ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР ТОКА С ГАЗОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к высоковольтным измерительным трансформаторам тока с газовой изоляцией, применяемым для регистрации рабочих токов и токов короткого замыкания.
Известен трансформатор тока (патент RU 2050610 кл. H 01 F 38/28, опубликованный 20.12.95 г.), содержащий цилиндрический металлический корпус, заполненный элегазом или другой изолирующей средой. В корпусе размещены первичная обмотка и комплект многовитковых вторичных обмоток, намотанных на тороидальные магнитопроводы. Вторичная обмотка охвачена тороидальным электростатическим экраном. Одновитковая первичная обмотка выполнена в виде прямолинейного проводника, один конец которого, выходящий наружу, закреплен непосредственно в торцевой крышке корпуса и имеет с корпусом одинаковый потенциал, а другой - в его противоположной торцевой стенке посредством изолирующей втулки.
Система дистанцирования вторичных обмоток с окружающим их тороидальным экраном относительно первичной обмотки и корпуса включает в себя каркас цилиндрической формы из изоляционного материала, соосный с проводником первичной обмотки, и изоляционные распорки. Вторичные обмотки с экраном размещены на изоляционном каркасе. Каркас выполнен в виде сплошного цилиндра из изоляционного материала. Изоляционные распорки установлены по торцам каркаса между ним и проводником первичной обмотки, фиксируя их соосное
расположение. Они могут быть выполнены в виде дисков или из радиально расположенных изоляционных стержней. Изоляционные распорки вынесены из зоны высокой напряженности электрического поля за счет увеличения аксиального размера трансформатора тока, что безусловно является его недостатком, увеличивая вес, металлоемкость и габариты трансформатора тока.
В качестве прототипа выбран высоковольтный измерительный трансформатор тока с газовой изоляцией (патент RU 2211499 кл. Н 01 F 38/30, опубликованный 27.08.03 г.), состоящий из корпуса, выполненного из металла, заполненного элегазом или другим газом, многовитковой первичной обмотки, часть которой заключена в металлическую трубу проходящую через окно комплекта вторичных обмоток, заключенных в тороидальный электростатический экран, при этом корпус установлен на изоляционной покрышке с ребрами, в которой помещены заземленная труба отводов и потенциальный экран.
Комплект вторичных обмоток упирается на подставки, которые изолированы от корпуса с помощью двух или трех распорных изоляторов. Первичная обмотка содержит общий электростатический экран в виде алюминиевого цилиндра, в котором размещены несколько кабельных перемычек. Каждая кабельная перемычка состоит из многожильных соединительных проводов, собранных в пучок, каждый из которых, в свою очередь, заключен в термоусаживающую трубку. Для формирования многовитковой первичной обмотки соединительные провода кабельных перемычек проходят по боковой наружной поверхности в нижней части корпуса и закрываются металлическим защитным кожухом.
Недостатками выбранного прототипа являются сложность, низкая технологичность и высокая стоимость конструкции первичной обмотки из-за использования внутренних и внешних шин, необходимости
защищать идущие по внешней поверхности корпуса проводники первичной обмотки от воздействия окружающей среды.
Техническим результатом является усовершенствование конструкции, повышение надежности, уменьшение материалоемкости трансформатора.
В предлагаемой конструкции высоковольтного измерительного трансформатора тока с газовой изоляцией, состоящего из корпуса, выполненного из металла, заполненного элегазом или другим газом, многовитковой первичной обмотки, часть которой заключена в металлическую трубу проходящую через окно комплекта вторичных обмоток, заключенных в тороидальный электростатический экран, при этом корпус установлен на изоляционной покрышке с ребрами, в которой помещены заземленная труба отводов и потенциальный экран, многовитковая первичная обмотка целиком расположена внутри корпуса, а для фиксации ее витков использована изоляционная плита.
Тороидальный электростатический экран с находящимися внутри него вторичными обмотками закреплен к изоляционной плите посредством трубы, выполненной из изоляционного материала, соосной с металлической трубой первичной обмотки.
На фиг.1 изображен трансформатор тока, состоящий из металлического корпуса (1) (далее корпус), заполненного элегазом или другим газом, многовитковой первичной обмотки (2), выполненной в виде нескольких проводников, заключенных в металлическую трубу (3) и проходящей через окно комплекта вторичных обмоток (4), заключенного в тороидальный электростатический экран (5). Металлическая труба с одной стороны соединена с выводом первичной обмотки, а с другой изолирована от первичной обмотки. Для формирования многовитковой первичной обмотки используются перемычки (6).Тороидальный электростатический экран с находящимся
внутри комплектом вторичных обмоток закреплен к дополнительно установленной в корпусе изоляционной плите (7) посредством трубы (8), выполненной из изоляционного материала. Эта труба соосна с металлической трубой первичной обмотки. Находящийся под высоким потенциалом металлический корпус изолирован от земли опорно-проходным изолятором, состоящим из диэлектрического цилиндра (9) и полимерного оребрения (10). Внутри диэлектрического цилиндра соосно с ним помещена металлическая труба (11), внутри которой проложены отводы вторичной обмотки трансформатора тока. Изолятор снабжен экранирующим металлическим кольцом (12) для регулирования электрического поля. Тороидальный электростатический экран (5), внутри которого находится вторичная обмотка, имеет нулевой потенциал и отделен от корпуса (1), имеющего высокий потенциал, изоляционной трубой (8), находящейся в элегазе. Изоляция первичной обмотки от вторичной также элегазовая.
К отличительным признакам изобретения относится то, что многовитковая первичная обмотка целиком расположена внутри корпуса, причем для фиксации витков первичной обмотки использована изоляционная плита.
Тороидальный электростатический экран с находящимися внутри него вторичными обмотками закреплен к изоляционной плите посредством трубы, выполненной из изоляционного материала, соосной с металлической трубой первичной обмотки.
Повышение надежности достигается за счет снижения количества уплотнений (т.к. вся первичная обмотка находится внутри корпуса). Уменьшение материалоемкости достигается за счет уменьшения количества деталей, например, за счет отсутствия специального защитного кожуха, имеющегося у прототипа.
Работа устройства. При прохождении тока по первичной обмотке (2) создается магнитный поток, пронизывающий вторичную обмотку (4), вследствие чего во вторичной обмотке наводится ЭДС, и при замыкании вторичной обмотки по ней протекает ток существенно меньший, чем ток первичной обмотки, что позволяет провести его измерение.
Заявляемый трансформатор тока может быть применен на высоковольтных подстанциях для регистрации рабочих токов и токов короткого замыкания.