ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ВВОД, СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ПРОВОДА ВВОДА И СИСТЕМА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ, СОДЕРЖАЩАЯ ТАКОЙ ВВОД Российский патент 2013 года по МПК H01B17/54 

Область техники

Настоящее изобретение относится к высоковольтному вводу, содержащему удлиненный электрический провод, трубчатый изолятор, окружающий провод и средство охлаждения для охлаждения провода.

Изобретение также относится к способу охлаждения провода такого ввода и к системе распределения электрической энергии, содержащей подобный ввод.

Высокое напряжение относится к напряжениям выше 1 кВ. Однако конструкция ввода по изобретению будет способствовать изготовлению ввода, в частности, пригодного для сверхвысоких напряжений, предпочтительно от 300 кВ и выше.

Обычно, но не обязательно, ввод имеет значительную длину, при этом его электрический провод удерживается изолятором только в местах, удаленных друг от друга, так что провод будет проходить свободным и не удерживаемым на значительной его длине. Обычно провод выполнен на изоляторе только на его концевых зонах, то есть концевых зонах ввода. Между установочными зонами изолятор обычно образует оболочку вокруг провода с заполненным газом пространством, образованным между внутренней периферией изолятора и наружной периферией провода.

Предшествующий уровень техники

Известные сверхвысоковольтные вводы содержат электрический провод, изготовленный из полой алюминиевой трубки. Трубка имеет большое поперечное сечение для того, чтобы уменьшить электрические потери во время работы, когда электрический ток проходит через провод. Провод окружен изолятором, при этом заполненное газом пространство предусмотрено между внутренней периферией изолятора и проводом. На противоположных концах ввода провод выполнен в изоляторе и удерживается им. Газ в пространстве, предпочтительно, является электрически изолирующим инертным газом, таким как SF6, и поэтому пространство, предпочтительно, является газонепроницаемым. Провод должен иметь относительно большой наружный диаметр для того, чтобы позволить элегазу поглощать тепло от провода и в целях обеспечения достаточно высокой жесткости провода. Конструкционной задачей является изготовление провода, способного выдерживать повышенные механические нагрузки, такие как те, что возникают при землетрясении или любых других сейсмических явлениях, и который будет также способен выдерживать высокие напряжения.

Вводы по предшествующему уровню техники хорошо подходят для этих целей до тех пор, пока электрический ток, который должен проводить провод, находится на среднем уровне, то есть на тех уровнях, которые встречаются в соответствующих вводах в современных электроэнергетических установках. Однако, если электрический ток увеличивается, что будет в большей степени возможно в случае будущих применений, будут появляться места вдоль длины провода, где его охлаждение с помощью окружающего газа или любой другой окружающей среды будет недостаточным, приводя в результате к повышенным потерям.

Во вводах, снабженных охладителем из твердого материала в пространстве между внутренней периферией изолятора и проводом, было предложено охлаждать провод посредством циркуляции жидкости, такой как вода, в центральном канале провода. Однако подобное решение добавит значительный вес из-за наличия жидкости. В некоторых вводах это полностью приемлемо, но в других вводах, таких как те, в которых не существует несущего конденсатора, это будет неприемлемо, поскольку это сделает нагрузку на провод слишком большой. Соответственно, провод будет менее устойчивым при испытании на сейсмические аномалии.

Краткое изложение сущности изобретения

Задачей настоящего изобретения является обеспечение достаточного охлаждения электрического высоковольтного ввода без чрезмерного увеличения нагрузки на его провод. Также задачей изобретения является создание ввода, обладающего способностью проводить электрический ток повышенных уровней без перегрева и без увеличения веса ввода, чтобы его способность поглощать повышенные механические нагрузки, такие как те, что вызваны сейсмическими возмущениями, стала достаточной.

Поставленная задача решается посредством создания указанного ввода, характеризующегося тем, что средство охлаждения содержит, по меньшей мере, один охлаждающий элемент, проходящий вдоль участка длины провода, и находится в тепловой связи с проводом. За счет этого локальное охлаждение зон провода, которые более предрасположены к нагреву, может быть осуществлено без необходимости заполнения всей длины любого центрального канала или другого продольного канала ввода жидкостью, которая добавит значительный вес, который должен выдерживать провод.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения охлаждающий элемент находится в тепловом контакте с теплопоглощающей средой. Подобная среда может включать в себя газ или жидкость. Альтернативой такой среде может быть элемент, через который тепло от провода отводится к среде, причем охлаждающий элемент может только образовывать пространство, внутри которого охлаждающая среда может быть в непосредственном контакте с материалом провода, за счет чего тепло отводится непосредственно от провода к охлаждающей среде.

Предпочтительно, провод является трубчатым с продольным каналом, проходящим через него, при этом охлаждающий элемент размещен в канале. Предпочтительно, продольный канал является центральным каналом провода. За счет выполнения охлаждающего элемента внутри канала, охлаждающий элемент будет меньше нарушать электрическое поле снаружи провода и также будет меньше подвержен его действию. Расположение охлаждающего элемента внутри канала также обеспечивает предпочтительные решения в отношении любой циркуляции охлаждающей среды в охлаждающий элемент и из него, поскольку такая циркуляция затем может быть осуществлена внутри канала.

Предпочтительно, охлаждающий элемент находится в прямом контакте с проводом. Этот признак является, в частности, релевантным в тех случаях, когда охлаждающий элемент образован телом, выполненным с возможностью поглощения тепла и/или проведения тепла к охлаждающей среде, поскольку это улучшит поглощение и/или передачу тепла охлаждающим элементом. Это также могло бы быть важным признаком в тех случаях, когда охлаждающий элемент содержит одну или более частей, которые размещены так, чтобы образовывать закрытое, герметичное пространство, в которое должна быть введена охлаждающая среда для того, чтобы войти в непосредственный контакт с проводом. Обычно подобный вариант осуществления изобретения включает в себя то, что охлаждающий элемент должен быть образован двумя противоположными заглушками, размещенными на некотором расстоянии друг от друга, соответствуя участку длины провода и образуя между собой небольшое пространство, в которое может быть введена охлаждающая среда для того, чтобы поглощать тепло непосредственно от провода.

Согласно одному варианту осуществления изобретения охлаждающий элемент образует закрытое пространство с отверстием для введения охлаждающей среды в пространство. Предпочтительно, охлаждающий элемент также имеет второе отверстие для выгрузки охлаждающей среды из пространства. За счет этого разрешена циркуляция охлаждающей среды в охлаждающий элемент и из него, и может быть достигнуто непрерывное охлаждение провода. Фактически, такая непрерывная циркуляция является предпочтительной в рабочих условиях.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения охлаждающий элемент содержит трубчатое тело. Предпочтительно, трубчатое тело имеет торцевые стенки, предпочтительно, выполненные заодно с кожухом, образуя за счет этого закрытое пространство, через которое может циркулировать охлаждающая среда. Проверка герметичности такого тела будет относительно легкой операцией, при этом риск наличия утечек охлаждающей среды из элемента и в канале провода будет уменьшен. Эта конструкция также предлагает относительно легкий по весу тонкостенный элемент, который сам по себе не добавляет много веса проводу.

Предпочтительно, провод является трубчатым с продольным каналом, проходящим через него, при этом трубчатое тело имеет наружную поверхность кожуха, которая находится в поддерживающей и тепловой связи с внутренней периферией провода. За счет этого достигается прямая тепловая связь между охлаждающим элементом и проводом. Кроме того, может быть облегчено расположение и крепление охлаждающего элемента внутри канала провода. Например, трубчатый охлаждающий элемент может быть введен в канал провода и прикреплен к внутренней периферии провода посредством индукционной сварки снаружи провода, или может быть использовано давление, приложенное внутри трубчатого охлаждающего элемента для прижатия стенки его кожуха к внутренней периферии провода. Подобное давление может быть давлением, создаваемым посредством пружинного элемента, размещенного в охлаждающем элементе, или давлением, создаваемым самой охлаждающей средой.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения охлаждающий элемент содержит корпус из металла в тепловой связи с упомянутым проводом. Металл будет иметь то преимущество, что он является хорошим проводником тепла. Однако альтернативные варианты осуществления изобретения могут включать в себя использование других материалов в охлаждающем элементе. Например, в случае, когда охлаждающий элемент образован двумя противоположными заглушками, определяющими пространство, в котором предполагается, что охлаждающая среда находится в прямом контакте с внутренней периферией провода, при этом заглушки сами по себе не играют существенной роли в качестве проводника тепла, при этом любой подходящий, предпочтительно легкий, материал, такой как полимер или керамика, может составлять, по меньшей мере, часть заглушек.

Согласно одному варианту осуществления изобретения ввод содержит первый трубопровод, проходящий от отверстия ввода до отверстия впуска охлаждающей среды, по меньшей мере, одного охлаждающего элемента. Предпочтительно, провод является трубчатым с продольным каналом, проходящим через него, при этом трубопровод проходит внутри продольного канала. Предпочтительно, ввод также содержит второй трубопровод, проходящий от отверстия ввода до отверстия вывода охлаждающей среды охлаждающего элемента. Предпочтительно, второй трубопровод также проходит внутри продольного канала.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения каждый из первого и второго трубопроводов образован шлангом или трубой, отдельной от провода и проходящей внутри канала провода. Объем каналов, образованных трубопроводами внутри канала, должен быть значительно меньше, чем объем канала. За счет этого обеспечивается значительный выигрыш в весе по сравнению со случаем, при котором охлаждающая среда может протекать через канал и заполнять весь канал провода, при этом может быть использовано только столько охлаждающей среды, сколько необходимо для осуществления охлаждения охлаждающих элементов. Другими словами, канал провода может быть оптимизирован с учетом функциональных требований провода, в то время как объем трубопроводов для подачи охлаждающей среды в охлаждающий элемент или элементы может быть оптимизирован с учетом требуемого охлаждающего эффекта, при этом исключено использование излишних количеств охлаждающей среды, увеличивающих нагрузку на провод.

В качестве дополнительного аспекта является предпочтительным, чтобы трубопроводы, проходящие в продольном канале провода, имели бы свою отличную от самого провода частоту или были размещены так, чтобы противодействовать любому движению провода за счет наличия демпфирующего воздействия на движения провода.

Предпочтительно, охлаждающий элемент размещен в зоне первого конца ввода. Изобретение включает в себя вводы, в которых элегаз заключен в пространстве между внутренней периферией изолятора и внешней периферией провода. В подобных вводах газ будет поглощать тепло от провода и действовать как охлаждающая среда. Однако, в концевых зонах и, в частности, в зоне верхнего конца в тех случаях, когда ввод проходит с наклоном, в негоризонтальном направлении, собирается горячий газ, и охлаждение провода становится недостаточным. Поэтому, согласно настоящему изобретению предложено, чтобы охлаждающий элемент был расположен в такой концевой зоне.

Предпочтительно, ввод также включает в себя второй охлаждающий элемент, размещенный в зоне второго конца ввода, поскольку также и противоположный конец, или нижний конец, подобным образом испытывает недостаточное охлаждение.

Согласно настоящему изобретению ввод содержит множество отдельных охлаждающих элементов, размещенных на отдельных местах расположения вдоль длины провода. Фактически изобретение предлагает создание охлаждающего элемента в любом месте или отрезке длины провода, на котором нормальный охлаждающий эффект является недостаточным и меньше, чем эффект на соседних местах или участках.

Предпочтительно, ввод снабжен средством соединения для его соединения с системой охлаждения, посредством которой циркулирующая и теплопоглощающая охлаждающая среда термически связана с, по меньшей мере, одним охлаждающим элементом при работе ввода. Предпочтительно, средство соединения включает в себя любой элемент связи или соединения между первым и вторым трубопроводами и системой охлаждения. Система охлаждения может быть отдельной системой охлаждения для ввода или быть любой другой системой охлаждения, такой как система охлаждения вентиля высоковольтной линии постоянного тока (HVDC). Необходимо понимать, что, предпочтительно, ввод проходит через стенку вентильного зала высоковольтной линии постоянного тока (HVDC), при этом нижний конец ввода размещен в вентильном зале, а верхний конец ввода размещен снаружи вентильного зала. Система охлаждения, соединенная и размещенная таким образом, чтобы снабжать охлаждающие элементы или элементы ввода охлаждающей средой, предпочтительно, расположена внутри вентильного зала.

Предпочтительно, охлаждающая среда содержит жидкость, предпочтительно, воду.

Необходимо понимать, что, предпочтительно, провод установлен в противоположных концах изолятора и что вдоль провода между концами существует заполненное газом пространство между внутренней периферией изолятора и внешней периферией провода.

Задача изобретения также достигается с помощью изначально определенного способа, характеризующегося тем, что он содержит этап, на котором провод охлаждают локально вдоль участка его длины.

Способ также включает в себя этап, на котором провод локально охлаждают в зоне первого конца провода в вводе и, предпочтительно, провод также локально охлаждают в зоне второго конца провода в вводе.

Предпочтительно, провод охлаждают посредством циркуляции охлаждающей среды до теплового контакта с охлаждающим элементом, предусмотренным на участке длины провода. Использование выражения "тепловой контакт" предполагает, что не требуется вводить охлаждающую среду в охлаждающий элемент, но что она может только воздействовать на охлаждающий элемент с его наружной стороны. Однако, как было описано ранее, варианты осуществления изобретения, в которых охлаждающую среду фактически вводят в охлаждающий элемент, могут быть предпочтительными.

Изобретение также относится к системе распределения электрической энергии, характеризующейся тем, что она содержит ввод согласно настоящему изобретению. Подобная система распределения электрической энергии может отличаться тем, что в своем рабочем положении в этой системе ввод проходит в своем продольном направлении, отличном от вертикального и обычно также отличном от горизонтального направления. Предпочтительно, ввод проходит через заземленную стенку, такую как стенка зала тиристорных вентилей, и соединен с вентилем тиристора внутри зала и с линией распределения электроэнергии или кабелем с наружной стороны зала.

Дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут представлены в нижеследующем подробном описании предпочтительного варианта осуществления изобретения и в приложенной патентной формуле.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительного варианта воплощения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:

фиг.1 представляет собой вид в разрезе ввода согласно настоящему изобретению, предусмотренного на станции передачи электроэнергии;

фиг.2 представляет собой часть ввода, показанного на фиг.1;

фиг.3 представляет собой другую часть ввода, показанного на фиг.1.

Описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения

На фиг.1 показан ввод 1 согласно настоящему изобретению. Ввод представляет собой стеновой ввод сверхвысоковольтной линии постоянного тока (HVDC), при этом ввод предназначен для использования в системах распределения электроэнергии, работающих с очень высокими напряжениями, т.е. выше 300 кВ и даже выше 800 кВ (и возможно, что в будущем напряжения возрастут даже больше). Ввод 1 представляет собой очень длинный (порядка 10-20 метров) и тонкий тип ввода, который в своем рабочем положении проходит в направлении, отличном от вертикального и, предпочтительно, также отличном от горизонтального. Вследствие этого будут существовать определенные требования к способности ввода 1 и его отдельных частей выдерживать свой собственный вес и выдерживать изгибающие усилия, создаваемые этим весом, не только при нормальных условиях, но также и при исключительных обстоятельствах, таких как сейсмические волнения. Вследствие этого, ввод 1 и его отдельные части должны иметь достаточное высокое соотношение прочность/вес или соотношение жесткость/вес.

Ввод 1 содержит удлиненный трубчатый провод 2 и удлиненный трубчатый изолятор 3, который охватывает провод 2. На противоположных концах 4, 5 изолятора установлен и удерживается изолятором 3 провод 2. Провод 2, предпочтительно, выполнен главным образом из материала, имеющего легкий вес и обладающего высокой электропроводностью, а также высокой механической прочностью, такого как алюминий или, более точно, алюминиевого сплава, предпочтительно полученного с помощью процесса экструзии. Изолятор 3, предпочтительно, состоит главным образом из имеющего легкий вес, не хрупкого, диэлектрического материала, такого как полимер. Однако изолятор 3 также содержит слой полупроводникового материала или материала, упорядочивающего электрическое поле. В этом контексте необходимо отметить, что ввод 1, предпочтительно, также содержит дополнительные части, известные сами по себе как основные для хорошего функционирования ввода, такие как щит или экран. Изолятор 3 может содержать ребра, как те, что известны сами по себе, на своей наружной периферии (не показаны).

Между противоположными концами 4, 5 провод проходит незакрепленным, то есть свободно, без какого-либо поддерживающего элемента, соединенного с ним. Соответственно, между противоположными концами существует пространство 6 между внутренней периферией изолятора 3 и внешней периферией провода 2. Во время работы это пространство 6 заполняют инертным газом, таким как SF6, который, в дополнение к его функции электрической изоляции, способствует охлаждению провода 2. Во время работы, когда в результате напряжения, приложенного к проводу, и электрического тока, протекающего через провод 2, происходит нагрев, инертный газ, окружающий провод 2, будет перемещаться в пространстве 6, и при этом будет достигаться охлаждение провода 2 за счет конвекции. Однако в концевых зонах ввода, то есть зонах, соседних с противоположными концами 4, 5, в которых провод 2 закреплен в изоляторе 3, движение газа ограничено, и, соответственно, охлаждающий эффект от газа также снижен по сравнению с другими зонами вдоль провода 2.

Соответственно, для улучшения эффективности охлаждения в тех зонах, в которых охлаждающее действие газа снижено, первый охлаждающий элемент 7 размещен в зоне 8 первого конца провода 2 внутри изолятора 3 ввода 1, на первом конце 4 ввода, в то время как второй охлаждающий элемент 9 размещен в зоне 10 второго противоположного конца провода 2 внутри изолятора 3 ввода 1, на втором конце 5 ввода 1. Каждый охлаждающий элемент 7, 9 размещен внутри одного и того же продольного канала 11, проходящего через провод 2 в продольном направлении провода. Канал 11 образует центральный канал, коаксиальный с, в целом, цилиндрической стенкой, которая образует трубчатый провод 2. Каждый охлаждающий элемент 7, 9 находится в тепловом контакте с проводом 2 в концевых зонах 8, 10.

Дополнительно, как схематично показано на фиг.1 и 2, ввод 1 соединен с системой 12 охлаждения, размещенной так, чтобы обеспечить циркуляцию охлаждающей среды, предпочтительно, жидкости, и более предпочтительно, воды в охлаждающие элементы и из охлаждающих элементов 7, 9, размещенных в канале 11 провода. Во время работы тепло будет передаваться от провода 2 к охлаждающей среде через охлаждающие элементы 7, 9, обеспечивая за счет этого локальное охлаждение провода 2 вдоль участков его длины внутри изолятора 3. Система 12 охлаждения размещена в зале 13 тиристорных вентилей и схематично показана на фиг.1 и 2. К тиристорному вентилю 25 электрически подсоединен провод 2 ввода 1. Конкретное соединение между вводом 1 и тиристорным вентилем 25, однако, не показано подробно в целях ясности. Ввод 1 проходит под наклонным углом через стену зала 13 таким образом, что нижний конец ввода 1 размещен внутри зала 13, при этом верхний конец размещен снаружи зала 13. Первый конец 4 ввода 1 образует верхний конец, в то время как второй конец 5 ввода образует нижний конец. Ввод 1 соединен с системой 12 охлаждения в нижнем, втором конце 5, при этом охлаждающую среду системы 12 охлаждения вводят в продольный канал 11 провода 2 через второй конец. Предпочтительно, охлаждающая среда в системе 12 охлаждения является не проводящей электричество и, например, может содержать деионизированную воду. Система 12 охлаждения может содержать деионизатор, насос, теплообменник и т.д. Охлаждающая среда может иметь в то же самое время такой же электрический потенциал, что и провод 2 ввода 1, или другой электрический потенциал. Система 12 охлаждения может быть системой охлаждения тиристорного вентиля 25. Поскольку заполнение канала 11 жидкой охлаждающей средой приведет к недопустимой массе, которая добавится к весу самого провода 2, трубопроводы 14, 15 с диаметром значительно меньше, чем диаметр самого канала 11, и, предпочтительно, изготовленные из материала низкой плотности, такого как полимер, размещены внутри канала 11, в целях проведения охлаждающей среды к соответствующим охлаждающим элементам 7, 9 и введения ее из ввода 1. Таким образом, гораздо меньший объем охлаждающей среды будет выдерживать провод 2, чем в случае, когда весь канал 11 должен быть заполнен охлаждающей средой.

На фиг.2 и 3 показаны соответствующие охлаждающие элементы 7, 9. В этом варианте осуществления изобретения каждый из охлаждающих элементов 7, 9 выполнен из полого тела, в данном случае цилиндрического тела, образованного цилиндром 16 и противоположными торцевыми стенками 17, 18, соединенными с концами цилиндра 16. Внешняя периферия цилиндра 16 соответствует расположенной по соседству внутренней периферии окружающего провода 2 и находится в непосредственном контакте с проводом вдоль большей части его площади, предпочтительно, вдоль всей площади внешней периферии цилиндра 16. Предпочтительно, цилиндр 16, а также торцевые стенки 17, 18 изготовлены из теплопроводного материала, предпочтительно, из металла. Металл также будет предпочтительным тем, что его можно прикрепить к окружающему проводу 2 посредством, например, индукционного нагрева снаружи провода. Кроме того, в других конструкциях, отличных от конструкции по данному варианту осуществления изобретения, в которых охлаждающий элемент имеет более твердую и массивную конструкцию, металл может способствовать проведению электрического тока через провод, чтобы это само по себе способствовало меньшему нагреву провода в зоне охлаждающего элемента. Необходимо понимать, что изобретение, в общем аспекте, также включает в себя подобные решения.

Предпочтительно, часть охлаждающего элемента 7, 9, которая подлежит прикреплению или должна быть в непосредственном контакте с проводом 2, содержит материал, который совместим с материалом провода, т.е. материал, который может быть легко прикреплен к проводу путем плавления, таким как сварка или пайка. Предпочтительно, охлаждающий элемент 7, 9 или, по меньшей мере, его часть, которая должна находиться в контакте с проводом 2, изготовлена из того же материала, что и окружающая часть провода 2.

На фиг.2 показан первый охлаждающий элемент 7, который находится в конечном положении, в котором охлаждающая среда не передается дополнительно вдоль канала 11, а вместо этого возвращается в противоположном направлении. Следовательно, первая торцевая стенка 17 первого охлаждающего элемента 7 выполнена с впускным отверстием 19, через которое первый трубопровод 14 для подачи охлаждающей среды входит во внутреннее пространство охлаждающего элемента 7. В той же самой торцевой стенке 17 также выполнено выпускное отверстие, соединенное со вторым трубопроводом 15, который выполнен для возврата охлаждающей среды из первого охлаждающего элемента. В этом конкретном случае, когда охлаждающий элемент образует пространство, в которое вводят охлаждающую среду, трубопроводы 14, 15 заканчиваются в различных положениях в охлаждающем элементе 7 в направлении его длины для того, чтобы обеспечить хорошую циркуляцию в нем охлаждающей среды. Соответственно, первый трубопровод 14 заканчивается рядом со второй торцевой стенкой 18, в то время как второй трубопровод 15 закачивается в зоне первой торцевой стенки 17 охлаждающего элемента 7.

На фиг.3 показан второй охлаждающий элемент 9 более подробно. Этот охлаждающий элемент размещен таким образом, что введенная в него охлаждающая среда, которая может поглощать тепло от провода 2, проходит через охлаждающий элемент 9 и проводится дополнительно вдоль провода до любого, расположенного ниже по потоку охлаждающего элемента, т.е. первого охлаждающего элемента 7 в данном варианте осуществления изобретения. Следовательно, каждая торцевая стенка 17, 18 снабжена двумя отверстиями для трубопроводов 14 и 15, соответственно. Трубопровод 14 подачи соединен с расположенным ниже по потоку отверстием 21, в котором он заканчивается для того, чтобы обеспечить впрыскивание охлаждающей среды во внутреннее пространство, образованное цилиндром 16 и торцевыми стенками 17, 18 второго охлаждающего элемента 9. На выпускном отверстии 22 в противоположной торцевой стенке 18 трубопровод 14 продолжается по направлению к следующему расположенному ниже по потоку охлаждающему элементу. Возвратный трубопровод 15, возвращающий нагретую охлаждающую среду к системе 12 охлаждения, входит в первое отверстие 23 во второй торцевой стенке 18, проходит через внутреннее пространство второго охлаждающего элемента 9 и выходит из охлаждающего элемента через второе отверстие 24 в первой торцевой стенке 17 охлаждающего элемента 9.

Необходимо понимать, что многочисленные альтернативные варианты осуществления изобретения в пределах объема изобретения будут очевидны для специалиста в данной области техники. Например, вдоль длины провода может быть множество охлаждающих элементов. Охлаждающие элементы одного и того же ввода могут быть различной конструкции. Охлаждающие элементы могут быть других конструкций, отличных от той, что предложена выше. Например, некоторые охлаждающие элементы могут быть выполнены как единая деталь из материала, и только ее внешняя часть должна находиться в контакте с любой охлаждающей средой. Или деталь из материала может быть выполнена с каналами, а не с открытым пространством, как описано выше, через которые может протекать охлаждающая среда. Альтернативно, охлаждающий элемент образован только заглушками, соответствующими вышеупомянутым торцевым стенкам, которые заключают в себе пространство, в котором охлаждающая среда может находиться в непосредственном контакте со стенкой провода. Или же охлаждающий элемент образован спиральной трубкой, намотанной таким образом, что ее внешняя периферия находится в соединении со стенкой окружающего провода, при этом охлаждающая среда проходит через эту трубку. В зависимости от того, насколько большой охлаждающий эффект требуется, охлаждающая среда может содержать газ. Однако использование газа будет снижать потребность в локальных охлаждающих элементах, поскольку он вероятно легче, чем жидкая охлаждающая среда, и поэтому может заполнять все пространство канала провода, не вызывая неприемлемого увеличения нагрузки на провод. Вследствие этого потребность в трубопроводах снижается. Однако жидкость является предпочтительной, поскольку с ней легче обращаться, и она, вероятно, имеет лучший охлаждающий эффект.

Изобретение относится к высоковольтному вводу, пригодному для сверхвысоких напряжений, предпочтительно от 300 кВ и выше. Высоковольтный ввод (1) содержит удлиненный электрический провод (2), трубчатый изолятор (3), окружающий провод (2) и средство охлаждения для охлаждения провода (2). Средство охлаждения содержит, по меньшей мере, один охлаждающий элемент (7, 9), проходящий вдоль участка длины провода (2) и находящийся в тепловой связи с проводом (2). Изобретение обеспечивает достаточное охлаждение электрического высоковольтного ввода без чрезмерного увеличения нагрузки на его провод. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Высоковольтный ввод (1), проходящий в наклонном, негоризонтальном направлении, содержащий
удлиненный электрический провод (2),
трубчатый изолятор (3), окружающий провод (2), и
средство охлаждения для охлаждения провода (2),
отличающийся тем, что
средство охлаждения содержит один охлаждающий элемент (7, 9), проходящий вдоль участка длины провода (2) и находящийся в тепловой связи с проводом (2), а охлаждающий элемент (7) размещен у первого и верхнего конца участка (8) ввода (1).

2. Высоковольтный ввод (1) по п.1, отличающийся тем, что охлаждающий элемент (7, 9) находится в тепловом контакте с теплопоглощающей средой.

3. Высоковольтный ввод (1) по п.1, отличающийся тем, что провод (2) является трубчатым, с продольным каналом (11), проходящим через него, при этом охлаждающий элемент (7, 9) размещен в канале (11).

4. Высоковольтный ввод (1) по п.1, отличающийся тем, что охлаждающий элемент (7, 9) находится в прямом контакте с проводом (2).

5. Высоковольтный ввод (1) по п.1, отличающийся тем, что охлаждающий элемент (7, 9) образует закрытое пространство с отверстием (19, 21) для ввода охлаждающей среды в пространство.

6. Высоковольтный ввод (1) по п.5, отличающийся тем, что охлаждающий элемент (7, 9) также имеет второе отверстие (20, 22) для выгрузки охлаждающей среды из пространства.

7. Высоковольтный ввод (1) по п.1, отличающийся тем, что охлаждающий элемент (7, 9) содержит трубчатое тело.

8. Высоковольтный ввод (1) по п.7, отличающийся тем, что провод (2) является трубчатым, с продольным каналом (11), проходящим через него, при этом трубчатое тело имеет наружную поверхность (14) кожуха, которая находится в удерживающей и тепловой связи с внутренней периферией провода (2).

9. Высоковольтный ввод (1) по п.1, отличающийся тем, что охлаждающий элемент (7, 9) содержит корпус из металла в тепловой связи с проводом (2).

10. Высоковольтный ввод (1) по п.1, отличающийся тем, что содержит первый трубопровод (14), проходящий от отверстия ввода (1) до отверстия впуска охлаждающей среды, по меньшей мере, одного охлаждающего элемента (7, 9).

11. Высоковольтный ввод (1) по п.10, отличающийся тем, что провод (2) является трубчатым, с продольным каналом (11), проходящим через него, при этом трубопровод (14) проходит внутри продольного канала (11).

12. Высоковольтный ввод (1) по п.10, отличающийся тем, что содержит второй трубопровод (15), проходящий от отверстия ввода (1) до отверстия (20, 24) вывода охлаждающей среды охлаждающего элемента (7, 9).

13. Высоковольтный ввод (1) по п.12, отличающийся тем, что провод (2) является трубчатым, с продольным каналом (11), проходящим через него, при этом второй трубопровод проходит внутри продольного канала (11).

14. Высоковольтный ввод (1) по п.12, отличающийся тем, что каждый из первого и второго трубопроводов (14, 15) образован шлангом или трубой, отдельной от провода (2) и проходящей внутри канала (11) провода.

15. Высоковольтный ввод (1) по п.1, отличающийся тем, что он снабжен средством соединения для его соединения с системой (12) охлаждения, посредством которой циркулирующая и теплопоглощающая охлаждающая среда термически соединяется с, по меньшей мере, одним охлаждающим элементом (7, 9) во время работы ввода (1).

16. Высоковольтный ввод (1) по п.15, отличающийся тем, что охлаждающая среда содержит жидкость.

17. Высоковольтный ввод (1) по любому из пп.1-16, отличающийся тем, что провод (2) установлен на противоположных концах (4, 5) изолятора (3), при этом предусмотрено заполненное газом пространство (6) между внутренней периферией изолятора (3) и внешней периферией провода (2), вдоль провода между концами (4, 5).

18. Способ охлаждения провода (2) высоковольтного ввода (1), который проходит в наклонном, негоризонтальном направлении, причем ввод (1) содержит удлиненный электрический провод (2) и трубчатый изолятор (3), окружающий провод (2), отличающийся тем, что провод (2) охлаждают локально вдоль участка его длины в зоне (8) первого и верхнего конца ввода (1).

19. Способ по п.18, отличающийся тем, что провод (2) охлаждают посредством циркуляции охлаждающей среды при тепловом контакте с охлаждающим элементом (7, 9), выполненным на участке длины провода (2).

20. Система распределения электрической энергии, отличающаяся тем, что содержит ввод (1) по любому из пп.1-17.