Трансформатор тока, совмещенный с конденсатором высоковольтного плеча емкостного делителя напряжения
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для измерения тока и напряжения. Технический результат заключается в том, что в одном устройстве совмещены трансформатор тока и высоковольтное плечо емкостного делителя. Устройство содержит установленный на изоляционном опорном цилиндрическом кожухе, заполненном изолирующей средой, металлический корпус, также заполненный изолирующей средой. Он является первой обкладкой конденсатора. Внутри корпуса размещены первичная и вторичная обмотки трансформатора тока. Первичная обмотка выполнена в виде прямолинейного цилиндрического проводника, который является дополнительной обкладкой конденсатора и соединен электрически с металлическим корпусом. Вторичная обмотка выполнена на тороидальных магнитопроводах, охваченных металлическим электростатическим экраном, расположенным соосно с первичной обмоткой трансформатора и закрепленным на верхнем конце опорной трубы, нижний конец которой закреплен на основании устройства. Опорная труба состоит из отрезков металлических труб, жестко соединенных друг с другом с помощью отрезка трубы из изоляционного материала. В полости опорной трубы проходят отводы от вторичных обмоток трансформатора и от тороидального электростатического металлического экрана и выводятся наружу через проходные изоляторы, установленные на основании устройства. Изоляционный опорный цилиндрический кожух отделен от остального объема устройства изоляционной цилиндрической колонкой из высокопрочного материала и расположенной соосно с опорной трубой и изоляционным опорным цилиндрическим кожухом. 1 ил.
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для измерения тока и напряжения с помощью одного устройства, включающего в себя трансформатор тока и высоковольтное плечо емкостного делителя напряжения.
Известен емкостный делитель напряжения, применяемый в элегазовых комплектных распределительных устройствах (КРУ), в котором цилиндрический конденсатор высоковольтного плеча емкостного делителя образуется цилиндрическим токопроводом и металлической обкладкой, изолированной от заземленного корпуса. [1]
Известный емкостный делитель не может быть использован для измерения тока, и поэтому измерение тока, протекающего по токопроводу КРУ, производится с помощью отдельно выполняемого другого элемента элегазового КРУ - трансформатора тока.
Наиболее близким по технической сущности является высоковольтный трансформатор тока наружной установки, содержащий герметично закрепленный на металлическом основании трансформатора изоляционный цилиндрический кожух, заполненный изолирующей средой, с герметично закрепленной внутри него изоляционной цилиндрической колонкой из высокопрочного материала, заполненной изолирующей средой, и металлический корпус, выполненный в виде цилиндра и заполненный изолирующей средой, в котором размещены первичная и вторичная обмотки, причем первичная обмотка выполнена в виде прямолинейного цилиндрического проводника, установленного по оси вторичной обмотки и закрепленного концами на боковых стенках металлического корпуса, а вторичная обмотка выполнена на тороидальных магнитопроводах, охваченных тороидальным электростатическим экраном, закрепленным на верхнем конце опорной металлической трубы, в полости которой проходят отводы вторичной обмотки, причем опорная металлическая труба установлена внутри изоляционной цилиндрической колонки из высокопрочного материала соосно с ней и нижним концом закреплена на металлическом основании трансформатора [2].
Однако известная конструкция обладает тем недостатком, что не может быть использована в качестве высоковольтного плеча емкостного делителя, так как металлический электростатический экран, охватывающий вторичные обмотки и могущий служить второй обкладкой высоковольтного конденсатора, электрически соединен с металлическим основанием трансформатора, которое заземлено по условию безопасной эксплуатации трансформатора.
Задачей данного изобретения является совмещение в трансформаторе тока собственно трансформатора тока и высоковольтного плеча емкостного делителя напряжения без изменения габаритов и принципиального изменения конструкции известного трансформатора тока.
Данная задача решается таким образом, что в трансформаторе тока, содержащем герметично закрепленный на металлическом основании трансформатора изоляционный цилиндрический кожух, заполненный изолирующей средой, с герметично закрепленной внутри него изоляционной цилиндрической колонкой из высокопрочного материала, заполненной изолирующей средой, и металлический корпус, являющийся первой обкладкой высоковольтного конденсатора, выполненный в виде цилиндра и заполненный изолирующей средой, в котором размещены первичная и вторичная обмотки, причем первичная обмотка выполнена в виде прямолинейного цилиндрического проводника, установленного по оси вторичной обмотки, и закрепленного концами на боковых стенках, являющегося дополнительной обкладкой высоковольтного конденсатора, электрически соединенной с металлическим корпусом (первой обкладкой), а вторичная обмотка охвачена тороидальным металлическим электростатическим экраном, являющимся второй обкладкой высоковольтного конденсатора, закрепленным на верхнем конце проходящей через отверстие в основании металлического корпуса опорной трубы, состоящей из отрезков металлических труб, жестко соединенных друг с другом, с помощью отрезков труб из изоляционного материала или трубы из изоляционного материала, в полости которой проходят отводы вторичных обмоток и отвод от тороидального металлического электростатического экрана, причем опорная труба установлена внутри изоляционной колонки из высокопрочного материала соосно с ней и нижним концом закреплена на металлическом основании трансформатора, а основание металлического корпуса герметично прикреплено к изоляционной цилиндрической колонке из высокопрочного материала, а изоляционный цилиндрический кожух также закреплен на металлическом основании трансформатора, на котором установлены низковольтные проходные изоляторы, через которые выходят наружу отводы от вторичных обмоток трансформатора тока, и дополнительный низковольтный проходной изолятор для вывода провода, идущего от металлического электростатического экрана.
На чертеже представлено устройство, сочетающее в одной конструктивной единице конденсатор высоковольтного плеча емкостного делителя напряжения и трансформатор тока.
Устройство содержит металлический корпус 1, выполненный в виде цилиндра, в котором размещены первичная обмотка 2, выполненная в виде металлического горизонтального цилиндра, закрепленного на боковых стенках корпуса, вторичные обмотки 3, намотанные на тороидальных магнитопроводах и охваченные тороидальным металлическим электростатическим экраном 4.
Корпус 1 установлен на опорном изоляционном цилиндрическом кожухе 5, который отделен от остального объема изоляционной цилиндрической колонкой из высокопрочного материала 6. Кожух 5 и колонка 6 опираются на металлическое основание 7 устройства. Электростатический экран 4 закреплен на опорной трубе, расположенной соосно с опорным кожухом 5 и цилиндрической колонкой из высокопрочного материала 6, а другой конец опорной трубы, состоящей из отрезков металлических труб 8 и 9 и жестко соединяющего их отрезка трубы 10 из изоляционного материала, закреплен на металлическом основании устройства 7. Отводы от вторичных обмоток 3 выполнены проводниками 11, а от электростатического экрана 4 - проводником 12, проложенным в полости опорной трубы, и выведены из устройства наружу через проходные изоляторы 13...13n, установленные на основании 7.
Отрезок трубы 10 из изоляционного материала, установленный между отрезками металлических труб 8 и 9, позволяет разорвать электрическое соединение между металлическим электростатическим экраном 4, являющимся второй обкладкой конденсатора, и заземленным металлическим основанием 7 и вывести отвод 12 через проходной изолятор 13 для соединения с конденсатором низковольтного плеча емкостного делителя напряжения.
Изоляция между металлическим электростатическим экраном 4 и корпусом 1 и первичной обмоткой 2, а также между вертикальной опорной трубой, состоящей из деталей 8, 9, 10, и металлическим корпусом 1 выполнена газовой или чисто масляной и не содержит в себе элементов твердой изоляции, что обеспечивает в зонах максимальной напряженности электростатического поля получение высокой электрической прочности изоляции.
Введение высокопрочной изоляционной колонки 6, разделяющей объем устройства на две не связанные между собой части, исключает воздействие высокого давления изолирующего газа или высокого давления газа, образовавшегося в случае разложения масла при возникновении дугового замыкания внутри устройства, на стенках изоляционного опорного кожуха 5, выполненного из изоляционного материала с невысокой механической прочностью, например фарфора.
Источники информации
1. Конструкции и расчет элегазовых аппаратов высокого напряжения. А.И.Полтев. Ленинград. «ЭНЕРГИЯ». Ленинградское отделение. 1975 г. стр.214-216 и 231-232.
2. RU, патент 2118008 кл H01F 38/30, 1997.
Трансформатор тока, совмещенный с конденсатором высоковольтного плеча емкостного делителя напряжения, содержащий герметично закрепленный на металлическом основании изоляционный цилиндрический кожух, заполненный изоляционной средой, с герметично закрепленной внутри него изоляционной цилиндрической колонкой из высокопрочного материала, заполненной изоляционной средой, и металлический корпус, выполненный в виде цилиндра и заполненный изолирующей средой, в котором размещены первичная и вторичная обмотки, причем первичная обмотка выполнена в виде прямолинейного проводника, установленного по оси вторичной обмотки и закрепленного концами на боковых стенках металлического корпуса, а вторичная обмотка выполнена на тороидальных магнитопроводах, охваченных тороидальным металлическим экраном, закрепленным на верхнем конце опорной трубы, причем опорная труба установлена внутри изоляционной цилиндрической колонки из высокопрочного материала соосно с ней и нижним концом закреплена на металлическом основании, отличающийся тем, что опорная труба состоит из отрезков металлических труб и жестко соединяющего их отрезка трубы из изоляционного материала, а в полости опорной трубы проходят отвод от тороидального металлического электростатического экрана и отводы от вторичных обмоток, выведенных наружу через проходные изоляторы, установленные на основании устройства.
