Высоковольтный газонаполненный ввод

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ . СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцнапнстнческих

Респубпин (i ii 892481 (61) Дополнительное к авт. свид-ву

{22)Заявлено 03.01.80 (21) 2863120/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (2Ç) Приоритет (Я)М. Кл.

Н 01 В 17/36

1ееудеротеенный комнтет

СССР (53) УДК б21. 315 (088.8) но делам нзооретеннй н открытей

Опубликовано 23. 12.81. Бюллетень ¹ 47

Дата опубликования описания 23. 12.81 (72) Авторы изобретения

M.È.Ñûñoåâ, Л.В.Игнатьева, Е.С.Колечицкий, И7Н;-И1улыик

А.В.Акимов, Л.С.Михайлова и С.А.Мигунов 1 А (7I ) Заявитель (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЬ{Й ГАЗОНАПОЛНЕННЫЙ

ВВОД роны (1).

Изобретение относится к электротехнике, в частности к газонаполненным вводам высокого напряжения.

Известен высоковольтный газона-, полненный ввод, содержащий полый изоляционный корпус и соосно с ним ус5 тановленные с зазором, внутренний токоведущий и наружный заземленный электроды цилиндрической формы. Наружный электрод имеет тороидальный

19 край, расположенный с наружной стоНедостатком такого ввода является низкая электрическая прочность

1S внешней изоляции из-за значительной концентрации напряженности элек" трического поля на внешней поверхности изоляционного корпуса вблизи тороидального края заземленного электрода.

Известен. также высоковольтный газонаполненный ввод, у которого зазе. мленный электрод выполнен в виде фланца с закругленным внутренним краем (2).

Однако ввод имеет низкую прочность внешней изоляции из-за концентрации напряженности электрического поля на внешней поверхности изоляционного корпуса вблизи фланца.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является газонаполненный ввод, содержащий полый изоляционный корпус и соосно с ним установленные с зазором цилиндрические внутренний токоведущий электрод, имеющий вдали от края наружного электрода ступенчатое изменение радиуса, необходимое для закрепления корпуса, и наружный заземленный электрод с тороидальным краем, расположенным на. внешней стороне электрода. Тороидальный край снижает напряженность, электрического поля внутри ввода у края на" ружного электрода (3 ).

892481 д ности внешней изоляции путем уменьшения напряженности электрического в старой системе. Это достигается 9 выбором определенного соотношения

Однако его расположение на внешней стороне цилиндрической части электрода недостаточно снижает концентрацию поля на наружной поверхности изоляционного корпуса на уровне края наружного электрода и не обеспечивает высокой электрической прочности внешней изоляции ввода.

Цель изобретения — повышение электрической прочности внешней изоляции ввода.

Поставленная цель достигается тем, что в высоковольтном вводе, содержащем полый корпус из изоляционного материала, концентрично в нем установленные с зазором электродывнутренний в виде двухступенчатого цилиндра и наружный в виде полого цилиндра с загнутым .торцом в виде тора, торец полого цилиндра загнут во внутрь, переход от одной ступени к другой имеет плавный выпуклый профиль и расположен на расстоянии . (0,5-2,0) r от края наружного элек трода, где r — радиус большей ступени внутреннего электрода, радиус меньшей ступени внутреннего электрода г=(0,5-0,75) г, à r„ . В:г =

=1: 12,9-3,5):(0,20-0,30), где R— внутренний радиус тора, r — радиус поперечного сечения тора.

На фиг. 1 изображена общая конструкция ввода; на фиг. 2 — изоля- ционный узел.

Высоковольтный. газонаполненный ввод содержит токоведущую цилиндрическую трубу переменного сечения, расположенную по оси ввода — внутренний электрод 1. Размеры и форма электрода 2 с тороидальным краем 3 вместе с электродом 1 задают необ4 ходимое оптимальное внутреннее электрическое поле. Цилиндр крепится на фланце 4, который имеет эк- ран 5. Изоляционные покрышки 6 и 7 вместе с фланцами и токоведущей трубой создают камеру, которая запол1 няется сжатым элегазом или воздухом. Наружная поверхность покрышки

6 расположена в атмосфере воздуха, покрышка 7 может быть расположена в элегазе, например, шинопровода или в другой высокопрочной среде.

Размеры и форма токоведущей трубы, расположенной вне заземленного экрана, вместе с краем этого цилиндра,3 и формой внешнего экрана 8 задают, необходимое внешнее электрическое поле.

Однако наибольшее влияние на значение максимальной напряженности внешнего поля имеют размеры и форма токоведущей трубы внутреннего электрода 1 и края заземленного цилиндра.

К основным размерам, определяющим электрическое поле ввода, относятся наружный радиус внутреннего электрода вне заземленного цилиндра, наружный радиус Г, внутреннего электрода в месте расположения заземленного цилиндра, внутренний радиус Я тороида, расположенного на заземленном цилиндре, радиус Г тороида в поперечном сечении, расстояние Г от оси ввода до точки, находящейся на наружной поверхности изоляционной покрышки, высота - h =

=3 (г - г ) овальной части токоведущей трубы, расстояние — h<= (0,5-2) г между началом овала и краем тороида высота — H=7r края тороида над заземленным плоским электродом.

Увеличение электрической проч-. поля на внешней поверхности изоля,ционной покрышки (в точке А на фиг.2} .достигается за счет оптимальной конфигурации края цилиндра и поперечного сечения внутреннего электрода.

Указанное соотношение и расположение тороида внутри цилиндра, а не за ним, отодвигает электрическое поле внутрь конструкции и тем самым ослабляет поле на наружной поверхности изоляционной покрышки, например, в точке А. При этом важно то, чтобы изменение конструкции не способСтвовало увеличению радиальных размеров заземленного цилиндра, что привело бы к увеличению радиальных размеров ввода. То есть, внутреннее поле — поле между токоведущей трубой и тороидом а также этой трубой и цилиндром, в новой системе должно быть таково, чтобы максимальная напряженность в рассматриваемой системе не превосходила соответствующей напряженности между радиусом токоведущей трубы р< радиусом внутренней поверхности тороида и радиусом его поперечного сечения Г .

Стремлению усилить поле в высокопрочной среде и ослабить поле на поверхности покрышки служит умень"9248) шение 1. ограничивается сечением токоведующей трубы, необходимым по условиям пропуска большого тока, т.е. по условиям теплопроводности, а

Ф также мапой эффективностью дальнейшего уменьшения )

Данные расчета,в относительных единицах приведены в таблице. 3а

16 единицу напряженности поля E и расстояние в радиальном направлении приняты максимальная напряженность внутреннего поля и радиус токоведущей трубы наибольшего сечения при оптимальном поле, т.е. при наименьшей максимальной напряженности поля при заданном расстоянии от оси ввода до внутреннего цилиндра, т.е. при r< +R+Zr>=cons t.

1 Оь55 3125 Оэ25 4э65 1

0,12

1 0,55 3,08 0,34 4,65 1,03 0,12

1 0,55 3,35 0,2 4,65 1,03 О, 12

4 ь 65 1 э 03 О-,И 5

l,l 0,6 2,95 0,25 4,65 0,98 0,125

1 0,45 3,25 0,25 4,65 1

1 0,35. 3,25 0,25 4,65 1

0i l l8

0;116

Как видно из таблицы, увеличение или уменьшение г,) и r» по сравнению с оптимальным ведет к увеличению напряженности внутреннего щ поля Е, что в конечном счете .приводит к увеличению напряженнЬсти внешнего поля EA . Действительно, снижение Е до допустимого значения приводит к увеличению размеров внутреннего цилиндра и приближению его к точке А (фиг. 2), что вызывает повышение поля здесь. Аналогичная ситуация. складывается и при увеличении r от оптимального. Уменьшение же r no сравнению с оптимальным, равным

0,55r, не приводит к заметному уменьшению напряженности поля в. точке А.

Для оценки экономического эффекI та предлагаемой конструкции ввода сравним его с вводом конструкции (цилиндр-цилиндр), в котором за счет увеличения радиального размера изоляционной покрышки достигается также

Формула изобретения

Высоковольтный гаэонаполненный ввод, содержащий полый корпус из изо,ляционного материала, концентрично

;в нем расположенные с зазором элекj

1 ,троды — внутренний в виде двухступен" чатого цилиндра и наружный в виде

:.полого цилиндра с загнутым торцом в виде тора, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения элекшение радиуса токоведущего электрода вне заземленного цилиндра. Уменьшая радиус-, мы усиливаем поле вблизи поверхности электрода и ослабляем поле на упомянутой поверхности.

При этом не превышается допустимая напряженность вследствие уменьшения напряженности на токоведущем электроде с увеличением расстояния от земли.

Предварительная оценка эффекта изоб ретения на основе анализа общей структуры поля была уточнена и проверена путем расчета поля на ЭВИ.

Снижение напряженности на внешней поверхности достигает 44Х при г равном 0,55 r . Для ввода 1150 кВ ука" занная напряженность снижается с

14,6 до 8,2 кВ/см. Дальнейшее умень0,9 Oi5 3,6 0,25 напряженность на ее наружной поверхности. Как показывают расчеты на ЗВМ, уменьшение радиального размера по предлагаемой конструкции составляет 15Х, примерно на столько же умень- шается стоимость ввода. Экономический эффект будет того же порядка, если предлагаемый ввод сравним с примененяемым для этой же цели вводом с конденсаторными обкладками. трической прочности, торец полого цилиндра загнут во внутрь, пере. ход от одной ступени к другой имеет плавный выпуклый профиль и располо-жен на расстоянии (0,5-2,0)r от края наружного электрода ; где r радиус большей ступени внутреннего электрода, радиус меньшей ступени внутреннего электрода г(0,5-0,75)r< а r .R:г =1:(2,9- 3,5):(0,20"0,30), 892481

8 где R " "внутренний радиус радиус поперечного сечения тора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе у . 1. Патент ФРГ № 2340899, кл. Н 01 В !7/28, 1975.

2. Патент США ¹ 3566001, кл. 174-31, 1971.

3. Патент Франции ¹ 2316709, 10 кл. Н 01 В 17/26, 1975.

ВНИИПИ Заказ 11266/74

Тираж 787 Подписное

tt и

Филиал ППП Патент г. Ужгород, ул. Проектная, 4