Система изолированного соединения электропроводящих компонентов в распределительных устройствах

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в повышении надежности. Система изолированного соединения электропроводящих компонентов, в частности, в распределительных устройствах с газовой изоляцией содержит первый электропроводящий компонент и второй электропроводящий компонент, которые отделены друг от друга изоляционным элементом повышенной гибкости. Изоляционный элемент состоит из гибкой оболочки (21), заполненной изолирующим средством (22), и имеет полость для приема находящихся под напряжением электропроводящих компонентов. Изоляционный элемент является эластично деформируемым настолько, что он может выворачиваться. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к системе изолированного соединения электропроводящих компонентов, в частности, в распределительных устройствах с газовой изоляцией, содержащей первый и второй электропроводящие компоненты, причем компоненты отделены друг от друга гибким изоляционным элементом.

Примеры систем соединения компонентов в распределительных устройствах с газовой изоляцией в диапазоне среднего напряжения уже известны из патента DE 19940634 А1. На фиг.4 согласно DE 19940634 А1 изображены два изолированных проводника, электрически соединенных между собой контактным кольцом. Контактное кольцо служит в качестве соединения. В этом соединении проложена длинная трубка из проводящего изоляционного материала. С увеличением толщины изоляционного слоя его гибкость снижается, что, в частности, отрицательно сказывается на изоляции электрических соединителей.

В диапазонах среднего и высокого напряжений используются распределительные устройства с газовой изоляцией, причем в них реализуются различные электрические соединители. Из уровня техники для электрических соединений, в частности, известно использование наконечников провода или соединителей компонентов. Эта технология соединения была позаимствована из области техники среднего напряжения.

Поэтому в основу изобретения положена задача осуществления беспрепятственного изолированного соединения компонентов, в частности, в комплексных распределительных устройствах с газовой изоляцией, причем для этого в распоряжение должна быть предоставлена изоляция, остающаяся высокоэластичной даже при увеличении толщины и, в частности, обеспечивающая выворачивание или смещение.

Согласно изобретению вышестоящая задача решается с помощью системы с признаками пункта 1 формулы изобретения. Кроме того, изобретение относится к изоляционному элементу и к использованию системы для соединения компонентов в распределительных устройствах высокого напряжения.

Вышеупомянутая система отличается тем, что изоляционный элемент состоит из стабильной гибкой оболочки, заполненной изолирующим средством.

Согласно изобретению изолирующее средство может быть образовано из жидкого, гелеобразного или твердого материала, например из силиконового масла или высоковязкого силиконового геля, а эластичная оболочка может быть выполнена в виде тонкой гибкой силиконовой оболочки.

Таким образом, гибкость изоляционного элемента регулируется в широких диапазонах, а тонкая наружная оболочка изоляционного элемента является гибкой в самых широких пределах. Эта структура позволяет формировать ее при толстых изоляционных слоях и подгонять под контуры или выворачивать.

Предпочтительно изоляционный элемент является подушкообразным, кольцевым, шарообразным и/или коническим.

Другая форма исполнения изобретения относится к соединению компонентов в распределительных устройствах с газовой изоляцией, содержащему первую и вторую детали корпуса, причем в первой детали корпуса размещен первый изолированный проводник, во второй детали корпуса размещен второй изолированный проводник, а изолированные проводники с помощью соединительных средств электрически соединены между собой.

Согласно изобретению для этого предусмотрен по меньшей мере частично удаляемый изоляционный элемент, электрически изолирующий соединительные средства, который является эластично деформируемым настолько, что он выворачивается.

Предпочтительно, соединительные средства содержат несколько деталей. С их помощью могут быть перекрыты зазор или участок между изолированными проводниками. Детали могут быть выполнены в виде шин или полуцилиндров.

В свете изложенного предпочтительно, чтобы изоляционный элемент одним концом был установлен на одной детали корпуса в таком предварительно собранном виде, чтобы другой его конец мог переводиться на другую деталь корпуса. Таким образом, изоляционный элемент после демонтажа может оставаться на одной детали корпуса с гарантией от потери. Изоляционный элемент может беспрепятственно выворачиваться или наматываться. Он может с одной детали корпуса сматываться, а на другую - наматываться.

Кроме того, предпочтительно, чтобы первая деталь корпуса содержала первый изолятор, содержащий первый изолированный проводник и электрически изолирующий его от второй детали корпуса. Благодаря этому обеспечивается повышенная безопасность при захвате первой детали корпуса. Изоляционный элемент выворачивается или наматывается беспрепятственно. Он может с одной детали корпуса сматываться, а на другую наматываться таким образом, чтобы он прилегал к ней и/или к соответствующему ей изолятору.

Предпочтительно, чтобы вторая деталь корпуса содержала второй изолятор, содержащий второй изолированный проводник и электрически изолирующий его от второй детали корпуса.

Благодаря этому обеспечивается повышенная безопасность при захвате второй детали корпуса. Изоляционный элемент выворачивается или наматывается беспрепятственно. Он может с одной детали корпуса сматываться, а на другую наматываться таким образом, чтобы он прилегал к ней и/или к соответствующему ей изолятору.

В одной из других форм выполнения изоляционный элемент зафиксирован посредством соответствующих зажимных устройств на первом и на втором изоляторах. Зажимные устройства могут воздействовать на изоляционный элемент с радиальным нажимным усилием и препятствовать образованию зазора на граничных поверхностях между изоляторами и изоляционным элементом.

Предпочтительно, чтобы изоляционный элемент имел на обоих своих концах соответствующие краевые выступы. Краевой выступ образует углубление, в которое установлены зажимные устройства. Таким образом, зажимные устройства предохраняются от аксиального перемещения.

Изоляционный элемент предпочтительно изготовлен из нескольких слоев. Для сохранения гибкости изоляционный элемент, в частности, может состоять из нескольких управляемых слоев, необходимых для его выворачивания.

Для управления полем изоляционный элемент на определенных участках предпочтительно снабжен проводящим слоем.

Первая и/или вторая деталь корпуса, предпочтительно, установлена в стенке газовой камеры газоплотно, причем первый и второй изолированные проводники вдаются в газовую камеру или электрически соединены с электрическими конструктивными элементами внутри газовой камеры. Таким образом, реализуется беспрепятственное разъемное соединение деталей корпуса друг с другом за пределами газовой камеры или газовых камер.

Изоляция соединительных деталей может быть выполнена с помощью изоляционной жидкости или изоляционного газа. Правда, для этого вокруг соединительных деталей необходимо предусмотреть герметичный корпус.

Вышеупомянутая система предпочтительно используется для изолированного соединения электропроводящих компонентов в распределительных устройствах с газовой изоляцией и может быть использована во всех областях техники высокого напряжения, в которых находят применение однофазные изоляторы. Только толщина изоляционного участка должна подстраиваться под соответствующие физические и конструктивные условия. При этом, в частности, следует обращать внимание на указанную гибкость.

С помощью новой соединительной техники облегчается также демонтаж компонентов, в частности компонентов поля. Кроме того, она облегчает компактность конструкции, отличающейся очень большим удобством монтажа. Соединительные средства благодаря своей конструкции имеют большие допуски, благодаря чему возможны новые концепции распределительных устройств.

На чертежах изображены:

фиг.1 - вид в разрезе системы для соединения компонентов в распределительных устройствах с газовой изоляцией в собранном или соединенном состоянии,

фиг.2 - вид в разрезе системы для соединения компонентов в распределительных устройствах с газовой изоляцией на фиг.1 в разобранном или разъединенном состоянии,

фиг.3 - пример выполнения изоляционного элемента,

фиг.4 - другие примеры выполнения изоляционных элементов.

На фиг.1 изображена система с первым 1 и вторым 2 изоляционными элементами, направленными наружу. Изолированная проводка имеет первый 3 и второй 4 изолированные проводники. При этом первый изолированный проводник 3 соединен с первым изолятором 1, а второй изолированный проводник 4 - со вторым изолятором 2. Изолированные проводники 3, 4 расположены друг напротив друга.

Состоящие из двух частей соединительные средства установлены на первом 3 и на втором 4 изолированных проводниках таким образом, чтобы изолированные проводники 3, 4 были соединены друг с другом. При этом первая часть соединительных средств 5 располагается под изолированными проводниками 3, 4. Вторая часть соединительных средств 5 располагается над изолированными проводниками 3, 4.

Изолированные проводники 3, 4 и соединительные средства 5 с помощью контактов 6 соединены друг с другом таким образом, чтобы между изолированными проводниками 3, 4 обеспечивалась электрическая связь. К изолированным проводникам 3, 4 может быть приложено высокое напряжение, так что ток может протекать по изолированным проводникам 3, 4.

Изолированные проводники 3, 4, находящиеся под высоким напряжением, а также соединительные средства 5 установлены в корпусе 7, а также в защитной оболочке 9. Корпус 7 состоит из первой 7 и второй 8 деталей корпуса.

Изолированные проводники 3, 4, находящиеся под высоким напряжением, а также соединительные средства 5 электрически изолированы от корпуса 7, 8, а также от защитной оболочки 9 высокоэластичным изоляционным элементом 10.

Электрическая изоляция обеспечивается специально выполненным изоляционным элементом. Размеры последнего задаются проводящими поверхностями управления и соответствующим конструктивным расчетом.

Изоляционный элемент 10 выполнен высокоэластичным. Это необходимо, чтобы он насаживался на первый 1 и второй 2 изоляторы и чтобы граничная поверхность 11 между изоляторами 1, 2 и изоляционным элементом 10 была диэлектрически прочной.

Благодаря своей высокостабильной форме исполнения с большой эластичностью при высокой устойчивости формы изоляционный элемент 10 легко подстраивается под различно выполненные соединительные средства 5 и изоляторы 1, 2.

Форма изоляционного элемента 10 в примере выполнения, показанном на фиг.1, выбрана таким образом, что образуется краевой выступ 12, в который заходят зажимные устройства. Зажимные устройства 13 служат для поддержания давления на изоляционный элемент 10 и тем самым для предотвращения образования зазора на граничной поверхности.

Система на фиг.1 снаружи может защищаться соответствующей непоказанной оболочкой. Зажимные устройства 13 подпружинены, чтобы могли компенсироваться эффекты расширения.

На фиг.2 показано, что монтаж может осуществляться по аналогии с обычными разъемными соединениями, а именно, когда компоненты распределительных устройств сдвигаются вместе. При этом гибкий изоляционный элемент 10 предварительно монтируется на одной стороне, а затем после сборки компонентов зажимается посредством зажимного устройства 13.

На фиг.2 можно также заметить, что для демонтажа поля в центре распределительного устройства с газовой изоляцией зажимные устройства 13 удаляются. После этого изоляционный элемент выворачивается с одной стороны на другую. Высокая гибкость изоляционного элемента 10 облегчает выворачивание. Вывороченный изоляционный элемент 10 высвобождает соединительные средства 5 и допускает их демонтаж. Затем отъединенный таким образом компонент распределительного устройства может быть удален без необходимости в дополнительных технологических операциях в газовой камере.

Здесь первая деталь 7 содержит первый изолятор 1, принимающий первый изолированный проводник 3 и электрически изолирующий его от первой детали 7 корпуса. Вторая деталь 8 корпуса содержит второй изолятор 2, принимающий второй изолированный проводник 4 и электрически изолирующий его от второй детали 8 корпуса.

Изоляционный элемент 10 зафиксирован, соответственно, зажимным устройством 13 на первом изоляторе 1 и/или на первой детали 7 корпуса и на втором изоляторе 2 и/или на второй детали 8 корпуса. Это показано на фиг.1. Зажимные устройства 13 подпружинены, чтобы могли компенсироваться эффекты расширения. Изоляционный элемент 10 имеет на обоих своих концах соответствующие краевые выступы 12.

Первая деталь 7 корпуса и/или вторая деталь 8 корпуса установлены в стенке непоказанной газовой камеры газоплотно, причем первый и второй изолированные проводники 3, 4 вдаются в газовую камеру или электрически соединены с электрическими конструктивными элементами внутри газовой камеры.

На фиг.3 изображен пример выполнения изоляционного элемента 10, причем изоляционный элемент состоит из эластичной силиконовой оболочки 21, заполненной силиконовым маслом 22 или высоковязким силиконовым гелем 22. Позицией 30 обозначена полость для приема находящихся под напряжением деталей или проводящих компонентов в распределительных устройствах.

На фиг.4 изображены другие изоляционные элементы 10 в предпочтительном исполнении. В верхней части фиг.4 изображен изоляционный элемент 10, имеющий форму эллипсоида.

В нижней части изображен подушкообразный изоляционный элемент 10, имеющий на своих противоположных сторонах проводящие слои 3, вследствие чего детали изоляционного элемента являются диэлектрически управляемыми. Благодаря проводящему слою производится определенное управление полем, поскольку в случае неровностей, уступов или зазоров у прилегающих деталей, находящихся под напряжением, предотвращаются резонансные усиления поля и тем самым пробои.

Перечень позиций

1 - первый изолятор

2 - второй изолятор

3 - первый изолированный проводник

4 - второй изолированный проводник

5 - соединительное средство

6 - контакт

7 - первая деталь корпуса

8 - вторая деталь корпуса

9 - защитная оболочка

10 - изоляционный элемент

11 - граничная поверхность

12 - краевой выступ

13 - зажимное устройство

21 - эластичная оболочка

22 - изолирующее средство

30 - полость для приема деталей, находящихся под напряжением

1. Система изолированного соединения электропроводящих компонентов в распределительных устройствах с газовой изоляцией, содержащая первый электропроводящий компонент и второй электропроводящий компонент, причем компоненты отделены друг от друга гибким изоляционным элементом, отличающаяся тем, что изоляционный элемент состоит из гибкой оболочки (21), заполненной изолирующим средством (22), и имеет полость для приема находящихся под напряжением электропроводящих компонентов, причем изоляционный элемент является эластично деформируемым настолько, что он может выворачиваться.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что изолирующее средство (22) выполнено из жидкого, гелеобразного и/или твердого материала.

3. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что гибкая оболочка (21) является силиконовой оболочкой.

4. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что изолирующее средство (22) является силиконовым маслом или высоковязким силиконовым гелем.

5. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что изоляционный элемент является подушкообразным, трубчатым, кольцевым, шарообразным и/или коническим.

6. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что изоляционный элемент содержит проводящие слои, благодаря чему детали изоляционного элемента управляются диэлектрически.

7. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что изоляционный элемент имеет на обоих своих концах соответствующие краевые выступы (12).

8. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что изоляционный элемент изготовлен из нескольких слоев.

9. Применение системы по одному из пп. 1-8 для соединения компонентов в распределительных устройствах высокого напряжения с газовой изоляцией.