ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ (ВЫСОКОПОТЕНЦИАЛЬНЫЙ) ТОРОИДАЛЬНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

Полезная модель относится к областям электротехники и радиотехники, в частности, к источникам электропитания различных высоковольтных радиотехнических устройств, в том числе СВЧ генераторных приборов, таких как клистроны, лампы бегущей и обратной волны, магнетроны и др. Техническая задача - увеличение электрической прочности изоляции, улучшение массогабаритных показателей, снижение межобмоточной емкости.
Из множества известных высоковольтных (высокопотенциальных) трансформаторов наиболее близким к предлагаемой полезной модели является изобретение «Высоковольтный тороидальный трансформатор» (RU 2157015, опубл. 27.09.2000), в котором высоковольтный трансформатор содержит тороидальный магнитопровод, низковольтную и высоковольтную обмотки, расположенные определенным образом и отделенные друг от друга межобмоточной изоляцией, состоящей из слюдосодержащих материалов, пропитанных вакуумнонагнетательным способом термореактивным компаундом с последующей термообработкой, а также два электростатических экрана, один из которых соединен со средней точкой высоковольтной обмотки.
Недостатком данного изобретения является сравнительно низкая электрическая прочность межобмоточной изоляции. Примененные в изобретении слюдосодержащие материалы имеют электрическую прочность 10…30 кВ/мм [1, 2]. Низкая электрическая прочность изоляции в сочетании с высоким напряжением или высоким потенциалом одной из обмоток приводит к необходимости увеличивать толщину изолирующего слоя и, соответственно, массу и габаритные размеры трансформатора. Кроме того, диэлектрическая проницаемость слюдосодержащих материалов достигает 6 единиц. Это приводит к большому значению межобмоточной емкости, что снижает качество трансформатора, особенно в области высоких частот. Увеличению межобмоточной емкости способствует также наличие экранов.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение электрической прочности изоляции, улучшение массогабаритных показателей, снижение межобмоточной емкости.
Поставленная задача решается тем, что межобмоточную изоляцию выполняют из чередующихся слоев материалов с различными диэлектрическими свойствами, причем один из материалов (основной) обладает большой электрической прочностью и сравнительно малой диэлектрической проницаемостью, а другой (вспомогательный) обладает сравнительно большой диэлектрической проницаемостью, хорошей впитываемостью и адгезией к пропиточным материалам. Технический эффект достигается, если диэлектрическая проницаемость дополнительного материала более чем в 1,2 раза превышает диэлектрическую проницаемость основного материала, а электрическая прочность основного материала превышает 50 кВ/мм. Из доступных к применению материалов в качестве основного целесообразно использование пленки из фторопласта-4, обладающей электрической прочностью 65…225 кВ/мм, диэлектрической проницаемостью 2 единицы [3]. В качестве вспомогательного материала могут быть использованы слюдинит гибкий, бумага электроизоляционная пропиточная ЭИП, бумага длинноволокнистая хлопковая БДХ и т.п. Тип вспомогательного материала выбирают в зависимости от температуры окружающей среды и перегрева трансформатора в процессе работы. Число чередующихся слоев основного и вспомогательного материала выбирают исходя из заданного испытательного напряжения. После намотки трансформатор пропитывают вакуумнонагнетательным способом.
Основной материал обеспечивает электрическую прочность изоляции, а вспомогательный - монолитность после пропитки. Чередование материалов с различными диэлектрическими свойствами препятствует дендритообразованию, обеспечивает выравнивание электрического поля между обмотками, исключая необходимость применения экранов, ухудшающих массогабаритные параметры трансформатора и увеличивающих его емкость.
Список использованных источников.
1. Слюдинит гибкий высоконагревостойкий ГСКВ. ТУ 3492-070-05758799-2002.
2. Лента слюдяная непропитанная ЭЛПОР. ТУ 3492-064-05758799-2003.
3. Пленка и лента из фторопласта-4. ГОСТ 24222-80.