Высоковольтный кабель с изоляцией из сжатого газа

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСНОМУ СВИДИИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 17.07.73 (21) 1944902/07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.05,77. Бюллетень № 17 (4б) Дата опубликования описания 23,06.77

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 557421 (61) М. КлР Н01В9/06

Гооударственный комитет

Сонета Министров СССР оо делан иэооретений и открытий (53) УДК 621.315.687 (088,8) (72) Авторы изобретения

Г. Н. Александров, И. М. Бортник и A. Л. Виленчук

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт имени М. И. Калинина и Всесоюзный электротехнический институт имени В. И. Ленина (71) Заявитель (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ КАБЕЛЬ С ИЗОЛЯЦИЕЙ ИЗ СЖАТОГО

ГАЗА

Изобретение относится к электротехнике, а именно к передаче электрической энергии высоковольтными кабелями с изоляцией из сжатого газа, например SFq или смеси газов SF6 и N .

Известны высоковольтные кабели с изоляцией из сжатого газа, содержащие металлическую оболочку и внутренний проводник, центрируемый относительно оболочки с помощью кольцевых изоляционных элементов, снабженных управляемыми электродами на стороне, обращенной к внутреннему проводнику (1).

Однако современная тенденция к увеличению передаваемого напряжения приводит к значительному увеличению оболочки кабеля (до 2500 мм), Применение при таких диаметрах изоляционных элементов вышеуказанного типа вызывает значительный расход материала, сложность технологии изготовления и снижение их качества.

Известны также высоковольтные кабели с изоляцией из сжатого газа, в которых внутренний проводник центрируется относительно оболочки с помощью изоляционных элементов стержневого типа, работающих на растяжении (растяжек), закрепленных в установяенных на внутреннем проводнике промежуточных втулках (2).

Такое выполнение позволяет значительно уменьшить объем твердого диэлектрика, сократить количество возможных дефектов и, следовательно, . улучшить изоляционные характеристики растяжки.

5 Однако известная конструкция растяжки, имеющей постоянное сечение по длине, не обеспечивает достаточной эксплуатационной надежности нз-за неравномерного распределения электрического поля в местах крепления растяжки к втулке.

10 С целью устранения указанного недостатка, в предлагаемом кабеле концевой участок растяжки, обращенный к внутреннему проводнику, выполнен с утолщением конусной формы и снабжен резьбовым наконечником в виде стакана, установленного

15 в промежуточной втулке, причем по оси растяжки расположен гальванически соединенный с указанным наконечником электрод.

На фиг. 1 изображен участок кабеля в месте установки растяжки; на фиг. 2 — конфигурация

gp промежуточной втулки и концевой части растяжки; на фиг, 3 — узел крепления растяжки к втулке; на фиг. 4 — узел крепления растяжки к оболочке.

Высоковольтный кабель содержит заполненную сжатым газом герметичную металлическую оболоч26 ку1, в которой расположен внутренний провод557421 ник 2, центрируемый относительно оболочки с по. мощью промежуточных металлических втулок 3 и растяжек 4.

Цилиндрическая растяжка 4 в месте крепления к .втулке 3 имеет утолщение конусной формы и снабжена резьбовым наконечником 5 в виде стакана. По оси растяжки расположен гальванически соединенный с наконечником электрод 6 для создания необходимого распределения электрического поля в месте крепления растяжки и втулки. Электрод 6 может быть выполнен как выступ наконечника переменного сечения, или как отдельньй элемейт в виде гильзы с расположенной в ее полости пружиной 7.

Помимо механической связи наконечника с растяжкой могут быть дополнительно использованы различные клеющие составы.

Промежуточная металлическая втулка 3 представляет собой тело вращения, состоящее из центральной цилиндрической части, радиус которой примерно равен 1/3 радиуса оболочки, плавно переходящий в сужающиеся боковые поверхности. Для„ уменьшения осевых усилий во время монтажа секций внутреннего проводника втулки снабжены подшипниками качения, например роликовыми 8. Узел крепления растяжки к оболочке состоит из корпуса 9, разрезной конусной вставки 10, нажимной шайбы 11, гайки 12, герметизирующих элементов, например, резиновых колец 13, защитного стакана 14, прокладки 15, вкладыша 16, пружинного кольца 17. Нажимная шайба 11 имеет выступ, препятствующий вращению конусной вставки 10 и растяжки 4 относительно корпуса 9 узла крепления при вращении гайки 12.

Прокладка 15 защищает герметизирующие элементы 13 от попадания влаги и загрязнений. Вкладыш 16 экранирует отверстие, через которое вставляется растяжка. Диаметр этого отверстия выбирается по диаметру наконечника 5. Это отверстие позволяет производить как монтаж растяжек, так и их замену в процессе эксплуатации высоковольтного кабеля. Вкладыш 16 фиксируется в корпусе 9 пружинным кольцом 17.

Применение для изготовления растяжек изоля(ционных материалов, обладающих высокой механн1 ческой прочностью, и предлагаемая конструкция узла крепления растяжки к втулке позволяет свести до минимума толщину стенки втулки, т.е. довести разрядное сопротивление высоковольтного кабеля, определяемое радиусом внутреннего проводника и плотностью газового диэлектрика, до максимального.

Дополнительным фактором, обеспечивающим возможность разряда только по газовому промежутку между внутренним проводником и оболочкой, являются неравенства

1 1 1 1

Н„>Н г р)Нг, Я где Нг, Н, Нг, соответственно, кривизна внут

4 реннего проводника, боковой поверхности и цилиндрической части втулки;

R1 — радиус кривизнь поверхности сопряжения в диаметральной плоскости кабеля;

Ь р — радиус кривизны боковой HoBopxHocTR в плоскости, нормальной к данной точке поверхности. Конструкция узла крепления растяжки к втулке позволяет довести толщину стенки втулки (r, — r) до 1,5Н,8d,где d — диаметр растяжки.

И1 Длина втулки 1, зависящая от величины "беэразрядной" зоны около растяжки и устойчивости втулки в осевом направлении во время монтажа внутреннего проводника может быть выбрана, например, L = I > + 21з = 1,5 +2г, 1я где 1, — длина цилиндрической части втулки, I — длина сужающейся части, если принять I =

I t, то величины 1з R g а (обозначен: на чертеже), р определяются как з = (0,5+0,7)r

Ir<- ) 2-(09+07) 1

2 (., -.) Монтаж высоковольтного кабеля осущестЫ вляется следующим образом.

По длине кабеля с помощью шаблона устанавливаются соосно оболочке 1 втулки 3, в них наконечниками 5 ввинчиваются растяжки 4 заподлицо с поверхностью втулок, после чего растяжки фиксиЭО руют на оболочке узлами крепления. Затем секции внутреннего проводника, собранные вне оболочки, вводят в установленные втулки. Подшипники качения ликвидируют механический износ поверхности внутреннего проводника и загрязнение полости кабеля продуктами износа.

Формула изобретения

40 Высоковольтньй кабель с изоляцией из сжатого газа, содержащий металлическую оболочку и внутренний проводник, центрируемый относительно оболочки с помощью изоляционных растяжек стержневого типа, закрепленных в установленных

45 на внутреннем проводнике промежуточных металлических втулках, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, концевой участок растяжки, обращенньй к внутреннему проводнику, выполнен с утолщением ко50 нусной формы и снабжен резьбовым наконечником в виде стакана, установленного в промежуточной втулке, причем по оси распорки расположен гальванически соединенный с указанным наконечником электрод.

55 Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе:

1. MIEEE Trans Power and Appar. Syst., 1972 г., 9,1,1X2, 390 — 391.

2. Авторское свидетельство У 471612, 60 1.кл. Н 01 В 9/06, 23.03.71.

557421

Составитель Н. Борисова

Техрей Н. Бабурка

Корректор Л. Веселовская редактор Н. скворцова

Заказ . 855 61

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород„ул. Проектная, 4

Тираж 976 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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