Главная  Совершенствование радиолокационных систем 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 [ 32 ] 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49

4-5. Конструкции обмоток и изоляции

Конструирование обмоток и изоляции в импульсных трансформаторах подчиняется следующим основным требованиям:

1. Обмотки должны обладать необходимой электрической прочностью, т. е. должны выдерживать все возможные в трансформаторе перенапряжения, в том числе и в аварийных режимах работы.

2. Обмотки должны обладать минимальной паразитной постоянной времени.

3. Изоляции обмоток должны сохранять свои электрические и механические свойства в результате долговременной эксплуатации при максимально допустимой температуре.

Перечисленные основные требования к конструкции обмоток и изоляции определяют требования, предъявляемые к изоляционным материалам, которые должны обладать высокой электрической прочностью и малым значением диэлектрической проницаемости. Электроизоляционные материалы, получившие наибольшее распространение в импульсных трансформаторах и их усредненные основные параметры, приведены в табл. 4-3.

Таблица 4-3

Наименование материала

Нормативный документ

Относительная диэлектрическая

га S га S к О.

Л СП гт>

га га о to г а и и

проницаемость

й >.о га й со о.

Трансформаторное ма-

ГОСТ 982-68

2,1-2,2

сло

Конденсаторное масло

ГОСТ 5775-68

2,1 (при ХШец)

Кабельная бумага

ГОСТ 645-67

Кабельная бумага в

4-4,8

масле

Конденсаторная бума-

4,6-5,2

га в масле

Картон марки ЭМ:

гост 4194-68

толщина 0,5 мм

1,0

Лакоткани

гост 2214-66

2,8-7,7

105-150

120-300

Стеклолакоткани

ВТУ

120-250

Фторопласт-4

ВТУ

250-1000

Органическое стекло

6-01-47-65

СОЛ

3,5-4,5 (при 50 гц)

180-350

2-55

2,7-3,2 (при 106 гц)

Конструкция обмоток и тип изоляции определяются действующими в трансформаторе напряжениями, условиями работы трансформатора и в некоторой степени его мощностью. В связи с этим



импульсные транформаторы удобно разбить на группы по величине действующих напряжений, так как именно они определяют конструкцию обмоток и изоляции.

К первой группе можно отнести трансформаторы на напряжения до 10 ке. При небольших средних мощностях такие трансформаторы, как правило, исполняются сухими. Изоляцией служат различные марки лакотканей или специальные изоляционные бумаги, пропитанные компаундами или синтетическими смолами.

На рис. 4-21 приведена схематическая конструкция трансформатора с изоляцией такого типа и однослойными обмотками. Пер- вой по отношению к сердечнику обычно располагается обмотка низшего напряжения (безразлично-первичная или вторичная), так как это уменьшает общую динамическую емкость трансформатора. Толщины изоляционных промежутков рассчитываются исходя из действующих между обмотками максимальных напряжений.

Для уменьшения емкости желательно применение изоляции с минимальным значением диэлектрической проницаемости. С этой точки зрения целесообразно применение пленок из фторопласта-4.

Однако фторопласт-4 имеет малое сопротивление поверхностному разряду и поэтому необходимо слои пленки чередовать со слоями конденсаторной или тонкой кабельной бумаги. Расстояние К и h выбирается исходя из допустимого поверхностного градиента потенциала порядка 0,5-1 кв1мм. При больших средних мощностях для улучшения теплоотвода от сердечника и обмоток трансформаторы помещают в специальный бак с трансформаторным маслом. При этом электрическая прочность изоляции значительно повышается, что, однако, при напряжениях до 10 кв имеет второстепенное значение.

В случае масляных трансформаторов лучшим типом изоляции следует считать кабельную бумагу и электрокартон марки ЭМ. Для уменьшения паразитной постоянной времени трансформатора целесообразно изоляционный промежуток между сердечником и первой обмоткой делать несколько больше расчетного. Пропорционально увеличению этого изоляционного промежутка уменьшается емкость первой обмотки. Увеличение среднего периметра намотки при этом оказывается незначительным и поэтому индуктивность рассеяния и междуобмоточные емкости увеличиваются мало.


Рис. 4-21. Схематическая конструкция импульсного трансформатора на напряжение до 50 кв.



Для уменьшения индуктивности рассеяния и потерь в обмотках, связанных с поверхностным эффектом и эффектом близости, обмотки иногда выполняются несколькими, намотанными параллельно, тонкими проводами или тонкими шинами. При этом уменьшается полный габарит намотки, что и ведет к уменьшению рассеяния.

Сечение проводов выбирается исходя из условий нагрева по максимально допустимой плотности тока. Так как в большинстве случаев обмотки выполняются однослойными или имеют небольшое число слоев, то условие отвода тепла от обмоток в импульсном трансформаторе значительно лучше, чем в силовых трансформаторах. Поэтому при сухом исполнении трансформатора допустима плотность тока в проводах обмоток до 5-8 а/мм, а при масляном до 20 а1мм.

Ко второй группе можно отнести трансформаторы на напряжения 10-50 кв. Исполнение таких трансформаторов обязательно масляное. Наиболее распространенные виды изоляции - кабельная бумага или электрокартон. Конструкция обмоток и изоляции также определяется рис. 4-21, но изоляционные расстояния h и h выбираются исходя из допустимого поверхностного градиента потенциала в 2-3 кв/мм.

Толщина главной изоляции Д и Д12 с увеличением действующего напряжения увеличивается примерно пропорционально степени 1,5.

Особое внимание должно уделяться качеству пропитки изоляции. Маслом должны быть заполнены все пустоты; в противном случае, из-за большого различия в диэлектрической проницаемости воздуха и материала изоляции в местах, где остался воздух, возникают скачки градиента потенциала, что ведет к пробою изоляции. Поэтому пропитка изоляции маслом должна проводиться под вакуумом в 10-20 мм рт. ст.

Бумажная изоляция в масле имеет диэлектрическую проницаемость в 2-2,5 раза большую, чем трансформаторное масло. Поэтому, для уменьшения емкости обмоток желательна чисто масляная изоляция. Одна из возможных конструкций обмоток с масляной изоляцией приведена на рис. 4-22.

По длине керна сердечника накладываются профилированные угольники из изоляционного материала, на которые наносится первичная обмотка. Положение угольников фиксируется самой обмоткой. Точно так же выполняется и вторичная обмотка. Пазы на ребрах угольников делаются для увеличения пути поверхностному разряду с первичной обмотки на сердечник и между обмотками. При помещении трансформатора в бак, изоляционные промежутки оказываются заполненными маслом, имеющим относительно низкую диэлектрическую проницаемость. Дополнительным достоинством такой конструкции являются хорошие условия отвода тепла от сердечника и обмоток. 98




1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 [ 32 ] 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49