Проходной изолятор для электрических трансформаторов

Изобретение относится к электротехнике, к проходным изоляторам средневысоких напряжений и может быть использовано во всех типах проходных изоляторов, применяющихся между электрическим вводом и баком трансформатора. Технический результат состоит в повышении изоляционных свойств и прочности атмосферных воздействиях любого типа. Проходной изолятор (10) для электрических трансформаторов, содержащий изолирующий корпус (18), который состоит из внешней части (14), расположенной на открытом воздухе и соединенной с внутренней частью (15), установленной в баке электрического трансформатора. Через внешнюю и внутреннюю изолирующие части (14, 15) в осевом направлении проходит металлическая стяжка (11), которая действует как электрический проводник. В частности, внешняя изолирующая часть (14) имеет ряд ребер (17), расположенных близко друг к другу и имеющих размеры, обеспечивающие получение высоких диэлектрических характеристик. По меньшей мере одна часть всего изолирующего корпуса (18) имеет комбинированное изолирующее покрытие, образованное соединением слоя силикона, покрывающего расположенную под ним эпоксидную смолу, которая, в свою очередь, окружает электрический проводник (11). Внутри эпоксидной смолы заделан металлический экран (19), снабженный кронштейнами (20) и предназначенный как для экранирования металлических крепежных частей и опорного основания (21), например, на баке трансформатора, так и для использования в качестве конденсатора для емкостных вводов, образованных указанными кронштейнами (20). 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Настоящее изобретение относится в целом к проходному изолятору для электрических трансформаторов и к усовершенствованию такого изолятора в сравнении с обычными изоляторами, известными из уровня техники. Предложенное техническое решение особенно подходит для использования применительно к проходным изоляторам, рассчитанным на средневысокие напряжения, однако, независимо от этого, оно может быть использовано для всех типов проходных изоляторов, применяющихся между электрическим проводником и трансформаторным баком.

Известно, что проходные изоляторы обеспечивают проход электрического проводника, находящегося под напряжением, через препятствие, представляющее собой, например, трансформаторный бак, обеспечивая изоляцию применительно к электрическому напряжению между свободным концом проводника и точкой крепления на трансформаторном баке с достаточно высокими значениями, по отношению к рабочим значениям.

Обычные проходные изоляторы содержат стяжку, которая действует как электрический проводник и которая проходит в осевом направлении через первую часть изолирующего корпуса, расположенную в воздухе и помещенную вне бака, и вторую часть изолирующего корпуса, помещенную внутри бака и преимущественно соединенную с внешней частью.

Кроме того, изолирующие части изолятора как внешняя, так и внутренняя, выполнены из эпоксидной смолы и/или керамических материалов, таких как фарфор, из-за присущих им свойств, таких как высокая твердость, хорошая механическая прочность и хорошее сопротивление температурным изменениям.

Также известно использование керамического материала в виде смеси, которая хорошо изучена с точки зрения состава и тепловой обработки, чтобы повысить значения твердости материала.

Конечный продукт также обычно покрыт слоем материала, пригодного для получения чрезвычайно гладкой наружной поверхности, чтобы облегчить самоочищение изолятора во время дождя.

Кроме того, необходимо, чтобы поверхностный слой изолятора имел такой же коэффициент расширения, как фарфор или смола, из которых состоит изолирующий корпус, чтобы избежать образования поверхностных трещин и разломов, которые могут через некоторое время привести к разрушению изолятора.

Сверх того, хрупкость изолирующих деталей, выполненных из керамики, также заслуживает внимания; в самом деле, эти изолирующие детали требуют, чтобы пользователь проявлял осторожность каждый раз, когда приходится иметь с ними дело.

Кроме того, когда изоляторы выполнены из керамики, на верхней части самого изолятора должно быть выполнено отверстие для выпуска воздуха, которое необходимо для выпуска воздуха при наполнении трансформатора.

Наконец, в изоляторах для средневысокого напряжения, выполненных из керамики, на их нижней части (части, обозначенной буквой Х на фиг.1, на которой показан обычный керамический изолятор для средневысоких напряжений) делается металлическое покрытие, чтобы экранировать области металлического крепления, исключая опорную плоскость, например, трансформатора.

Цель настоящего изобретения состоит, следовательно, в том, чтобы избежать указанных недостатков и, в частности, создать проходной изолятор для электрических трансформаторов, который имеет лучшие изоляционные свойства по сравнению с изоляционными свойствами обычных изоляторов, прежде всего в критических окружающих условиях и вообще в загрязненных местах, который имеет, в то же время, жесткую и прочную конструкцию, чтобы можно было с ним работать, не требуя специальной осторожности, и который хорошо сопротивляется атмосферным воздействиям любого типа.

Другая цель настоящего изобретения состоит в создании проходного изолятора для электрических трансформаторов, который позволяет получить лучшие рабочие характеристики и лучшие характеристики надежности по сравнению с обычными изоляторами.

Еще одна цель настоящего изобретения состоит в создании проходного изолятора для электрических трансформаторов, который позволяет уменьшить стоимость проектирования и изготовления по сравнению с уровнем техники и который позволяет существенно упростить операции по сборке конструкции.

Следующая цель изобретения состоит в создании проходного изолятора для электрических трансформаторов, который обеспечивает большее сопротивление ударам по сравнению с изоляторами известных типов.

Другая цель изобретения состоит в создании проходного изолятора для электрических трансформаторов, который не требует выпуска воздуха при наполнении трансформатора маслом.

Последняя по счету, но не по значимости цель изобретения состоит в создании проходного изолятора для электрических трансформаторов, который имеет металлический экран, заделанный в смолу, снабженный небольшими кронштейнами и предназначенный как для экранирования металлических крепежных частей, включая опору основания, например, трансформатора, так и для работы в качестве конденсатора для емкостных вводов.

Эти и другие цели достигаются в проходном изоляторе для электрических трансформаторов, выполненном в соответствии с пунктом 1 формулы изобретения.

Зависимые пункты формулы изобретения содержат детализированные характеристики изобретения.

Дальнейшие цели и преимущества настоящего изобретения станут понятнее из следующего описания, относящегося к предпочтительному, но не ограничивающему примеру варианта проходного изолятора для электрических трансформаторов, который является предметом настоящего изобретения, и из приложенных чертежей, на которых:

фиг.1 изображает частичный продольный вид с частичным разрезом обычного керамического проходного изолятора для электрических трансформаторов, где область, обозначенная буквой X, имеющая металлическое поверхностное покрытие для экранирования, выделена жирным контуром;

фиг.2 изображает общий вид в аксонометрии предложенного проходного изолятора для электрических трансформаторов;

фиг.3 изображает продольный разрез предложенного проходного изолятора для электрических трансформаторов, изображенного на фиг.2;

фиг.4 изображает увеличенный вид части предложенного проходного изолятора для электрических трансформаторов, показанного на фиг.3.

При этом следует подчеркнуть, что техническое решение согласно изобретению особенно хорошо подходит для использования в проходных изоляторах для электрических трансформаторов при средневысоких напряжениях, однако оно может быть использовано аналогично, без всяких проблем, для всех типов изоляторов.

Как показано на указанных чертежах, предложенный проходной изолятор для электрических трансформаторов обозначен в целом номером 10 позиции.

Изолятор 10 выполнен с обеспечением крепления к верхней части бака электрического трансформатора (не показан на чертежах) в соответствующем отверстии, выполненном в этом баке. Как хорошо видно на приложенных чертежах, проходной изолятор 10 в основном вытянут в продольном направлении, и в осевом направлении внутри него проходит металлическая стяжка 11, которая действует как электрический проводник.

Стяжка 11 имеет верхний конец 12, который в рабочем состоянии остается снаружи бака, и нижний конец 13, который остается внутри бака трансформатора после прохождения через указанное отверстие.

Изолятор содержит изолирующий корпус, в целом обозначенный номером 18 позиции, первая часть которого, обозначенная номером 14 позиции, находится на открытом воздухе, и через нее в осевом направлении проходит стяжка 11, в то время как вторая часть, обозначенная номером 15 позиции, расположена внутри бака и по существу состоит из внутреннего изолирующего корпуса 16, через который также в осевом направлении проходит стяжка 11.

В частности, согласно изобретению, наружный изолирующий корпус 14 имеет ряд ребер 17, сделанных в большом количестве близко друг к другу, а также имеющих подходящие размеры, чтобы увеличить длину линии выхода, по сравнению с обычными изоляторами, и, таким образом, оптимизировать диэлектрические свойства изолятора.

Кроме того, часть 14 изолятора, находящаяся в воздухе, образована из изолирующего покрытия, выполненного из силикона, снабженного ребрами 17 и покрывающего более внутренний слой, выполненный из эпоксидной смолы, который, в свою очередь, окружает металлический проводник 11.

Этот тип комбинированной изоляции, в то же время, обеспечивает великолепные характеристики электрической изоляции и адекватную внешнюю защиту изолятора, конструкция которого является чрезвычайно прочной и не нуждается в специальных мерах предосторожности во время транспортировки и/или установки.

Такой тип покрытия практически позволяет использовать изолятор в любых критических окружающих условиях и, в частности, в загрязненных местах, так как оно имеет прекрасные электрические характеристики и хорошо сопротивляется ударам, а также прямому воздействию атмосферных явлений.

В рабочем положении изолирующий корпус 16 расположен внутри бака электрического трансформатора и окружает нижний конец 13 стяжки 11.

В примерных вариантах выполнения крепление корпуса 16 к стяжке 11 может быть выполнено посредством резьбы на нижнем конце стяжки 11 или посредством выполнения соответствующего отверстия на самой стяжке; в альтернативном случае внутренний изолирующий корпус 16 может быть выполнен индивидуально формованием или поверхностным формованием на стяжке 11 с образованием практически одного целого.

Другое важное качество изобретения представлено тем фактом, что внутри слоя эпоксидной смолы изолирующего корпуса 18 заделан металлический экран 19, который снабжен соответствующими кронштейнами 20 и назначением которого является экранирование металлических крепежных составляющих и опорного основания, например, трансформатора, обозначенного на сопровождающих чертежах номером 21 позиции.

Такая конструкция, а также обеспечение нужного распределения электрического поля, определяет дальнейшую возможность наличия встроенного в структуру емкостного ввода.

Выше сказано о том, как специальная комбинированная изоляция и специальное расположение электрического экрана 19 обеспечивают прекрасные диэлектрические характеристики, прочность и механическое сопротивление ударам.

Кроме того, такое структурное покрытие обеспечивает хорошее сопротивление температурным изменениям и жидкостям, присутствующим внутри трансформаторов.

Еще одно важное преимущество получается с учетом того, что предложенный проходной изолятор получен путем сборки уменьшенного числа составляющих частей по сравнению с изоляторами известных типов, и это не требует специального обслуживания, благодаря поверхностному покрытию, которое на практике защищает его от прямого воздействия атмосферных явлений.

Из приведенного описания становятся понятны характеристики предложенного проходного изолятора для электрических трансформаторов, а также его преимущества.

Наконец, понятно, что предложенный проходной изолятор может претерпевать многочисленные модификации и изменения, не отклоняясь при этом от новых принципов, присущих идее изобретения, а также понятно, что в практическом варианте выполнения изобретения материалы, формы и размеры описанных деталей могут быть любыми, соответствующими требованиям, и они могут быть заменены другими технически эквивалентными элементами.

1. Проходной изолятор (10) для электрических трансформаторов, вытянутый в продольном направлении и содержащий изолирующий корпус (18), который содержит наружную часть (14), располагаемую снаружи и соединенную с внутренней частью (15), располагаемой в баке электрического трансформатора, и в котором через наружную и внутреннюю изолирующие части (14, 15) в осевом направлении проходит металлическая стяжка (11), которая действует как электрический проводник, причем, по меньшей мере, указанная наружная часть (14) изолирующего корпуса (18) имеет ряд ребер (17), расположенных близко друг к другу и имеющих подходящие размеры, с обеспечением получения высоких диэлектрических характеристик, при этом, по меньшей мере, одна часть указанного изолирующего корпуса (18) имеет комбинированное изолирующее покрытие, образованное соединением по меньшей мере одного слоя силикона, покрывающего расположенную под ним структуру из эпоксидной смолы, которая в свою очередь окружает указанную металлическую стяжку (11), отличающийся тем, что
внутри указанной структуры из эпоксидной смолы заделан по меньшей мере один металлический экран (19), который имеет соответствующие кронштейны (20), и который предназначен для экранирования металлических крепежных частей и опорного основания (21) изолятора, при этом указанная конструкция образует встроенный в структуру изолятора емкостной ввод, образованный указанными кронштейнами.

2. Проходной изолятор (10) по п.1, отличающийся тем, что указанная металлическая стяжка (11) имеет верхний конец (12), который в рабочем состоянии остается снаружи бака трансформатора, и нижний конец (13), который остается внутри указанного бака.

3. Проходной изолятор (10) по п.1, отличающийся тем, что указанная часть (15), расположенная внутри бака, имеет по меньшей мере один внутренний изолирующий корпус (16), через который в осевом направлении проходит указанная металлическая стяжка (11), и который прикреплен к металлической стяжке (110 посредством резьбы или отверстия.