ЛИТОЙ ТРАНСФОРМАТОР ТОКА
CAST CURRENT TRANSFORMER

Изобретение относится к электротехнике, в частности к высоковольтному аппаратостроению, и может найти применение в высоковольтных трансформаторах с литой эпоксидной изоляцией.
Известен литой трансформатор тока, содержащий первичную обмотку и вторичную с магнитопроводом обмотку, концентричную первичной, экран, отделенный от первичной и вторичной обмоток посредством литой эпоксидной изоляции, соединенный с магнитопроводом и заземленный [Л. 1].
Наличие в трансформаторе по [Л. 1] заземленного экрана, расположенного между первичной и вторичной обмотками, позволяет защитить вторичную обмотку от высокого напряжения, однако не позволяет обеспечить равномерность электрического поля в межэлектродном промежутке и за его пределами.
Наиболее близким к заявляемому литому трансформатору тока является литой трансформатор тока, содержащий первичную обмотку и вторичную с магнитопроводом обмотку, концентричную первичной, охватывающую ее снаружи, экран, отделенный от первичной и вторичной обмоток посредством литой эпоксидной изоляции, при этом экран не заземлен, не имеет электрического соединения с обмотками и установлен таким образом, что расстояние от него до вторичной обмотки с магнитопроводом равно расстоянию от него до первичной обмотки, образуя эквипотенциальную поверхность, а его осевой размер равен 1,3÷1,8 осевого размера вторичной обмотки с магнитопроводом [Л. 2].
Описанный в [Л. 2] литой трансформатор тока характеризуется равномерным распределением электрического поля в межэлектродном промежутке и за его пределами, однако он имеет увеличенные массу и габариты.
Изобретением решается задача создания высоковольтного трансформатора тока с литой изоляцией, характеризующегося высокой эксплуатационной надежностью при минимально допустимых массе и габаритах и равномерном распределении электрического поля.
Для решения поставленной задачи в литом трансформаторе тока, содержащем первичную обмотку и, по крайней мере, одну вторичную с магнитопроводом обмотку, концентричную первичной, охватывающую ее снаружи, первый экран, отделенный от первичной и вторичной обмоток посредством литой эпоксидной изоляции, незаземленный и не имеющий электрического соединения с обмотками, предложено, согласно настоящему изобретению, ввести второй экран, разместить его параллельно первому экрану, между ним и вторичной обмоткой, электрически изолировать от первого экрана и заземлить; при этом литой трансформатор тока может содержать n дополнительных экранов, которые могут быть размещены параллельно первому и второму экранам, электрически изолированы от них и между собой и не заземлены, где n - целое число ≥1.
Изобретение поясняется на примерах выполнения чертежами (фиг. 1 и 2), на которых показаны два варианта реализации заявляемого литого трансформатора тока в продольном разрезе.
Литой трансформатор тока по первому варианту реализации (см. фиг. 1) содержит литую эпоксидную изоляцию 1, первичную обмотку, выполненную в виде стержня, 2 и вторичную обмотку 3 с магнитопроводом 4.
Вторичная обмотка 3 с магнитопроводом 4 расположена концентрически по отношению к первичной обмотке 2, охватывает ее снаружи и отделена от нее посредством литой эпоксидной изоляции 1.
Первый экран 5, размещенный между первичной обмоткой 2 и вторичной обмоткой 3 с магнитопроводом 4, отделен от первичной обмотки 2 и вторичной обмотки 3 с магнитопроводом 4 посредством литой эпоксидной изоляции 1. Он не заземлен и не имеет электрического соединения с обмотками.
Второй экран 6 размещен между вторичной обмоткой 3 с магнитопроводом 4 и первым экраном 5. При этом он расположен параллельно первому экрану 5, электрически изолирован от первого экрана 5 и заземлен.
Литой трансформатор по второму варианту реализации (см. фиг. 2) содержит дополнительно к перечисленным элементам два дополнительных экрана 7, размещенных параллельно первому экрану 5 и второму экрану 6, электрически изолированных от них, а также друг от друга. Дополнительные экраны 7 не заземлены. При этом количество дополнительных экранов может быть любым целым числом, большим или равным единице.
Выполнение литого трансформатора тока с двумя экранами, первый из которых отделен от первичной и вторичной обмоток, не заземлен и не имеет электрического соединения с обмотками, а второй экран размещен параллельно первому и отделен от него и одной из обмоток: первичной или вторичной и заземлен, обеспечит выравнивание электрического поля трансформатора как между первичной обмоткой и вторичной обмоткой с магнитопроводом, так внутри всего трансформатора и тем самым повысит надежность трансформатора в целом. Количество дополнительных экранов может быть любым целым числом, большим или равным единице.
Если дополнительный экран 7 размещен между первичной обмоткой 2 и первым экраном 5, то он будет иметь больший осевой размер по сравнению с первым экраном 5. Если же дополнительный экран 7 размещен между первым экраном 5 и вторичной обмоткой 3, то дополнительный экран 7 будет иметь меньший осевой размер по сравнению с первым экраном 5.
При этом наличие незаземленного экрана в дополнение к заземленному экрану позволит существенно снизить массу и габариты трансформатора тока, а следовательно, сократить расход активных материалов на изготовление трансформатора тока и тем самым повысить эксплуатационную надежность литого трансформатора тока.
В ОАО «Свердловский завод трансформаторов тока» разработана техническая документация, в которой реализовано заявляемое решение и в соответствии с которой изготовлены и испытаны трансформаторы тока с литой изоляцией.
Результаты испытаний подтвердили работоспособность заявляемого трансформатора, равномерность распределения электрического поля как между первичной обмоткой и вторичной обмоткой с магнитопроводом, так и внутри всего трансформатора, а также снижение габаритов и массы трансформатора тока на 25÷38%.
Литература
1. Патент РФ №2087967, МПК H01F 30/10, 27/36, 1977 г.
2. Патент РФ №2 216809, МПК H01F 38/30, 27/36, 2003 г.