Начальное распределение напряжения вдоль обмотки трансформатора. Установившейся режим, переходный процесс.

В начальный момент (t = 0), когда воздействует фронт волны на­пряжения, индуктивность обмотки не пропускает ток. Следовательно, ток будет протекать только по емкостям С.

Начальное распределение напряжения по обмотке

трансформатора: а - электрическая схема замещения для начального процесса (t = 0); б - распределение напряжения вдоль обмотки для t = 0

В режиме с заземленной нейтралью конец обмотки будет иметь по­тенциал, равный 0. В режиме с изолированной нейтралью конец обмот­ки будет иметь емкость С_dx относительно земли, на которой будет падение напряжения U. В начальном режиме основ­ное падение напряжения прикладывается к началу обмотки. В связи с этим изоляция первых витков или катушек делается усиленной.

Установившийся режим

Для импульсной прямоугольной волны напряжения этот режим со­ответствует длительному времени приложения напряжения t = оо. Через обмотку протекает "сквозной" принужденный ток i_пр. Емкостные токи равны нулю, т. к. емкости уже зарядились.

Поскольку обмотка однородна, то распределение напряжения по катушкам (виткам) будет равномерным, но оно зависит от режима ней­трали. В случае заземленной нейтрали принужденное напряжение U_пр равномерно спадает до нуля (рис. 4.17, а)

Рис. 4.17. Распределение напряжения вдоль обмотки трансформатора в разных стадиях: а - сопротивление нейтрали равно нулю; б - сопротивление нейтрали равно бесконечности.

Для изолированной нейтрали ток через обмотку не течет: I_пр = 0. Следовательно, U_пр в начале и в конце обмотки одинаково (рис. 4.17, б). U_пр=U_пад. Отсюда следует, что в случае с изолированной нейтралью конец обмотки должен иметь такую же изоляцию, как и на­чало.

Переходный процесс

Из рис. 4.17 следует очевидное несоответствие между начальным и установившимся режимами в обмотке трансформатора. Это приводит к возникновению переходного процесса, где осью колебаний являются прямые установившегося режима.

Перенапряжения в переходном режиме опасны для главной изоля­ции. Поэтому главная изоляция трансформатора должна быть усилена:

• для заземленной нейтрали в начальной части обмотки (1/3 от на­чала обмотки);

• для изолированной нейтрали усиление необходимо производить по всей длине, но особенно в конце обмотки.