Jump to content

    
Sign in to follow this  
brag

Изготовление высоковольтного транса

Recommended Posts

изоляция от каркаса до обмотки всеравно должна держать напряжение в 100кв

100 кВ через толщу изолятора - это не проблема. Большинство приличных изоляторов имеют пробивное порядка 50 кВ/мм. Величина пробивного меняется от толщины примерно как корень квадратный, поэтому выгоднее положить много тонких слоев, чем один сплошной. Много слоев тонкой трансформаторной бумаги в конструкции, залитой маслом, работают лучше, чем один непрерывный слой диэлектрика (бумага, правда, имеет неприятное свойство обугливаться, но это так, к слову).

 

Tanya упомянула пробой фарфорового изолятора - охотно в это верю. Подозреваю, что глина, из которой его делали, была природной, по этой причине хорошей однородности фарфора ждать не приходится. Я больше доверяю фторопластам и полиэтиленам, но с ними другая беда - не липнет к ним ничего. В результате реальная проблема 100 кВ по поверхности изолятора, в т.ч. по границе двух разнородных изолятороов. И здесь масло рулит, имхо., в т.ч. силиконовое.

 

Кстати, в те времена, когда я возился с высоким напряжением, все макетирование мы делали в кювете из оргстекла, залитой силиконовым маслом. И только потом, когда все было отлажено, окончательный вариант заливали силиконовой резиной (изделия были штучные). Проблем с несовместимостью материалов это не вызывало.

Share this post


Link to post
Share on other sites
. Величина пробивного меняется от толщины примерно как корень квадратный, поэтому выгоднее положить много тонких слоев, чем один сплошной. Много слоев тонкой трансформаторной бумаги в конструкции, залитой маслом, работают лучше, чем один непрерывный слой диэлектрика..

Это легко объяснить - вероятность наложения дефектов в слоеной конструкции меньше. И масло - все время происходят микропробои, которые залечиваются маслом - в твердом диэлектрике каналы нарастают и расширяются... А потом уже образуется хороший канал.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Преобразователи на 100 кВ и выше не делают на одном трансформаторе - слишком низкая резонансная частота, сложность с изоляцией во вторичной обмотке и т.д.

Используют несколько трансформаторов - первичные обмотки впараллель, вторичные последовательно. При этом в самой обмотке условия легче - меньше напряжения, выше резонансная частота, она конечно все равно заливается. Остается полное напряжение между первичными и вторичными обмотками трансформаторов, но это уже значительно легче пережить.

При большой мощности ключи на каждый трансформатор тоже разные.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Это легко объяснить - вероятность наложения дефектов в слоеной конструкции меньше.

Ну, не знаю... А с чего бы ей быть меньше-то? Более того, в слоеной конструкции помимо объемных дефектов появляются поверхностные.

 

Тут механизм совсем иной, имхо. Дефекты есть, и их может быть даже больше. Но влияние этих дефектов ограничено толщиной одного слоя (при наложении дефектов - двух, от силы - трех). При малой толщине слоев это все равно окажется лучше, чем один объемный дефект неведомого размера.

 

Кроме того, дефекты в объеме "растут" под воздействием поля, поскольку на оставшийся непробитым материал приходится все большая напряженность. А в слоеном диэлектрике дефект не уходит за границы одного слоя, что при изрядном числе слоев создаст не такой уж большой дополнительный стресс для оставшихся целых слоев.

 

Преобразователи на 100 кВ и выше не делают на одном трансформаторе - слишком низкая резонансная частота, сложность с изоляцией во вторичной обмотке и т.д.

Используют несколько трансформаторов - первичные обмотки впараллель, вторичные последовательно.

Одобрямс :beer:

Share this post


Link to post
Share on other sites
Ну, не знаю... А с чего бы ей быть меньше-то?

Тут механизм совсем иной, имхо. Дефекты есть, и их может быть даже больше. Но влияние этих дефектов ограничено толщиной одного слоя (при наложении дефектов - двух, от силы - трех). При малой толщине слоев это все равно окажется лучше,

Так в чем Вы не согласны? Именно это и пишите другими словами.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Так в чем Вы не согласны?

С формулировкой. Я "вероятность наложения дефектов" воспринимаю, как вероятность того, что два (и более) дефекта окажутся в непосредственной близости друг от друга. И не вижу, почему в слоеном материале эта вероятность будет меньше - на мой взгляд, она больше. Однако макс. размер дефекта - меньше.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Преобразователи на 100 кВ и выше не делают на одном трансформаторе - слишком низкая резонансная частота, сложность с изоляцией во вторичной обмотке и т.д.

При 100кВ и 50 кГц резонансная частота уже побоку. Всего 3 пикофарады паразитной емкости дадут реактивное сопротивление 1 МОм, что при 100 кВ дает ток 0,1А. Поэтому я и предложил, для начала, посчитать.

 

Кроме того, дефекты в объеме "растут" под воздействием поля, поскольку на оставшийся непробитым материал приходится все большая напряженность. А в слоеном диэлектрике дефект не уходит за границы одного слоя, что при изрядном числе слоев создаст не такой уж большой дополнительный стресс для оставшихся целых слоев.

В диэлектрике под воздействием поля проблемы создают не мифические дефекты, а неоднородности поля, которые могут создавать проводящие включения, неоднородность диэлектрической проницаемости, создаваемые, например, воздушными включениями. Напряженность поля должна выбираться такой, что бы на неоднородностях не возникали частичные разряды, приводящие со временем к развитию областей проводимости, в результате которых происходит перераспределение напряженности и дальнейшее, более быстрое развитие этих областей до полного перекрытия.

И слоеный диэлектрик, сам по себе, никак не препятствует развитию этих дефектов. Наоборот, бездумное применение слоистой изоляции только создает проблемы.

100 кВ через толщу изолятора - это не проблема. Большинство приличных изоляторов имеют пробивное порядка 50 кВ/мм. Величина пробивного меняется от толщины примерно как корень квадратный, поэтому выгоднее положить много тонких слоев,

100 кВ с частотой 50 кГц, это как раз, очень большая проблема, не сравнимо большая, чем 100 кВ постоянного напряжения.

Если говорить о 50 кВ/мм пробивного напряжения, то это, при испытательных 1-2мм (по разным способам они разные, но в этом пределе например 1мм или 1,9мм), очень большое пробивное даже для постоянного напряжения. Нормальным будет 20-30 кВ/мм - опять же это пробивное. При использовании слоистой изоляции необходимо обеспечить однородность диэлектрической проницаемости. В случае с бумагой это обеспечивается ее полной пропиткой и плотным заполнением при намотке. Кроме того, применение слоистой изоляции для трансформаторов оправдано, так как я не представляю как можно достаточно простыми способами создать изоляцию между слоями провода без использовании пленочной изоляции. Если бы это было можно, то при таких зазорах компаунды работали бы лучше.

Наиболее оптимальным является диэлектрик с однородной диэлектрической проницаемостью, но при определенных толщинах это трудно получить. Кроме того, приходится бороться с усадкой компаундов, часто, необходимо получение специальных свойств. Таких как эластичность, негорючесть, минимальное вспенивание. Это определяет необходимость введения различных наполнителей.

 

P.S. Необходимо отметить, что в коаксиальных системах используются слоистые диэлектрики с различной диэлектрической проницаемостью, но это отдельная область.

Кстати, кабель используемый автором топика сделан неправильно, начиная с применяемого диэлектрика и заканчивая тонкой проводящей жилой. Напряженность на границе проводник диэлектрик превышает все разумные нормы и такой кабель долго не протянет, не смотря на толщину.

Share this post


Link to post
Share on other sites
100 кВ через толщу изолятора - это не проблема. Большинство приличных изоляторов имеют пробивное порядка 50 кВ/мм. Величина пробивного меняется от толщины примерно как корень квадратный, поэтому выгоднее положить много тонких слоев, чем один сплошной. Много слоев тонкой трансформаторной бумаги в конструкции, залитой маслом, работают лучше, чем один непрерывный слой диэлектрика (бумага, правда, имеет неприятное свойство обугливаться, но это так, к слову).

 

Tanya упомянула пробой фарфорового изолятора - охотно в это верю. Подозреваю, что глина, из которой его делали, была природной, по этой причине хорошей однородности фарфора ждать не приходится. Я больше доверяю фторопластам и полиэтиленам, но с ними другая беда - не липнет к ним ничего. В результате реальная проблема 100 кВ по поверхности изолятора, в т.ч. по границе двух разнородных изолятороов. И здесь масло рулит, имхо., в т.ч. силиконовое.

 

Кстати, в те времена, когда я возился с высоким напряжением, все макетирование мы делали в кювете из оргстекла, залитой силиконовым маслом. И только потом, когда все было отлажено, окончательный вариант заливали силиконовой резиной (изделия были штучные). Проблем с несовместимостью материалов это не вызывало.

50кв/мм это птобивное, рабочее будет от силы 20кв/мм

 

Преобразователи на 100 кВ и выше не делают на одном трансформаторе - слишком низкая резонансная частота, сложность с изоляцией во вторичной обмотке и т.д.

Используют несколько трансформаторов - первичные обмотки впараллель, вторичные последовательно. При этом в самой обмотке условия легче - меньше напряжения, выше резонансная частота, она конечно все равно заливается. Остается полное напряжение между первичными и вторичными обмотками трансформаторов, но это уже значительно легче пережить.

При большой мощности ключи на каждый трансформатор тоже разные.

поддерживаю. ключ можно и один, но выпрямитель/умножитель у каждой обмотки свой

 

При 100кВ и 50 кГц резонансная частота уже побоку.

побоку, когда ее не использовать. а если подкачивать контур, то потери будут только магнитные,омические ,emi итп

но мне это не катит.

 

Всего 3 пикофарады паразитной емкости дадут реактивное сопротивление 1 МОм, что при 100 кВ дает ток 0,1А. Поэтому я и предложил, для начала, посчитать.

при синусе 100кв 32khz(немного попустился с частотой:) на кондер 3пф это всего чуть больше 2квт RMS.

если взять 25 обмоток по 2кв каждая емкостю 10пф, к каждой умножитель на 4, то суммарные потери будут около 80-100вт, что вполне устраивает. 10пф для 100 витков думаю вполне достижимо,даже меньше

 

100 кВ с частотой 50 кГц, это как раз, очень большая проблема, не сравнимо большая, чем 100 кВ постоянного напряжения.

поэтому будем делать секционный транс или несколько макеньких трансиков. а токи индуктивностей первичных обмоток будем тщательно собирать, чтобы не городить кучу витков - меньше емкость. в таком случаи мжно ограничится дешовыми кольцами лбо с готовым зазором, либо пропилим на заказ.

 

Кстати, кабель используемый автором топика сделан неправильно, начиная с применяемого диэлектрика и заканчивая тонкой проводящей жилой. Напряженность на границе проводник диэлектрик превышает все разумные нормы и такой кабель долго не протянет, не смотря на толщину.

делал изходя из емкосных соображений тк планировал, что он будет работать на частоте. теперь ошибку понял, буду делать другой с диэлектрической серцевиной, покрытой фольгой или оплеткой чтобы уменьшить 'остроту'. пвх взяли - что было под рукой то и пошло :) видимо и пойдет в другой раз, туго нынче с этим, особенно при единичном производстве. может заменим на hdpe, правда жестковато получится. толщина изоляции останется такой же.кабель будет работать на постоянке - проблем возникнуть не должно

всем спасибо за информацию

 

правда куча колечек не подойдут - не получается вместить нужное число витков первички и получить приемлемую напряженность магнитного поля. надо искать большие U, слижить из 2xU и нескольких I

Share this post


Link to post
Share on other sites
50кв/мм это птобивное, рабочее будет от силы 20кв/мм

Ну и у какого компаунда пробивное 50 кВ/мм, да еще при хороших остальных параметрах?

Я хочу такой.

при синусе 100кв 32khz(немного попустился с частотой:) на кондер 3пф это всего чуть больше 2квт RMS.

если взять 25 обмоток по 2кв каждая емкостю 10пф, к каждой умножитель на 4, то суммарные потери будут около 80-100вт, что вполне устраивает. 10пф для 100 витков думаю вполне достижимо,даже меньше

Вот и я о том же. 2 кВ это не 100кВ. Впрочем, 2 кВ это другая крайность. И не надо емкости обмоток брать с потолка. Такие прикидки выливаются в потерянное время из-за ложных посылок.

делал изходя из емкосных соображений тк планировал, что он будет работать на частоте. теперь ошибку понял, буду делать другой с диэлектрической серцевиной, покрытой фольгой или оплеткой чтобы уменьшить 'остроту'. пвх взяли

Кабель лучше купить готовый. Нельзя из "г.." слепить конфетку. Или постараться обойтись без кабеля.

Вообще, если это не коммерческая тайна, какое назначение источника, может задача исходно неправильно поставлена?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Ну и у какого компаунда пробивное 50 кВ/мм, да еще при хороших остальных параметрах?

Я хочу такой.

я тоже :) полиэтилен(hd) по ходу 30-40 пробивное

Вот и я о том же. 2 кВ это не 100кВ. Впрочем, 2 кВ это другая крайность. И не надо емкости обмоток брать с потолка. Такие прикидки выливаются в потерянное время из-за ложных посылок.

сколько кв/секция еще буду прикидывать исходя из емкости. а как примерно определить емкость обмотки(с учетом сердечника) кроме как намотать и измерить резонансную частоту?

 

кабель если найду,то куплю.

источник питания нужен для исследования процессов в вакууме. от источника до камрты бидет примерно 0.5м - без кабеля (или его подобия) не обойтись

Share this post


Link to post
Share on other sites
Ну и у какого компаунда пробивное 50 кВ/мм, да еще при хороших остальных параметрах?

Хм... Посмотрел характеристики резин у Dow Corning. То ли меня склероз так сурово подвел, то ли они за прошедшие 15 лет изменили методы испытаний и опустили планку раза в два...

Share this post


Link to post
Share on other sites
сколько кв/секция еще буду прикидывать исходя из емкости. а как примерно определить емкость обмотки(с учетом сердечника) кроме как намотать и измерить резонансную частоту?

Увы, это самый верный способ.

кабель если найду,то куплю.

источник питания нужен для исследования процессов в вакууме. от источника до камрты бидет примерно 0.5м - без кабеля (или его подобия) не обойтись

На 0,5 можно взять проводник определенного диаметра и необходимый изолятор. Исходите из допустимой напряженности при выборе центрального электрода, отполируйте его и залейте тем же силиконовым компаундом, их полно для постоянного напряжения. Только обратите внимание на взаимодействие компаунда с проводниками.

Но если соединение будет разборное, то 0,5 метра будет мало, на 2 соединения не хватит. Хорошим решением будет совместить соединение с защитным резистором.

 

У Вас используется ускорительная трубка? А то может стоит использовать элегаз? Правда, придется переплачивать за сосуды высокого давления. Помню, были еще масла хорошие, но они, по совокупности, не сильно дешевле получаются.

На 200 кВ, железа уже будет мало, вероятно, свинец надо ставить?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Увы, это самый верный способ.

значит так и поступим :)

 

На 0,5 можно взять проводник определенного диаметра и необходимый изолятор. Исходите из допустимой напряженности при выборе центрального электрода, отполируйте его и залейте тем же силиконовым компаундом, их полно для постоянного напряжения. Только обратите внимание на взаимодействие компаунда с проводниками.

Но если соединение будет разборное, то 0,5 метра будет мало, на 2 соединения не хватит. Хорошим решением будет совместить соединение с защитным резистором.

с трансом неразборное. на другом конце разборное. но нужна небольшая гибкость, жесткий проводник не пойдет.

 

У Вас используется ускорительная трубка? А то может стоит использовать элегаз? Правда, придется переплачивать за сосуды высокого давления. Помню, были еще масла хорошие, но они, по совокупности, не сильно дешевле получаются.

На 200 кВ, железа уже будет мало, вероятно, свинец надо ставить?

да,какие-то ускорители есть, но я мало знаком с самим обьектом... с газовым диэлектриком запариватся слишком накладно..

а железа это куда? в проводник?

 

к стати, как на счет церезина, транс залить? он доступный и легко можно разобрать при надобности. можно в принципе и коробку из плекси с маслом. есть масло Т-1500

Share this post


Link to post
Share on other sites
коробку из плекси с маслом. есть масло Т-1500

ИМХО лучший вариант.

По крайней мере на период макетрирования и испытаний.

Хотя все равно большие сомнения в успехе мероприятия. Когда будете испытывать снимайте на видео... Оч интересно =)

И главное держитесь подальше от установки. =)

 

p.s. У Вас в Украине есть город Запорожье, а там головной институт СССР по силовым трансформаторам. Если успех желателен и бюджет соответствует задаче, то лучше, для начала, поговорить о реализации задуманного с тамошними спецами.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this