Высоковольтное устройство вторичного электропитания

 

Использование: создание малогабаритных высоковольтных устройств вторичного электропитания. Сущность изобретения: в высоковольтном устройстве вторичного электропитания, содержащем заземленный многоканальный высоковольтный источник с выходными проводниками, к части которых подключен охваченный эквипотенциальным экраном регулирующий блок со своими выходными проводниками, элементы указанного источника размещены в непосредственной близости от всех выходных проводников и вместе с ними изолированы отверждённым полимером, при этом изоляционная конструкция выполнена в виде проходного изолятора, во фланце которого размещены элементы источника, а вдоль оси остова проложены все упомянутые проводники , концы которых на первом торце остова являются выходами устройства, а концы на втором торце остова подсоединены к регулирующему блоку, размещенному на этом же торце остова вместе с эквипотенциальным экраном, причем проводники, соединяющие выходы многоканального источника с входами регулирующего блока, также проложены вдоль оси остова,-а экран подсоединен к одному из этих проводников. 1 ил. У Ј 4 00 О СЛ СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 01 В 17/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4818675/07 (22) 14.03.90 (46) 07.01.93. Бюл. ¹ 1 (71) Институт электродинамикй АН УССР, Специальное конструкторско-технологическое бюро Института электродинамики АН

УССР, Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) И.А, Криштафович, Б.Б. Лебедев, Ю.В.

Романенко, С.А. Соколовский и А.Н. Титов (56) El-Kareh А.В. Design of a high voltage, hide power density electron beam, В сб,:

Ргосеейпцз of the Fifth Annul Meeting of the

Electron Beam Symposium. March 28 and 29

th, 1963. рр. 7-61..

Авторское свидетельство СССР

¹ 339119,кл. В 23 К 15/00, 1975.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1004999,кл. G 05 F 1/50, 1983.

Стефанов К.С. Техника высоких напряжений. Л.; Энергия, 1967, с. 77-112.

Базуткин В.В. и др. Техника высоких напряжений: изоляция и перенапряжения в электрических системах, М.: Энергоизюат, 1986, с. 102-131. (54) ВЫСОКОВОЛЬТНОЕ УСТРОЙСТВО

ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

Изобретение относится к области электротехники, а более конкретно к высоковольтным устройствам вторичного электропитания.

Современный уровень приборостроения и конструирования высоковольтных

„,. Ж„„1786515 А1 (57) Использование: создание малогабаритных высоковольтных устройств вторичного электропитания. Сущность изобретения; в высоковольтном устройстве вторичного электропитания, содержащем заземленный многоканальный высоковольтный источник с выходными проводниками, к части которых подключен охваченный эквипотенциальным экраном регулирующий блок со своими выходными проводниками, элементы указанного источника размещены в непосредственной близости от всех выходных проводников и вместе с ними изолированы отвержденным полимером, при этом изоля- ционная конструкция выполнена в виде проходного изолятора, во фланце которого размещены элементы источника, а вдоль оси остова проложены все упомянутые проводники, концы которых на первом торце остова являются выходами устройства, а концы на втором торце остова подсоединены к регулирующему блоку, размещенному на этом же торце остова вместе с эквипотенциальным экраном, причем проводнйки, соединяющие выходы многоканального источника с входами регулирующего блока, также проложены вдоль оси остова, а экран подсоединен к одному из этих проводников.

1 ил. электрических аппаратов в ряде случаев требует применения компактных и надеж- . ных устройств вторичного электропитания с выходным напряжением до 100 кВ; Часто необходимо, чтобы такое устройство обес1786515 печивало несколько выходных регулируемых напряжений, для чего используют многоканальный высоковольтный источник с подключенным на его выходе регулирующим блоком, при этом такой блок обычно содержит элементы, которые требуют периодического обслуживания (настройки, чистки, замены и др.), Известно высоковольтное устройство вторичного электропитания, обеспечивающее регулируемые выходные напряжения по нескольким каналам. Оно состоит иэ вы- . соковольтного источника и регулирующего блока, смонтированных в отдельных корпусах с масляной изоляцией и связанных между собой высоковольтным кабелем.

Описанное устройство обеспечйвает необходимые выходные напряжения и возмож-. ность обслуживания регулирующего блока, однако, весьма громоздко и имеет повышенные массогабаритные показатели. Кроме этого, из-за старения масла и появления по мере . эксплуатации его течи; устройство отличается недостаточной надежностью и неудобством в эксплуатации.

В другом известном вйсоковольтном устройстве вторичного электропитания высоковольтный источник и регулирующий блок расположены в одном корпусе, а в качестве изоляции используется сжатый газ.

Это устройство, хотя и обеспечивает необходимые выходные напряжения, однако, тоже отличается, как повышенными массогабаритными показателями, так и неудобством при проведении профилактических и ремонтных работ.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению я вля ется BblQOKOBo Jl ьтное устройство вторичного электропитания, содер>«ащее высоковольтный источник и регулирующий блок для стабилизации выходного напряжения, охваченный металлическим экраном, установленные в .. металлическом баке,-заполненном жидким диэлектриком. Вход источника соединен проводниками с генератором переменного напряжения, а высокопотенциальный выход — со входом регулирующего блока который соединен .с эквипотенциальным экраном и с высоковольтным выходом устройства, Другой, низкопотенциальный, выход источника и корпус бака соединены между собой и заземлены.

Недостатком данного устройства является невысокая его йадежность вследствие применения в качестве изоляции жидкого диэлектрика, свойства которого, как известно, резко ухудшаются с течением времени из-за окисления и воздействия влаги из воздуха, возникновения шлама и образования проводящих мостиков. По этим же причинам жидкие диэлектрики обладают невысокой электрической прочностью, что не позволяет сделать устройство компактным.

Кроме этого, в указанном устройстве выполнение ремонтнопрофилактических работ на регулирующем блоке вызывает большие неудобства..

Цель изобретения — повышение компактности и надежности высоковольтного уст10 ройства вторичного электропитания.

Указанная цель достигается тем, что в высоковольтном устройстве вторичного электропитания, содержащем многоканальный источник высокого напряжения и регулирующий блок, охваченный эквипотенциальным экраном, соединенные про15 проходного изолятора на одном торце которого размещен регулирующий блок, а через дугой торец выходят высоковольтные проводники, проложенные в теле упомянутого изолятора вдоль его оси.

На чертеже изображен общий вид предлагаемого устройства.

Устройство содержит проходной изолятор 1, многоканальный источник .высокого напряжения 2 с выходным проводником 3, регулирующий блок 4 с эквипотенциальным экраном 5, а также выходы 6 и проводники

7, 8, 9, Источник 2 представляет собой много35 обмоточный высоковольтный трансформатор с выпрямителями, конденсаторами и

N-выходами, залитый в специальной форме полимером. После отверждения полимера источник 2 оказывается размещенным внут40 ри монолитной конструкции, выполненной в форме проходного изолятора 1 вдоль оси которого, в теле отвержденного полимера, размещены все высоковольтные проводники(условно изображенные на фиг. 1 проводники 3 и 7). Последние проходят через тело проходного изолятора 1 и выходят через торцы, расположенные на его противоположных концах. На одном торце проходного изолятора 1 размещен регулирующий блок

4, охваченный эквипотенциальным экраном

5, который электрически соединен проводником 3 с выходом источника 2 и со входом регулирующего блока 4, и выходы последнего соединены проводниками 7 с высоко50 вольтными выходами 6, Проводники 9 и 8, 55 являющиеся соответственно входом и низкопотенциальным выходом источника 2, выведены через тело проходного изолятооа 1, например на боковой поверхности, и удалены от его торцов, Проводник 8 заземлен, . водниками, упомянутый источник выполнен в виде монолитного конструктивного узла.

20 из отвержденного полимера и имеет форму

1786515 проводники 9 предназначены для подключения к внешнему генератору напряжения, а высоковольтные выходы 6 — для подключения к многоканальному высоковольтному потребителю. 5

Устройство работает следующим образом.

Питающее напряжение переменного тока от внешнего генератора поступает по проводникам 9 к источнику 2 на выходах ко- 10 торого формируются высокое напряжение постоянного тока (относительно заземленного проводника 8) и ряд высокопотенциальных напряжений различного уровня. Все эти напряжения поступают по проводникам, про- 15 ложенным в теле проходного изолятора 1, на регулирующий блок 4 в котором они стабилизируются и через проводники 7 поступают на выход 6 устройства.

Такое выполнение позволяет значи- 20 тельно повысить компактность и надеж- ность высоковольтного устройства вторичного электропитания и выполнить его беэ металлических и других корпусов, тем самым обеспечив существенное умень- 25 шение массогабаритных показателей.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что существенными отличительными признаками предлагаемого устройства являются; 30 применение широко распространенных отверждаемых полимеров, что позволяет существенно упростить конструкцию, так как отвержденный полимер одновременно обеспечивает механическое крепление 35 всех деталей устройства и уменьшает массогабаритные показатели, в связи с тем, что полимеры обладают высокой электрической прочностью, достигающей 30...70 кВ/мм; 40 высокая надежность устройства вследствие применения только твердой долгоживующей изоляции, каковой являются отвержденные полимеры, что позволяет исключить использования кожухов для сжатого 45 газа или жидкого диэлектрика с уплотнениями, резервуарами, компенсирующими изменения их объема при колебаниях температуры и др; Надежность подобных устройств может быть обеспечена на поря- 50 док более высокая по сравнению с устройствами, в котОрых применены газовые или жидкие диэлектрики; простота и рациональность конструкции устройства, выполненного в виде проходного изолятора, на одном торце которого находятся выходы всех каналов к нагрузкам, а на втором торце размещен регулирующий блок в эквипотенциальном экране к которому имеется свободный доступ для проведения профилактических и ремонтных работ.

Отмеченные признаки являются существенными, так как благодаря им предлагаемое устройство обладает новой способностью, т. е. повышенной компактностью и надежностью при большом числе выходных каналов, а также высокой ремонтнопригодностью и удобством эксплуатации регулирующего блока, вынесенного на торец проходного изолятора.

Таким образом, предлагаемое устройство характеризуется в сравнении с известными новой совокупностью признаков и соответствует критериям новизны и существенных отли чий.

Как показали испытания, высокая электрическая прочность примененного диэлектрика, хорошая адгезия с отвержденным полимером всех элементов приведенной электроизоляционной конструкции гарантирует надежную и устойчивую работу высоковольтного источника вторичного электропитания при входных напряжениях до 100 кВ во всех режимах эксплуатации в широком диапазоне температуры окружающей среды (-50 С...+50 С) без коронирования на высоковольтных элементах и без поверхностных перекрытий между этиМи элементами и низковольтными проводниками.

Формула изобретения

Высоковольтное устройство вторичного электропитания, содержащее многоканальный источник высокого напрчжения и регулирующий блок, охваченный эквипотенциальным экраном, соединенные проводниками, о т л и ч а ю щ е.е с я тем, что, с целью повышения компактности и надежности, упомянутый источник выполнен в виде монолитного конструктивного узла из отвержденного полимера и имеет форму проходного изолятора, на одном торце которого размещен регулирующий блок, а через другой торец выходят высоковольтные проводники, проложенные в теле упомянутого изолятора вдоль его оси.

1786515

3,7

Составитель Б. Лебедев

Техред M.Ìàðlåíòàë . Корректор И. Шулла

Редактор

Заказ 249 Тираж,Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101