Магнитопроводы.
Для TH низкого напряжения (до 600 В) магнитопровод собирается из цельноштампованных пластин Ш-образной формы. Для TH напряжением до 35 кВ однофазного исполнения применяется броневая магнитная система (рис. 10.11, а). Средний стержень делается ступенчатого сечения для лучшего заполнения сталью. Боковые стержни — ярма — имеют прямоугольное сечение. Обычно общее сечение ярм берется на 20 % больше сечения стержня.
Для трехфазных TH применяется стержневая система (рис. 10.11, в). На каждом стержне находится комплект обмоток фазы. Для работы в системе с изолированной нейтралью используется трехфазная пятистержневая система (рис. 10.11, г).
При проектировании весьма полезна табл. 10.1 с размерами магнитопроводов серийно выпускаемых TH. Магнитопроводы TH желательно изготавливать из стали марки 1512 или 3412 толщиной 0,35—0,5 мм, имеющей малые потери XX, высокую относительную магнитную проницаемость и позволяющей допускать максимальные значения индукции 1,7 Тл (в номинальном режиме). Это дает возможность сократить габаритные размеры магнитопровода и всего TH в целом.
Обмотки.
В качестве обмоточного провода используется провод с лакостойкой изоляцией марки ПЭЛ для сухих и масляных TH.
Рис. 10.11. Магнитные системы TH
Для TH на напряжение 110 кВ и выше используется провод ПЭЛШКО с дополнительной шелковой изоляцией. В литых TH применяется провод марки ПЭТВ с изоляцией высокопрочной эмалью, нерастворимой в эпоксидной смоле, и провод марки ПСД с двойной изоляцией стеклянным волокном. Первичная обмотка выполняется проводом круглого сечения. Ввиду малой мощности TH и высокого напряжения первичной обмотки сечение провода получается очень небольшим.
Таблица 10
Для получения плотной намотки проводу необходимо давать достаточно большое натяжение. Чтобы избежать обрыва при намотке, диаметр провода не следует брать менее 0,2 мм. Это обеспечивает также необходимую прочность первичной обмотки в эксплуатации.
Рис. 10.12. Разрез обмоток ТН напряжением 3 кВ:
1— цилиндр из электрокартона толщиной 1,5 мм; 2 — бортики; 3 — обмотка ВН (между слоями проводников проложена кабельная бумага), 4 — цилиндр из электрокартона толщиной 4 мм, 5 — отбортованный цилиндр из кабельной бумаги, 6 — концевые шайбы из электрокартона; 7 — промежуточные и крайние шайбы из электрокартона; 8 — обмотка НН (между слоями проложена кабельная бумага), 9 — электростатический экран; 10 — изоляция экрана; 11 — отбортовка цилиндра 5; 12 — выступы межслоевой изоляции ВН
При значительном вторичном токе нагрузки вторичную обмотку приходится выполнять проводом прямоугольного сечения. Надежная работа ТН в значительной степени определяется конструкцией и качеством изготовления обмотки. Строение обмоток ТН напряжением не выше 10 кВ дано на рис. 10.12.
Для уменьшения реактивного сопротивления обмоток высоты первичной и вторичной обмоток делаются одинаковыми. Вторичная обмотка изолирована от магнитопровода цилиндром из электрокартона (используются электрокартоны марок ЭВ и ЭМЦ). Продольная изоляция между первичной и вторичной обмотками создается цилиндром из электрокартона 4.
Для усиления прочности электрической изоляции катушка первичной обмотки разбита на две секции. На каждую секцию ложится половинное напряжение. В результате напряжение на один слой уменьшается в 2 раза. Катушки соединяются между собой внизу у промежуточной шайбы 7.
Рис. 10.13. Схема строения электрической изоляции TH
Рис. 10.14. Общий вид активной части TH на напряжение 6 кВ
Выходные концы обмотки выходят с верхних слоев секций. Все это способствует увеличению электрической прочности изоляции катушки. Сама катушка наматывается на многослойный цилиндр с отбортованными краями 11. Изоляция торцов катушки от ярма магнитопровода усиливается концевыми шайбами из электрокартона 6.
В ТН на напряжение более 10 кВ первичная обмотка делается ступенчатого сечения. По мере увеличения напряжения между обмоткой и ярмом увеличивается расстояние от обмотки до ярма (сокращается длина слоев обмотки).
При падении крутой волны напряжения на первичную обмотку наибольшая неравномерность распределения напряжения наблюдается в первом слое катушки. Для выравнивания напряжения устанавливается электростатический экран 9. Этот экран представляет собой лист тонкой латуни или алюминия, образующий вокруг обмотки незамкнутый виток.
Экран создает дополнительную емкость между собой и обмоткой, что улучшает равномерность распределения напряжения по первому слою обмотки [10.2]. Во избежание образования высоких градиентов электрического поля экран обертывают кабельной бумагой или электрокартоном 10.
При намотке первичной обмотки между соседними слоями прокладывается лента из кабельной бумаги толщиной 0,12 мм. Эта лента создает надежную изоляцию между слоями. Как показали исследования, напряжение импульса делится между слоями первичной обмотки довольно равномерно благодаря большой межслоевой емкости обмотки.
На рис. 10.13 представлена схема строения электрической изоляции ΊΉ. Проверке подлежат следующие промежутки: А — чисто воздушный, Б — чисто масляный, В— из однородного диэлектрика, Г — твердых диэлектриков и воздуха, Д — из нескольких слоев разных твердых диэлектриков (электрокартон, слои кабельной бумаги, изоляция провода), Е — из нескольких слоев твердого диэлектрика и масла, Ж— по поверхности твердого диэлектрика в воздухе, З—по поверхности твердого диэлектрика в масле. Расчет изоляции этих промежутков проводится в соответствии с рекомендациями гл. 1. Общий вид активной части TH на напряжение 6 кВ показан на рис. 10.14.
