатия прижимного элемента 1033 и несущей поверхности 10112 штырь 1031 заземления и изолирующий элемент 1032 больше не могут двигаться в осевом направлении вдоль монтажного отверстия 10111. Кроме того, чтобы предотвратить возможность движения штыря 1031 заземления и изолирующего элемента 1032 в радиальном направлении монтажного отверстия 10111, периферию части изолирующего элемента 1032, зажатой прижимным элементом 1033 и несущей поверхностью 10112, вводят в контакт с внутренней стенкой монтажного отверстия 10111, тем самым обеспечивая невозможность движения штыря 1031 заземления и изолирующего элемента 1032 в монтажном отверстии 10111, то есть их установку монтажном отверстии 10111 в требуемом положении.
В одном варианте осуществления, ссылаясь на фиг. 9 и 10, для обеспечения электрического соединения между штырем 1031 заземления и гнездом 1034 заземления, когда штырь 1031 заземления введен в гнездо 1034 заземления, вторая концевая часть 10312 штыря 1031 заземления снабжена множеством упругих металлических листов 1038, проходящих в том же направлении, что и осевое направление штыря 1031 заземления.
Оба конца упругого металлического листа 1038 закреплены на штыре 1031 заземления. Когда на упругий металлический лист 1038 не действует внешняя сила, средняя часть 10381 упругого металлического листа 1038 развертывается в направлении удаления от штыря 1031 заземления. Когда вторая концевая часть 1102 штыря 1031 заземления помещена в гнездо 1034 заземления, гнездо 1034 заземления прилагает усилие к упругому металлическому листу 1038, так что множество упругих металлических листов 1038 может упруго поддерживаться между штырем 1031 заземления и гнездом 1034 заземления, тем самым обеспечивая электрическое соединение между штырем 1031 заземления и гнездом 1034 заземления. Множество упругих металлических листов 1038 равномерно рассредоточено в направлении вдоль окружности штыря 1031 заземления, и множество упругих металлических листов 1038 изготовлено из материала, имеющего хорошие механические свойства, такого как медь, чтобы множество упругих металлических листов 1038 могло поддерживать хорошую упругость после многократной вставки и извлечения штыря 1034 заземления.
Как показано на фиг. 1–9, в другом варианте осуществления настоящего изобретения расширительный масляный бак 1050 жестко соединен с изолирующей трубой 1010 и токонесущим стержнем 1021 с помощью клея, круглая гайка 1090 соединена с изолирующей трубой 1010 с помощью клея, и фланец 1011 соединен с первой изолирующей трубой 1012 и второй изолирующей трубой 1013 с помощью клея, соответственно. В частности, каждая из поверхности контакта между расширительным масляным баком 1050 и изолирующей трубой 1010, поверхности контакта между расширительным масляным баком 1050 и токонесущим стержнем 1021, поверхности контакта между круглой гайкой 1090 и изолирующей трубой 1010, поверхности контакта между фланцем 1011 и первой изолирующей трубой 1012, и поверхности контакта между фланцем 1011 и второй изолирующей трубой 1013 снабжена канавкой 1300 для клея. Канавка 1300 для клея заполнена клеевым материалом, таким как клей на основе синтетической смолы, для фиксации.
Дополнительно, чтобы улучшить характеристики в отношении герметизации ввода 1000 трансформатора в одном варианте осуществления ввод 1000 трансформатора дополнительно содержит множество уплотнительных колец 1400. В частности, каждая из поверхности контакта между второй торцевой заглушкой 1060 и токонесущим стержнем 1021, поверхности контакта между расширительным масляным баком 1050 и изолирующей трубой 1010, поверхности контакта между изолирующей трубой 1010 и круглой гайкой 1090, поверхности контакта между токонесущим стержнем 1021 и круглой гайкой 1090, поверхности контакта между первой торцевой заглушкой 1070 и круглой гайкой 1090, поверхности контакта между первой торцевой заглушкой 1070 и токонесущим стержнем 1021, поверхности контакта между гнездом 1034 заземления и прижимным элементом 1033, поверхности контакта между прижимным элементом 1033 и изолирующим элементом 1032, поверхности контакта между прижимным элементом 1033 и фланцем 1011 и поверхности контакта между изолирующим элементом 1032 и несущей поверхностью 10112 снабжена уплотнительным кольцом 1400. Множество уплотнительных колец 1400 предоставлено для того, чтобы избежать утечки масла, вызванной протеканием масла, содержащегося в изолирующей трубе 1010, наружу через контактные поверхности соответствующих элементов, и для предотвращения попадания извне внешней влаги и загрязнителей и т. п. Дополнительно, часть уплотнительных колец 1400, такая как уплотнительное кольцо 1400 между изолирующей трубой 1010 и круглой гайкой 1090 и уплотнительное кольцо 1400 между изолирующей трубой 1010 и расширительным масляным баком 1050 также может предотвратить контакт трансформаторного масла с клеевым материалом в канавке 1300 для клея, тем самым предотвращая ухудшение электрических характеристик ввода 1000 трансформатора вследствие загрязнения масла. Аксиальный поперечный разрез уплотнительного кольца 1400 может быть круглым, прямоугольным или подобным, и это в данном документе не ограничивается.
Подводя итог вышесказанному, в настоящем изобретении конец токонесущего стержня в сердечнике конденсатора, выступающий из изолирующей трубы, жестко и электрически соединен с первым выводом, так что ток в трансформаторе может течь к первому выводу через токонесущий стержень, или ток в первом выводе может течь к трансформатору через токонесущий стержень. То есть, в настоящем изобретении токонесущий стержень в сердечнике конденсатора прямо используется для передачи тока. По сравнению с известным уровнем техники, в котором ввод трансформатора обычно содержит трубу с намоткой в сердечнике конденсатора и токонесущий стержень, вставленный в трубу с намоткой, конструкция в настоящем изобретении проще, возможно сокращение затрат. Дополнительно, в настоящем изобретении нет необходимости выполнять обработку трубы с намоткой и токонесущего стержня для их изоляции, поэтому можно сократить производственный процесс и повысить эффективность производства. Кроме того, ввод трансформатора в настоящем изобретении дополнительно содержит отвод ввода трансформатора, электрически соединенный с концевой панелью сердечника конденсатора, так что можно не только обеспечить нормальную эксплуатацию ввода трансформатора, но и выполнять высоковольтное испытание ввода трансформатора.
Дополнительно ввод трансформатора согласно настоящему изобретению снабжен прокладкой между токонесущим стержнем и круглой гайкой. Прокладка имеет форму кольца, и при этом как внутренняя поверхность кольца, так и внешняя поверхность кольца прокладки некруглые, так что токонесущий стержень можно заблокировать от вращения во вводе трансформатора.
Кроме того, отвод ввода трансформатора в соответствии с настоящим изобретением в частности содержит штырь заземления, изолирующий элемент, прижимной элемент и гнездо заземления, так что во время высоковольтного испытания можно измерять емкость и диэлектрические потери ввода трансформатора, а во время обычной эксплуатации ввода трансформатора концевую панель можно заземлять, чтобы обеспечить равномерное распределение напряженности поля сердечника конденсатора. По сравнению с решениями известного уровня техники, в настоящем изобретении нет необходимости применять небольшие керамические детали, конструкция проста и компактна, а при сборке только нужно в требуемой последовательности собрать штырь заземления, изолирующий элемент и прижимной элемент, а затем зафиксировать прижимной элемент на фланце первым болтом, после чего накрыть прижимной элемент гнездом заземления, что удобно и не занимает много времени.
Представленное выше описание касается только одного варианта осуществления настоящего изобретения, и его целью не является ограничение патентуемого объема правовой охраны настоящего изобретения. Любая эквивалентная конструкция или любая эквивалентная трансформация способа, выполненные с использованием описания настоящего изобретения и содержимого прилагаемых чертежей, или прямо, или опосредованно примененные к другим смежным областям техники, также включены в объем патентной защиты настоящего изобретения.