Малогабаритная ячейка комплектно-распределительного устройства

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении комплектно-распределительных устройств (КРУ) с изоляционным покрытием токоведущих элементов. Целью изобретения является экономия материалов, повышение надежности изоляции шин и сокращение габаритов ячейки за счет уменьшения расстояния между шинами. В малогабаритной ячейке КРУ, которая содержит корпус 1, состоящий из отсека 2 выдвижного элемента (выключателя), отсека 3 шин, релейного отсека 4 и трансформатора напряжения 5, медные токоведущие шины 6 снабжены двуслойным изоляционным покрытием, в состав которого входят термостокое полимерное связующее и наполнитель-тугоплавкое соединение металлов или окислы кремния, причем процентное содержание компонентов у слоя, прилегающего к шине, и у верхнего слоя разное. Толщины этих слоев и расстояния между шинами определяются соотношениями, приведенными в формуле изобретения. 4 ил.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУЬЛИН (5g 4 Н 02 В 1/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СЮЩЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 42 78569/24-07 (22) 0 1.06,87 (46) 15.07.89. Бюл. Р 26 (71) Украинский государственный институт по проектированию металлургических заводов и Всесоюзный научноисследовательский трубный институт (72) В.П.Фишман, В.А.Сержантов, Л.НсКулагина, В.М.Гладуш, E.Ã.Êóýíåöîà, Ю.В.Карпенко и P.Ñ.Öâåòêîâà (53) 621. 316. 37 (088. 8) (56) Вандербург А.К., Пилипосян П,M.

Электрическая напыленная изоляция, М,: Энергоиэдат, 1984, с. 30, 126-127.

„,Я0„„1494081 А 1

2 (54) МАЛОГАБАРИТНАЯ ЯЧЕЙКА КОМППЕКТНО-РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении комплектно-распределительных устройств (КРУ) с изоляционным покрытием токоведущих элементов. Целью изобретения является экономия материалов, повышение надежности изоляции шин и сокращение габаритов ячейки за счет уменьшения расстояния между шинами. В малогабаритной ячейке КРУ, которая содержит корпус 1, состоящий из отсека 2 выдвижного элемента (выключателя), б

1494081

Дициандиамид (отвердитель)

Поливинилбутираль (пластификатор)

Поливинилбутиловый эфир

0,05 Р, 09007 Pl отсека 3 шин, релейного отсека 4

I и трансформатора напряжения 5, медные ток«ведущие шины 6 снабжены двухслойным изоляционным покрытием, в состав которого входят термостойкое полимерное связующее и наполнитель — тугоплавкое соединение металИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении комплектно распределительных устройств (КРУ) с изоляционным покрытием токоведущих элементов.

Цель изобретения — экономия материалов, повышение надежности изоляции шин и сокращение габаритов ячейки за счет уменьшения расстояния между шинами.

На фиг. 1 показано малогабаритное 25

КРУ, общий вид; на фиг. 2 — изоляционные слои на шине, узел 1 на фиг. 1, на. фиг. 3 и 4 — результаты физического моделирования устройства.

Малогабаритная ячейка КРУ (фиг.1) 30 ,содержит корпус 1, состоящий из отсека выдвижного элемента (выключателя)

2, отсека шин 3, релейного отсека 4 и трансформатора напряжения 5. Медные токоведущие шины 6 снабжены изо35 ляцией, состоящей из нижнего (термостойкого) слоя 7 и верхнего изоляционного слоя 8, которые состоят из одинаковых компонентов, но в разных соотношениях.

Моделирование слоя 7 (термостойкого, прилегающего к шине) при различном соотношении весовых частей связующего Р< и термостойкого наполнителя Р с целью получения наилучших термических параметров проводилось с эпоксидным порошковым связующим Р, следующего состава:

Эпоксидная смола Р< (обычно (например, Э-49) принимается к которой добав- за единицу

50 ляются или за

100 вес.7)

0,02 Р лов или окислы кремния, нрн и M пр«Пентное содержание комн«лент< в у сл«я, прилегающего к шине, и у верхнего слоя разное. Толщины 3 чих сл«ев и расстояния между шинами определяют я соотношениями, приведенными в формуле изобретения. 4 ил, (пластификатор)

Уротропин 0,001 Р, (ускоритель) (Эпоксидное порошк«вое связующее выбрано на основании изучения аналогов, как связующее, обладающее достаточно высокой термической устойчивостью и технологичностью).

В качестве наполнителя Р использовались тугоплавкие соединения металла, кварц и др, Моделирование слоя 8 (изолирующие) при различном соотношении весовых частей связующего Р< и наполнителя

Р с целью получения наилучших элект2 роизоляционных параметров для напряжений 6-35 кВ проводилось с указанными выше эпоксидным связующим и наполнителями, При этом подбирались такие соотношения компонентов, которые обеспечивают наилучшие электроизоляционные свойства при одних и тех же материалах, используемых в первом и втором слоях.

Результаты физического Моделирования показаны на фиг..3 и 4.

На фиг. 3 кривая А показывает зависимость прочности н термическому удару от разного соотношения связующего и наполнителя, кривая Б — зависимость электрической прочности покрытия от соотношения связующего н наполнителя (при 20 С), кривая В— зависимость электрической прочности покрытия с характеристиками, указанными на кривой Б, после испытания на термоудар, вызванный коротким замыканием (при 300 С), Из графика, представленного на фиг. 3, следует, что при соотношении связующего и наполнителя (Р< /Р ), равном 0,5 (что соответствует содержанию наполнителя в порошковом эпоксидном составе, равном 667.), стойкость покрытия к термическому удару очень высокая, Дальнейшее увеличение наполнителя в сос! 494081 таве хотя и повышает ст< й<кость к термическому удару, однако приводит к технологическим трудностям — наполнитель.не смачивается связующим, отсутствует адгезия.

При соотношении связующего и наполнителя, равном 1 (что соответствует содержанию наполнителя в составе 507.), покрытие выдерживает термический удар 300 С, При дальнейшем снижении содержания наполнителя стойкость к термическому удару резко снижается и при соотношении связующего и наполнителя, равном Р, /Рг = 4 (что соответствует содержанию наполнителя 207), стойкость покрытия к о термическому удару падает до 200 С (кривая A).

Пробивное напряжение при соотношении Р< /Р, меньшем 0,5, резко падает (покрыгие пористое). Дальнейшее уменьшение наполнителя приводит к возрастанию электрических характеристик покрытия — пробивное напряжение возрастает (кривая Б).

После испытания покрытий на термический удар электрические характеристики покрытия снижаются. При соотношении Р

На фиг. 4 кривые Г-3 показывают зависимость прочности покрытия от толщины изолирующего слоя при толщине термостойкого слоя, соответственно равной О,1; 0,125; 0,175; 0,25;

0,3 мм после испытания на термоудар о при 300 С, кривые И-Н вЂ” зависимость электрической прочности тех же покрытий при 20 С (до термоудара).

Из фиг. 4 следует, что при толщине термостойкого слоя менее 0,125 мм электрическая прочность покрытия менее 10 кв (термостойкий слой меньшей толщины не обеспечивает защиту изолирующего слоя от разрушения).

При толщине .термостойкого слоя более 0,25 мм электрическая прочность покрытия значительно не возрастает, вместе с тем растет общая толщина

Йокрытия, что приводит к большим внутренним напряжениям, увеличивается расход материала °

h = 0 25 — мм при 0 5(— (! °

Р< Р<

Э p t 1 г

Ф Р у г

25 толщина 11 верхнего слоя:

h = 0,1 (1 + --. --, мм, при

Н Р г

Р»

1(--(.4 °

Р2 наименьшее расстояние между изолированными шинами:

S = (1 + — ) ° 100 — 35(2h + 2h +

< г

+ 1,0), мм, 40 где Р< принимается за 100 вес.ч.;

Рг — содержание наполнителя, 7;

Н вЂ” рабочее напряжение, до

35 кВ включительно.

Для ячейки КРУ напряжением 35 кВ

45 толщина h< первого слоя может изменяться в пределах 125-250 мкм, толщина h — в пределах 200-800 мкм.

Расстояние между токоведущими шинами 92-140 мм соответственно.

Формула изобретения

Малогабаритная ячейка комплектнораспределительного устройства на нап55 ряжение до 35 кВ включительно, содержащая токоведущие шины с изоляционным покрытием, выполненным на основе термостойкого полимерного связующего и наполнителя из окислов

При толщине изолирующего слоя ме10 нее 0,2 мм электрическая прочность покрытия резко уменьшается и составляет менее 10 кв. При толщине изолирующего слоя более 0,8 мм электрическая прочность резко падает вследствие возникновения при такой толщине внутренних напряжений, вспучивания материала покрытия, его частичного разрушения (при термическом ударе). Обl работка материалов физического моде20 лирования позволяет вывести следующие эмпирические зависимости.

Толщина слоя покрытия, прилегающего к шине:! 494081 кремния или тугоплавких соединений металлов, отличающаяся тем, что, с целью экономии материалов, повышения надежности изоляции шин и сокращения габаритов ячейки за счет уменьшения расстояний между токоведущими шинами, изоляционное покрытие выполнено двухслойным, причем каждый слой состоит из одинаковых компонентов, но с различными массовыми соотношениями между ними, причем толщины слоев и расстояние между токоведущими шинами зависят от весовых соотношений между компо нентами и определяются следующими соотношениями:

h< 0,25 Р, /Р, мм, при 0,5 . сР„/Р (1;

Р, 2

Фиа 2

0,5 1,0 1,0 SO Ð Ц/Р (оеюиенмние с5и ую цт а натиааелл

Уые. э

М с 1ф

Ф фЮ

Ю ъ

h = 0 1(1 + -- -- мм при

H Pe

35 Р

1 (-- с 4;

P(5 Р

S = (1+--) ° 100 — 35 (2h + 2h +

Н

Ф и

+ 1,01, мм, где Ь» — толщина нижнего слоя, при1О легающего к токоведущей шине;

h — толщина верхнего слоя, S — расстояние между токоведущими шинами;

15 содержание связующего,мас.7, содержание наполнителя; мас.Х;

Н вЂ” рабочее напряжение, до

35 кв включительно.

1494081 м

°

4 ф

Ю ъ 20

0 250 0,500 О 7ХО 100

Толщина сдю Ь, м

Фиг. 4Составитель Е.Иванова

Редактор М,Андрушенко Техред М. Дидык Корректор Э.Лончакона

Заказ 4120/49 Тираж 607 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101