[发明专利]一种串级高压变压器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于石油测井仪器、物理试验、测试设备的高压倍加线路前级所使用的串级高压变压器。

背景技术

在脉冲中子测井仪器中，中子发生器体积小、空间有限，实施密封高压是关键技术之一。目前，国内外密封高压技术普遍采用倍压电路模式，密封高压负载能力的设计以中子管的指标和特性为依据，由于使用中子管的差异，采用的具体方式也因之有所不同。

本企业生产的150℃中子管采用后充氚技术，虽然耐受的环境温度提高了，但是产额较低，要想达到较高的产额，需要提高高压的负载能力。

我们的早期产品，由于高压元器件、变压器铁芯等材料的指标较低，其高压倍加级数较多、供电频率较高。为了达到对高压的负载能力的需求，采用三支变压器分别对各自的倍压电路供电后，将这些倍压电路进行串联相接的电路方式。每个变压器的初级和次级承受30kv的电压差，使得变压器的绝缘存在隐患，屡屡出现变压器击穿的故障。在其后的科研中，对密封高压进行了改进，采用一支变压器单边倍压的方式，变压器只需要承受10kv以内的电压差，解决了变压器的绝缘隐患。但是，这种作法极大地限制了电路的负载能力，因此与现有的150℃中子管不能满意地配接。为此，近年来，研制新型小直径高压技术，在仪器直径不变的情况下，提高高压的负载能力。其关键技术是研制新型高压变压器，提高供电频率，达到提高负载能力的目的，采用变压器串级技术实现了变压器传输功率的提高。

对于变压器采用绕组的串级联接在常规的变压器中也有先例，但是一方面运用领域和目的不同，另一方面所采用的方式也不尽相同。比如在电力系统，大型变压器为了达到电压和电流的变换，在一个U形铁芯上采用两个或者多个绕组进行串并联接；或者在某些特殊的高压电路中为了高压变压器绝缘工艺的要求在一个磁棒上采用多个绕组的串并联接，这些联接虽然在绕组个数上是多个，但是磁回路是同一个，磁芯是同一个，也就是说从结构上属于一只变压器。对于U形铁芯的串并联使用不但不会减小径向尺寸反而会增大封装尺寸。这些连接方式与本专利所陈述的内容均不相同。

发明内容

本发明的目的是提供一种串级高压变压器，将两只独立的、材料、工艺完全相同的变压器的绕组串并联接，达到增大传输功率、提高工作频率、减小径向尺寸，共同完成一只变压器的功能。

本发明所述的串级高压变压器由两只结构完全相同的变压器组成，两只变压器分别由外壳，变压器铁心，绝缘层，次级绕组，初级绕组和骨架构成；变压器铁心位于变压器外壳中，绕组缠绕在骨架上位于变压器铁心中，依次为外绝缘层、次级绕组、绕组间绝缘层、初级绕组、骨架与初级绕组之间绝缘层；第一只变压器的初级绕组初始端与第二支变压器的初级绕组初始端相连构成信号输入端，第一只变压器的初级绕组末端与第二只变压器的初级绕组的末端相连构成另一信号输入端；第一只变压器的次级绕组的末端与第二只变压器的次级绕组的初始端相连，第一只变压器次级绕组的初始端与第二只变压器的次级绕组的末端构成一对信号输出端。

在保证仪器径向机械尺寸不变的情况下，采用两只变压器初级并联次级串联后形成高压供电变压器，这样变压器的传输功率和散热面积均增加了一倍；由于变比减少，供电频率大大提高，从而达到提高后接倍压电路负载能力的功能。该技术已在《150℃中子发生器研制》项目中应用，经过试验，高压倍加电路的工作频率可以由原来的单只变压器的5KHz，提高到15KHz，负载能力亦提高了约一倍。

附图说明

图1一种串级高压变压器结构示意图。

其中：1变压器外壳，2铁芯，3外绝缘层，4次级绕组，5初级与次级绕组间绝缘，6初级绕组，7骨架与初级绕组之间绝缘层，8骨架。

A1第一支变压器初级绕组初始端，B1第一支变压器初级绕组末端

C1第一支变压器次级绕组初始端，D1第一支变压器次级绕组末端

A2第二支变压器初级绕组初始端，B2第二支变压器初级绕组末端

C2第二支变压器次级绕组初始端，D2第二支变压器次级绕组末端

具体实施方式

本发明所述的串级高压变压器T由两支结构完全相同的变压器t1和t2组成，每只变压器由外壳1，变压器铁心2，绝缘层，次级绕组4，初级绕组6和骨架8构成；变压器铁心位于变压器外壳中，绕组缠绕在骨架上位于变压器铁心中，依次为外绝缘层3、次级绕组4、绕组间绝缘层5、初级绕组6、骨架与初级绕组之间绝缘层7；其后对绕制完成的两支变压器t1和t2进行连接，方法如下：第一支变压器t1的初级绕组的初始端A1与第二支变压器t2的初级初始端A2相连后成为变压器T的信号输入端A，第一支变压器t1的初级绕组的末端B1与第二支变压器t2的初级绕组末端B2相连构成变压器T的另一信号输入端B。第一支变压器t1的次级绕组末端D1与第二支变压器t2的次级绕组初始端C2相连，第一支变压器t1的初级C1引出形成变压器T的输出端C，第二支变压器t2的次级末端D2引出形成变压器T的另一输出端D。这样就形成了变压器T的输入A、B端和输出C、D端。