СПОСОБ ТЕСТИРОВАНИЯ ЦЕЛОСТНОСТИ ВТОРОГО УПЛОТНИТЕЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ИЗОЛЯТОРА Российский патент 2016 года по МПК G01M3/20 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к изолятору, используемому для применения при высоких напряжениях, более конкретно к штыревому изолятору для разделения двух объектов с различным электрическим потенциалом.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

На рынке высокопрочных штыревых изоляторов преобладает фарфор, потому что они могут предложить изолятор со сплошным телом большого диаметра по низкой стоимости. Композитные твердотельные изоляторы большого диаметра сделать трудно и дороже, чем фарфоровые. Индустрия композитных изоляторов изо всех сил пытается достичь экономически эффективных решений, используя изоляторы с полым телом, где внутренняя изоляция основана на заполнении пеной или заполнении газом под высоким давлением.

Изобретение относится к таким штыревым изоляторам любого размера, используемым для разделения двух электрических потенциалов, обычно высокого электрического потенциала от земли. Они могут быть использованы в качестве так называемых станционных штыревых изоляторов в распределительных устройствах в преобразовательных станциях для передачи электроэнергии, например, для разделения клапанов в преобразователе на станции HVDC (Постоянного Тока Высокого Напряжения) по отношению к земле. Другое возможное использование заключается в переносе воздушных электрических кабелей высокого напряжения.

Штыревые изоляторы могут иметь длины, т.е. высоты, 2-12 м, но возможен любой другой размер.

Напряжение, т.е. разность потенциалов, о котором идет речь, может быть, например, 100-1200 кВ, хотя возможны совершенно другие напряжения. Напряжение может быть переменным напряжением или постоянным напряжением.

Очень важно в штыревом изоляторе этого типа предотвратить короткие замыкания между электрическими потенциалами, разделенными изолятором. Наружная часть изолятора обычно закрыта в юбках, и изолятор спроектирован так, чтобы выдерживать разность напряжений снаружи изолятора. В газонаполненном композитном изоляторе внутренний объем обычно представляет собой управляемую атмосферу во время первого использования, но существует риск, что со временем влага просочится в закрытый объем изолятора вследствие утечек в концевом уплотнителе, что может привести к коротким замыканиям. В газонаполненных применениях высокого давления давление обычно контролируется, и такие утечки будут обнаружены падением давления.

EP 1801819 раскрывает наполненный пеной штыревой изолятор. Проблема с заполненными пеной штыревыми изоляторами заключается в том, что они должны иметь прочный и надежный интерфейс между трубкой и пенной сердцевиной, чтобы исключить воду, формирующую осевой проводник в полостях слабого интерфейса, где пена отделена от трубки изолятора. CN 2011/564520 раскрывает другой штыревой изолятор.

JP 09139128 раскрывает газонаполненный штыревой изолятор с воздухонепроницаемым концевым уплотнителем и ослабляющими электрическое поле частями, выступающими в трубку, но ослабляющая электрическое поле часть выполнена с отверстиями, и изолятор содержит впитывающие влагу части.

GB 635814 относится к газонаполненным электрическим изоляторам и должен для одного из своих объектов предоставить средства, посредством которых изолятор может быть пополнен газом. Полый электрический газонаполненный изолятор имеет постоянно запаянную с одного конца втулку, которая имеет внутреннюю резьбу для приема съемной резьбовой заглушки. Предпочтительно заглушка снабжена головкой, расположенной на внешней поверхности втулки, и уплотнительная шайба расположена между головкой и втулкой. Вышеупомянутая втулка и заглушка могут быть выполнены с возможностью вставки с конца изолятора, так что металлическая деталь, которая должна быть прикреплена к упомянутому концу, может проходить в стороне от заглушки. Например, вышеупомянутая металлическая деталь может содержать колпачок, снабженный съемной крышкой, так что может быть получен свободный доступ для удаления упомянутой заглушки.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с аспектом настоящего изобретения предоставлен способ тестирования целостности второго уплотнителя электрического изолятора, при этом изолятор содержит: изолирующий корпус, заключающий в себе первый объем для размещения газа, при этом корпус снабжен отверстием, и компоновку уплотнителя, выполненную с возможностью уплотнять упомянутое отверстие в корпусе и содержащую: первый уплотнительный элемент для уплотнения упомянутого отверстия, снабженный первым закрывающимся отверстием, и второй уплотнительный элемент для уплотнения упомянутого отверстия, расположенный внутри первого уплотнительного элемента, так что первый и второй уплотнительные элементы определяют второй объем, значительно меньший, чем первый объем, где второй уплотнительный элемент снабжен вторым закрывающимся отверстием, которое совместно с первым закрывающимся отверстием дает возможность управлять давлением газа в первом объеме. Способ содержит этапы, на которых: заполняют первый объем изолятора газом, содержащим обнаруживаемый компонент; закрывают второе закрывающееся отверстие; освобождают второй объем через первое закрывающееся отверстие и обнаруживают, что второй уплотнитель между вторым уплотнительным элементом и корпусом или закрытым вторым закрывающимся отверстием протекает, если обнаруживаемый компонент обнаружен в откачанном газе из второго объема.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предоставлен изолятор для разделения двух объектов с различными электрическими потенциалами, при этом изолятор содержит: изолирующий корпус, заключающий в себе первый объем для размещения газа, при этом корпус снабжен отверстием, и компоновку уплотнителя, выполненную с возможностью уплотнять упомянутое отверстие в корпусе и содержащую: первый газонепроницаемый уплотнительный элемент для уплотнения упомянутого отверстия, снабженный первым закрывающимся отверстием, и второй газонепроницаемый уплотнительный элемент для уплотнения упомянутого отверстия, расположенный внутри первого уплотнительного элемента, так что первый и второй уплотнительные элементы определяют второй объем, значительно меньший, чем первый объем, причем второй уплотнительный элемент снабжен вторым закрывающимся отверстием, которое совместно с первым закрывающимся отверстием дает возможность управлять давлением газа в первом объеме.

Изолятор может использоваться в соответствии с вариантом осуществления способа настоящего раскрытия.

Посредством компоновки уплотнителя, содержащей два раздельных уплотнительных элемента, один внешний, который может быть несущим нагрузку и предоставлять избыточность, и один внутренний, который может предоставлять основное уплотнение и может быть защищен внешним уплотнительным элементом, риск утечки из первого объема уменьшается, особенно поскольку каждый уплотнительный элемент, когда соответствующее закрывающееся отверстие закрыто, является газонепроницаемым независимо от внешнего уплотнительного элемента. Посредством сформированного второго объема каждый из уплотнительных элементов может также быть индивидуально и независимо протестирован на утечку. Также второй объем значительно меньше, чем первый объем, когда он сформирован в компоновке уплотнителя в соответствии с настоящим изобретением. Когда второй объем является относительно маленьким, даже маленькая утечка может быть легко обнаружена.

В целом, все термины, используемые в формуле изобретения, должны интерпретироваться в соответствии с их обычным значением в области техники, если в материалах настоящей заявки явно не указано иное. Все ссылки на "элемент, устройство, компонент, средство, этап, и т.д." должны открыто интерпретироваться в качестве ссылающихся на по меньшей мере один экземпляр элемента, устройства, компонента, средства, этапа, и т.д., если явно не указано иное. Этапы любого способа, раскрытого в материалах настоящей заявки, не должны выполняться в точной раскрытой очередности, если не указано иное. Использование "первого", "второго" и т.д. для различных характерных признаков/компонентов настоящего раскрытия предназначено лишь для того, чтобы отличать характерные признаки/компоненты от других подобных характерных признаков/компонентов, а не для придания какого-либо порядка или иерархии характерным чертам/компонентам.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Со ссылкой на прилагаемые чертежи, ниже следует частичное описание одного из вариантов осуществления настоящего изобретения, приведенного в качестве примера.

Фиг. 1 схематически показывает вариант осуществления компоновки уплотнителя изолятора высокого напряжения в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 2 схематически показывает вариант осуществления второй компоновки уплотнителя изолятора высокого напряжения в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 3a и 3b схематически показывают варианты осуществления способа тестирования вторичного уплотнителя, между первым уплотнительным элементом и корпусом и основным уплотнителем, между вторым уплотнительным элементом и корпусом, соответственно.

Фиг. 4 схематически показывает вариант осуществления тестирующего устройства для тестирования уплотнения между первым уплотнительным элементом и корпусом в качестве способа на Фиг. 3a.

Фиг. 5 схематически показывает вариант осуществления тестирующего устройства для тестирования уплотнения между вторым уплотнительным элементом и корпусом, в качестве способа на Фиг. 3b.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ

Варианты осуществления далее будут описаны более полно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показаны определенные варианты осуществления. Однако иные варианты осуществления во многих других формах возможны в пределах объема настоящего раскрытия. Скорее, следующие варианты осуществления приведены в качестве примера, так что это раскрытие будет всесторонним и полным и будет полностью передавать объем раскрытия специалистам в данной области техники. Одинаковые номера указывают ссылкой на идентичные элементы на всем протяжении описания.

Текущие проблемы для высокого давления (>1,5 атм) газонаполненных штыревых изоляторов содержат необходимость в наполнении газом на месте, поскольку они не могут быть заполнены на заводе вследствие ограничений на транспортировку сосудов под высоким давлением. Кроме того, существует необходимость в контроле давления газа внутри изолятора со временем, чтобы гарантировать, что давление поддерживается.

Проблема с газонаполненными штыревыми изоляторами в предшествующем уровне техники заключается в обеспечении газонепроницаемости концевых уплотнителей, т.е. на концах полых композитных изоляторов. Изобретатели поняли, что было бы выгодно улучшить газонепроницаемость уплотнителей, чтобы обеспечить более низкое начальное давление штыревых изоляторов.

В соответствии с мнением изобретателей, выгодно иметь избыточные несколько уплотнителей, покрывающих одно или все отверстие(я) изолирующего корпуса штыревого изолятора. Предполагается, что уплотнители в предшествующем уровне техники оба являются газонепроницаемыми и должны нести нагрузку, силы, воздействующие на изолятор, затем могут быть перенесены на уплотнители, и это может поставить под угрозу газонепроницаемость уплотнения.

Если отверстия изолятора должны иметь избыточные уплотнители, то есть проблема в том, чтобы иметь возможность тестировать несколько избыточных уплотнений отдельно на заводе после изготовления штыревого изолятора.

Конструкция компоновки уплотнителя, которая уплотняет отверстие в изолирующем корпусе, с двумя отдельными уплотнителями, первым уплотнительным элементом и вторым уплотнительным элементом, гарантирует, что объем, охватываемый изолятором, будет газонепроницаемым в течение всего срока службы изолятора. То, что уплотнительные элементы являются раздельными, и то, что только первый уплотнительный элемент является несущим нагрузку, гарантирует, что если изоляторы подвергаются воздействию сил, например землетрясению, которые могут повредить уплотнение, созданное первым уплотнительным элементом и корпусом, второй уплотнительный элемент будет поддерживать уплотнение всей компоновки уплотнителя. Поскольку уплотнители являются такими надежными, нет необходимости в использовании газа высокого давления и/или контроля давления внутри корпуса изолятора и низкого или нормального давления достаточно для обеспечения того, чтобы влага не проникала вовнутрь изолятора.

Конструкция двойного уплотнения компоновки уплотнителя допускает возможность управлять и тестировать каждый уплотнитель отдельно после производства, чтобы проверить целостность всех компонентов уплотнительной системы. Конструкция позволит тестировать отдельные уплотнители на производственном оборудовании и позволит заполнить изолятор газом при низком избыточном давлении на производственном оборудовании. Это произведет продукт, который заполнен газом и "готов к использованию/установке" без необходимости в заполнении и контроле за давлением газа на месте установки и, таким образом, будет конкурировать с керамическими изоляторами в простоте установки и стоимости.

Заполнение газом низкого давления более безопасно, поскольку оно не требует какого-либо специального обращения и транспортировки, потому что изолятор не должен рассматриваться как заполненный сосуд высокого давления, которые должны транспортироваться с особой осторожностью. Это является экономически более эффективным по сравнению с заполнением пеной. Основная выгода с точки зрения клиента заключается в том, что штыревой изолятор готов к использованию/установке, он не требует заполнения газом на месте и из-за надежного уплотнения он не требует какого-либо наблюдения за газом или пополнения газом.

Варианты осуществления изобретения относятся к штыревым изоляторам, содержащим трубку из изолирующего жесткого материала. Трубка может иметь отличное от круглого поперечное сечение, например квадратное, хотя круглое поперечное сечение является наиболее частым. Трубка также может иметь переменное поперечное сечение, например быть конической.

Изолирующий корпус в настоящем изобретении может быть из композитного полимерного материала, но компоновка уплотнителя в настоящем изобретении может работать одинаково хорошо для изолирующего корпуса, сделанного из фарфора или керамики.

Газ внутри полого изолятора может иметь любое давление, и компоновка уплотнителя в настоящем изобретении может работать одинаково хорошо для любого давления. Будет преимуществом наполнять изолятор при изготовлении газом при давлении ниже 1,5 бар (абсолютном), поскольку нет определенных ограничений на транспортировку сосуда с таким низким избыточным давлением. Если на месте установки требуется более высокое давление, газ может быть добавлен в изолятор.

В некоторых вариантах осуществления способ может также состоять в том, что тестируют целостность первого уплотнителя электрического изолятора, в соответствии с чем способ дополнительно содержит этапы, на которых: помещают изолятор с закрытым первым закрывающимся отверстием в газ, содержащий обнаруживаемый компонент, освобождают второй объем через первое закрывающееся отверстие и определяют, что первый уплотнитель между первым уплотнительным элементом и корпусом или первым закрывающимся отверстием протекает, если обнаруживаемый компонент обнаружен в откачанном газе из второго объема.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения изолирующий корпус снабжен вторым отверстием со второй компоновкой уплотнителя, выполненной с возможностью уплотнения упомянутого второго отверстия в корпусе и содержит: третий уплотнительный элемент для уплотнения упомянутого второго отверстия, снабженный третьим закрывающимся отверстием, и четвертый уплотнительный элемент для уплотнения упомянутого второго отверстия, расположенный внутри третьего уплотнительного элемента, так что третий и четвертый уплотнительные элементы определяют третий объем, значительно меньший, чем первый объем.

Затем, в некоторых вариантах осуществления способ может также состоять в том, что тестируют целостность четвертого уплотнителя электрического изолятора, в соответствии с чем способ дополнительно состоит в том, что: освобождают третий объем через третье закрывающееся отверстие и определяют, что четвертый уплотнитель между четвертым уплотнительным элементом и корпусом протекает, если обнаруживаемый компонент обнаружен в откачанном газе из третьего объема.

Дополнительно или альтернативно, способ может также состоять в том, что тестируют целостность третьего уплотнителя электрического изолятора, в соответствии с чем способ дополнительно состоит в том, что: помещают изолятор с закрытым третьим закрывающимся отверстием в газ, содержащий обнаруживаемый компонент, освобождают третий объем через третье закрывающееся отверстие и определяют, что третий уплотнитель между первым уплотнительным элементом и корпусом или третьим закрывающимся отверстием протекает, если обнаруживаемый компонент обнаружен в откачанном газе из третьего объема.

Тестирование первого и третьего уплотнителей, где газ, содержащий обнаруживаемый компонент, находится снаружи изолятора, может быть выполнено параллельно или по существу одновременно. Подобным образом, тестирование второго и четвертого уплотнителей, где газ, содержащий обнаруживаемый компонент, находится в первом объеме изолятора, может быть выполнено параллельно или по существу одновременно. Фиг. 1 показывает схематическую компоновку 1 уплотнителя изолятора высокого напряжения для разделения двух объектов с различным электрическим потенциалом, в соответствии с настоящим изобретением. Корпус 8 изолятора представляет собой трубку из изолирующего материала.

Изолирующий корпус 8 заключает в себе первый объем 10 для размещения газа, при этом изолирующий корпус снабжен отверстием, компоновкой 1 уплотнителя, выполненной с возможностью уплотнения упомянутого отверстия в корпусе и содержащей: первый уплотнительный элемент 3 для уплотнения упомянутого отверстия, снабженный первым закрывающимся отверстием 5. Компоновка уплотнителя дополнительно содержит: второй уплотнительный элемент 2 для уплотнения упомянутого отверстия, расположенный внутри, например по меньшей мере частично заключенный (например, заключенный со всех сторон, за исключением стороны второго уплотнительного элемента, которая обращена к основной части изолирующего корпуса) в первом уплотнительном элементе 3, так что первый и второй уплотнительные элементы определяют второй объем 11 между первым уплотнительным элементом и вторым уплотнительным элементом, являющийся значительно меньшим, чем первый объем 10, и второй уплотнительный элемент снабжен вторым закрывающимся отверстием 4, которое совместно с первым закрывающимся отверстием 5 дает возможность управления давлением газа в первом объеме 10.

Второй уплотнительный элемент 2 расположен в конце и внутри корпуса 8 изолятора близко к концу трубки или в конце трубки. Газонепроницаемый основной уплотнитель 6 расположен между вторым уплотнительным элементом и изолирующей трубкой 8 путем склеивания или путем использования любого другого подходящего способа, известного в области техники, для создания воздухонепроницаемого уплотнения между вторым уплотнительным элементом и корпусом 8 изолятора.

Первый уплотнительный элемент 3 расположен в конце корпуса 8 изолятора. Газонепроницаемый вторичный уплотнитель 7 расположен между первым уплотнительным элементом 3 и снаружи корпуса 8 изолятора путем склеивания или любого другого подходящего способа.

Второй уплотнительный элемент 2 и первый уплотнительный элемент 3 расположены близко друг к другу или даже рядом друг с другом у отверстия корпуса 8 изолятора. В одном из вариантов осуществления первый уплотнительный элемент 2 и второй уплотнительный элемент 3 приклеены друг к другу на краю отверстия корпуса 8 изолятора, но возможно, что второй уплотнительный элемент 2 помещен внутри корпуса изолятора близко к отверстию, но так, что основной и вторичный элемент (2, 3) не касаются друг друга.

Второй уплотнительный элемент 2 выполнен с закрывающимся отверстием 4. Закрывающееся отверстие 4 может быть клапаном, резьбовой заглушкой, закрывающейся прорезью, расширяющейся заглушкой, конической заглушкой, заклепкой или любым типом отверстия, которое может быть закрыто и газонепроницаемо.

Первый уплотнительный элемент 3 выполнен с закрывающимся отверстием 5. Закрывающееся отверстие 5 может быть любым типом отверстия, которое может быть закрыто и может быть газонепроницаемо, таким как клапан, резьбовая заглушка или закрывающаяся прорезь.

Первый уплотнительный элемент 3 сделан из металла. Первый уплотнительный элемент предпочтительно сделан из литого металла, предпочтительно чугуна, стали, нержавеющей стали или алюминия. Первый уплотнительный элемент часто сформирован как фланец для фиксирования объектов, которые должны быть разделены изолятором.

Вторичный уплотнитель 7 компоновки уплотнителя достигается путем применения материала для уплотнения между внешней стороной корпуса изолятора и первым уплотнительным элементом 3. Материал для уплотнения может быть любого типа, но предпочтительно, что он представляет собой бутилкаучук или основанный на эпоксидной смоле материал для уплотнения.

Второй уплотнительный элемент 2 может быть сделан из материала с хорошими газонепроницаемыми и диффузионными свойствами, такого как металл, но любой материал с хорошими газонепроницаемыми и диффузионными свойствами возможен, например лист из полимера с алюминированной поверхностью или тому подобное.

Второй уплотнительный элемент 2 предпочтительно сделан из листового металла, который имеет намного более хорошие диффузионные свойства, чем уплотнение из литого металла. Второй уплотнительный элемент из листового металла является тонким, с предпочтительной толщиной листа 0,5-4 мм. Предпочтительным материалом второго уплотнительного элемента из листового металла является нержавеющая сталь или алюминий.

Основной уплотнитель 6 компоновки уплотнителя достигается путем применения материала для уплотнения между вторым уплотнительным элементом 2 и внутренней стороной корпуса изолятора. Материал для уплотнения может быть любого типа, но предпочтительно, что он представляет собой бутилкаучук или основанный на эпоксидной смоле материал для уплотнения.

Корпус 8 изолятора может быть сделан из любого изолирующего материала, такого как керамика, фарфор, пластик, но в предпочтительном варианте осуществления изолирующий корпус сделан из полимерного композита с волокном, таким как стекловолокно.

Фиг. 2 показывает другой вариант осуществления второй компоновки 19 уплотнителя изолятора высокого напряжения в соответствии с настоящим изобретением. Вторая компоновка 19 уплотнителя предпочтительно должна быть использована на противоположном конце изолирующего корпуса 8 с компоновкой 1 уплотнителя.

Изолирующий корпус 8 снабжен вторым отверстием со второй компоновкой 19 уплотнителя, выполненной с возможностью уплотнения упомянутого второго отверстия в корпусе и содержащей: третий уплотнительный элемент 13 для уплотнения упомянутого второго отверстия, снабженный третьим закрывающимся отверстием 15, при этом упомянутая вторая компоновка 19 уплотнителя дополнительно содержит: четвертый уплотнительный элемент 12 для уплотнения упомянутого второго отверстия, расположенный внутри третьего уплотнительного элемента 13, так что третий и четвертый уплотнительные элементы определяют третий объем 111, значительно меньший, чем первый объем 10.

Третий уплотнительный элемент 13 сделан из металла, предпочтительно литого металла, такого как чугун, сталь, нержавеющая сталь или алюминий. Третий уплотнительный элемент часто сформирован как фланец или тому подобное для фиксирования объектов, которые должны быть разделены изолятором.

Четвертый уплотнительный элемент 12 может быть сделан из материала с хорошими газонепроницаемыми и диффузионными свойствами, такого как металл, но любой материал с хорошими газонепроницаемыми и диффузионными свойствами возможен, например лист из полимера с алюминированной поверхностью или тому подобное.

Четвертый уплотнительный элемент 12 предпочтительно сделан из листового металла, который имеет намного более хорошие диффузионные свойства, чем уплотнение из литого металла. Четвертый уплотнительный элемент из листового металла является тонким, с предпочтительной толщиной листа 0,5-4 мм. Предпочтительным материалом четвертого уплотнительного элемента 12 из листового металла является нержавеющая сталь или алюминий.

Настоящее изобретение допускает двухшаговые стандартные заводские испытания отдельных уплотнителей 6, 7 на заводе.

Фиг. 3a описывает способ тестирования вторичного уплотнителя 7. На первом этапе 20 вакуумный насос 30 или тому подобное прикрепляется 31 к первому закрывающемуся отверстию 5 в первом уплотнительном элементе 3. Насос 30 откачивает воздух из изолятора, создавая таким образом низкое давление или вакуум внутри изолятора. Это может быть сделано с открытым или закрытым вторым закрывающимся отверстием 4. В зависимости от того, открыто или закрыто второе закрывающееся отверстие 4, тестируются немного разные пути утечки.

На втором этапе 21 изолятор помещается в среду с газом под давлением около или большим нормального с обнаруживаемой газовой примесью. Средства для обнаружения газовой примеси расположены в газе, выходящем из первого закрывающегося отверстия 5, например в выхлопе вакуумного насоса.

На финальном этапе 22 неисправность во вторичном уплотнителе 7 определяется, если обнаруживаемая газовая примесь обнаружена в газе из отверстия 5.

Фиг. 3b описывает способ тестирования основного уплотнителя 6.

На этапе 25 первый объем изолятора опустошается, а затем заполняется газом, который включает в себя обнаруживаемую газовую примесь под давлением около или выше нормального.

На втором этапе 26 второе закрывающееся отверстие 4 закрыто.

На третьем этапе 27 вакуумный насос 30 или тому подобное прикрепляется 32 к первому закрывающемуся отверстию 5 в первом уплотнительном элементе 3. Насос 30 откачивает воздух из второго объема 11 в изоляторе, создавая таким образом низкое давление или вакуум внутри второго объема в изоляторе. Такой же принцип тестирования получают путем размещения всего изолятора в вакуумной камере.

На финальном этапе 28 неисправность в основном уплотнителе 6 или в закрытом втором закрывающемся отверстии 4 определяется, если обнаруживаемая газовая примесь обнаружена в газе, выходящем из первого закрывающегося отверстия 5, например в выхлопе вакуумного насоса.

Способ тестирования, описанный на Фиг. 3a, 3b, также может использоваться во второй компоновке 19 уплотнителя.

Фиг. 4 показывает устройство тестирования, используемое способом тестирования вторичного уплотнителя 7, описанного на Фиг. 3a.

Вакуумный насос 30 или тому подобное прикрепляется 32 к первому закрывающемуся отверстию 5 в первом уплотнительном элементе 3. Насос 30 откачивает газ из изолятора, создавая таким образом низкое давление или вакуум внутри изолятора.

Это откачивание газа из изолятора может быть сделано в два этапа; один, на котором второе закрывающееся отверстие 4 закрыто, и один, на котором второе закрывающееся отверстие 4 открыто. Каждый этап теста тестирует немного разный путь утечки газа.

Затем изолятор помещается в среду с газом под давлением около или большим нормального с обнаруживаемой газовой примесью. Средства для обнаружения газовой примеси расположены в выхлопе вакуумного насоса или в другом подходящем местоположении. Если газовая примесь обнаруживается в газе, выходящем из закрывающегося отверстия 5, непроницаемость уплотнительного элемента 3 или вторичного уплотнителя 7 между первым уплотнительным элементом 3 и корпусом 8 нарушена.

Вторая компоновка 19 уплотнителя может быть протестирована таким же образом путем прикрепления вакуумного насоса или тому подобного к третьему закрывающемуся отверстию 15, и если обнаруживают обнаруживаемую газовую примесь, выходящую из третьего закрывающегося отверстия 15, уплотнитель между корпусом 8 и четвертым уплотнительным элементом 12 нарушен.

Обнаруживаемая газовая примесь может быть гелием, но может быть использован любой тип обнаруживаемого газа. Среда с обнаруживаемой газовой примесью также может состоять только или почти только из обнаруживаемого газа.

Фиг. 5 показывает устройство тестирования, используемое способом тестирования основного уплотнителя 6, описанного на Фиг. 3b.

Первый объем заполняется газом под давлением около или большим нормального с обнаруживаемой газовой примесью.

Вакуумный насос 30 или тому подобное прикрепляется 32 к закрывающемуся отверстию 5 в первом уплотнительном элементе 3. Насос 30 откачивает воздух из второго объема 11, создавая таким образом низкое давление или вакуум внутри второго объема 11.

Средства для обнаружения газовой примеси расположены в выхлопе вакуумного насоса или в другом подходящем местоположении. Если газовая примесь обнаруживается в газе, выходящем из закрывающегося отверстия 5, основной уплотнитель 6 между вторым уплотнительным элементом 2 и корпусом 8 нарушен.

Вторая компоновка 19 уплотнителя может быть протестирована таким же образом путем прикрепления вакуумного насоса или тому подобного к третьему закрывающемуся отверстию 15, и если обнаруживают обнаруживаемую газовую примесь, выходящую из третьего закрывающегося отверстия 15, уплотнитель между корпусом 8 и четвертым уплотнительным элементом 12 нарушен.

Ниже следуют описания некоторых других аспектов и вариантов осуществления настоящего раскрытия.

В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения, предоставлен изолятор для разделения двух объектов с различным электрическим потенциалом, при этом изолятор содержит изолирующий корпус, заключающий в себе первый объем для размещения газа, при этом корпус снабжен отверстием, компоновкой уплотнителя, выполненной с возможностью уплотнения упомянутого отверстия в корпусе и содержащей первый уплотнительный элемент для уплотнения упомянутого отверстия, снабженный первым закрывающимся отверстием. Компоновка уплотнителя дополнительно содержит: второй уплотнительный элемент для уплотнения упомянутого отверстия, расположенный внутри первого уплотнительного элемента, так что первый и второй уплотнительные элементы определяют второй объем, значительно меньший, чем первый объем, при этом второй уплотнительный элемент снабжен вторым закрывающимся отверстием, которое совместно с первым закрывающимся отверстием дает возможность управления давлением газа в первом объеме. В некоторых вариантах осуществления первый уплотнительный элемент 3 может только иметь активную функцию уплотнения в случае утечки через второй уплотнительный элемент 2, таким образом предоставляя избыточное уплотнительное решение. В некоторых вариантах осуществления первый уплотнительный элемент является несущим нагрузку, т.е. изолятор прикреплен к другому объекту через первый уплотнительный элемент, тогда как второй, внутренний, уплотнительный элемент не является несущим нагрузку.

В другом варианте осуществления изобретения предоставлен изолятор, где изолирующий корпус снабжен вторым отверстием со вторым уплотнительным элементом, выполненным с возможностью уплотнения упомянутого второго отверстия в корпусе, содержит третий уплотнительный элемент для уплотнения упомянутого второго отверстия, снабженный третьим закрывающимся отверстием, при этом упомянутая вторая компоновка уплотнителя дополнительно содержит: четвертый уплотнительный элемент для уплотнения упомянутого второго отверстия, расположенный внутри третьего уплотнительного элемента, так что третий и четвертый уплотнительные элементы определяют третий объем, значительно меньший, чем первый объем. Третий уплотнительный элемент 13 будет иметь только активную функцию уплотнения в случае утечки через четвертый уплотнительный элемент 12, таким образом предоставляя избыточное уплотнительное решение.

В другом варианте осуществления изобретения первый уплотнительный элемент 3 расположен по существу снаружи изолирующего корпуса.

В другом варианте осуществления изобретения третий уплотнительный элемент 13 расположен по существу снаружи изолирующего корпуса.

В другом варианте осуществления изобретения первый уплотнительный элемент 3 является несущим нагрузку, а второй уплотнительный элемент 2 не является частью несущей нагрузку конструкции.

В другом варианте осуществления изобретения третий уплотнительный элемент 13 является несущим нагрузку, а четвертый уплотнительный элемент 12 не является частью несущей нагрузку конструкции.

В другом варианте осуществления изобретения второй уплотнительный элемент 2 расположен по существу у отверстия и внутри изолирующего корпуса 8.

В другом варианте осуществления изобретения четвертый уплотнительный элемент 12 расположен по существу у отверстия и внутри изолирующего корпуса 8.

Форма второго уплотнительного элемента 2 и четвертого уплотнительного элемента 12 является предпочтительно ковшом или крышкой, имеющей такую форму, что центральная часть элемента проходит в направлении, перпендикулярном продольной оси изолирующего корпуса, а у краев элемент проходит в направлении, параллельном продольной оси изолирующего корпуса. Когда элемент помещен или запрессован в изолирующий корпус, поверхность между краями элемента и внутренней частью изолирующего корпуса образует контактную поверхность, которая вместе с материалом для уплотнений создает основной уплотнитель 6.

В другом варианте осуществления изобретения первый объем 10 в изоляторе заполнен изолирующим газом под давлением ниже 1,5 бар (абсолютным). Изолятор может быть заполнен газом под любым давлением, но с давлением ниже 1,5 бар изолятор может быть заполнен на заводе и транспортирован без каких-либо специальных мер, которые исходят из ограничений в перевозке находящихся под давлением сосудов.

В другом варианте осуществления изобретения изолирующий корпус 8 содержит вытянутый корпус. Изолирующий корпус может иметь круглое и переменное поперечное сечение, например, будучи коническим, или иметь постоянное поперечное сечение, например, будучи трубчатым.

В другом варианте осуществления изобретения наружная часть изолирующего корпуса 8 окружена юбками 9 в изолирующем материале. Юбки 9 увеличивают расстояние утечки снаружи изолятора.

Настоящее изобретение также делает возможным способ тестирования целостности уплотнителей в компоновке уплотнителя в изоляторе в соответствии с формулой изобретения. Способ содержит этапы, на которых:

- помещают изолятор в газ с обнаруживаемым компонентом 33,

- освобождают второй объем 11 через первое закрывающееся отверстие 5,

- определяют, что вторичный уплотнитель 7 между первым уплотнительным элементом 3 и корпусом 8 протекает, если можно обнаружить обнаруживаемый компонент в откачанном газе из второго объема 11.

Другой способ тестирования уплотнителя в компоновке уплотнителя содержит этапы, на которых:

- заполняют первый объем 10 изолятора газом с обнаруживаемым компонентом,

- закрывают второе закрывающееся отверстие 4,

- освобождают второй объем 11 через первое закрывающееся отверстие 5,

- определяют, что основной уплотнитель 6 между вторым уплотнительным элементом 2 и корпусом 8 и закрытым вторым закрывающимся отверстием 4 протекает, если можно обнаружить обнаруживаемый компонент в откачанном газе из второго объема 11.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложено применение электрического изолятора для тестирования целостности его уплотнителя, при этом изолятор содержит: изолирующий корпус (8), заключающий в себе первый объем (10) для размещения газа, при этом корпус снабжен отверстием, компоновкой (1) уплотнителя, выполненной с возможностью уплотнять упомянутое отверстие в корпусе и содержащей: первый уплотнительный элемент (3) для уплотнения упомянутого отверстия, снабженный первым закрывающимся отверстием (5), и второй уплотнительный элемент (2) для уплотнения упомянутого отверстия, расположенный внутри первого уплотнительного элемента (3), так что первый и второй уплотнительные элементы определяют второй объем (11), значительно меньший, чем первый объем (10), где второй уплотнительный элемент снабжен вторым закрывающимся отверстием (4), которое совместно с первым закрывающимся отверстием (5) дает возможность управлять давлением газа в первом объеме (10). Применение состоит в том, что: помещают изолятор с закрытым первым закрывающимся отверстием (5) в газ, содержащий обнаруживаемый компонент (33), освобождают второй объем (11) через первое закрывающееся отверстие (5) и определяют, что первый уплотнитель (7) между первым уплотнительным элементом (3) и корпусом (8) или первым закрывающимся отверстием (5) протекает, если обнаруживаемый компонент обнаружен в откачанном газе из второго объема (11).

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложено применение электрического изолятора для тестирования целостности его уплотнителя, при этом изолятор содержит: изолирующий корпус (8), заключающий в себе первый объем (10) для размещения газа, при этом корпус снабжен отверстием, компоновкой (1) уплотнителя, выполненной с возможностью уплотнять упомянутое отверстие в корпусе и содержащей: первый уплотнительный элемент (3) для уплотнения упомянутого отверстия, снабженный первым закрывающимся отверстием (5), и второй уплотнительный элемент (2) для уплотнения упомянутого отверстия, расположенный внутри первого уплотнительного элемента (3), так что первый и второй уплотнительные элементы определяют второй объем (11), значительно меньший, чем первый объем (10), где второй уплотнительный элемент снабжен вторым закрывающимся отверстием (4), которое совместно с первым закрывающимся отверстием (5) дает возможность управлять давлением газа в первом объеме (10). Применение состоит в том, что: заполняют первый объем (10) изолятора газом, содержащим обнаруживаемый компонент; закрывают второе закрывающееся отверстие (4); освобождают второй объем (11) через первое закрывающееся отверстие (5) и обнаруживают, что второй уплотнитель (6) между вторым уплотнительным элементом (2) и корпусом (8) или закрытым вторым закрывающимся отверстием (4) протекает, если обнаруживаемый компонент обнаружен в откачанном газе из второго объема (11).

Настоящее изобретение, главным образом, было описано выше со ссылкой на несколько вариантов осуществления. Однако, как без труда принимается во внимание специалистом в данной области техники, варианты осуществления, отличные от раскрытых выше, в равной степени возможны в пределах объема настоящего раскрытия, как определено прилагаемой патентной формулой изобретения.

Изобретение относится к способам контроля герметичности устройств и может быть использовано для контроля целостности второго уплотнителя (2) электрического изолятора. Сущность: заполняют первый объем (10) изолятора газом, содержащим обнаруживаемый компонент. Закрывают второе закрывающееся отверстие (4). Освобождают второй объем (11) через первое закрывающееся отверстие (5). Обнаруживают, что второй уплотнитель (6) между вторым уплотнительным элементом (2) и корпусом (8) или закрытым вторым закрывающимся отверстием (4) протекает, если обнаруживаемый компонент обнаружен в откачанном газе из второго объема (11). Технический результат: контроль целостности второго уплотнителя электрического изолятора. 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ тестирования целостности второго уплотнителя электрического изолятора, при этом изолятор содержит:
изолирующий корпус (8), заключающий в себе первый объем (10) для размещения газа, при этом корпус снабжен отверстием, и
компоновку (1) уплотнителя, выполненную с возможностью уплотнения упомянутого отверстия в корпусе и содержащую:
первый уплотнительный элемент (3) для уплотнения упомянутого отверстия, снабженный первым закрывающимся отверстием (5), и
второй уплотнительный элемент (2) для уплотнения упомянутого отверстия, расположенный внутри первого уплотнительного элемента (3), так что первый и второй уплотнительные элементы определяют второй объем (11), значительно меньший, чем первый объем (10),
причем второй уплотнительный элемент снабжен вторым закрывающимся отверстием (4), которое совместно с первым закрывающимся отверстием (5) дает возможность управления давлением газа в первом объеме (10);
при этом способ содержит этапы, на которых:
- заполняют первый объем (10) изолятора газом, содержащим обнаруживаемый компонент,
- закрывают второе закрывающееся отверстие (4),
- освобождают второй объем (11) через первое закрывающееся отверстие (5) и
- определяют, что второй уплотнитель (6) между вторым уплотнительным элементом (2) и корпусом (8) или закрытым вторым закрывающимся отверстием (4) протекает, если обнаруживаемый компонент обнаружен в откачанном газе из второго объема (11).

2. Способ по п.1, в котором изолирующий корпус (8) снабжен вторым отверстием со второй компоновкой (19) уплотнителя, выполненной с возможностью уплотнения упомянутого второго отверстия в корпусе и содержащей:
третий уплотнительный элемент (13) для уплотнения упомянутого второго отверстия, снабженный третьим закрывающимся отверстием (15), и
четвертый уплотнительный элемент (12) для уплотнения упомянутого второго отверстия, расположенный внутри третьего уплотнительного элемента (13), так что третий и четвертый уплотнительные элементы определяют третий объем (111), значительно меньший, чем первый объем (10);
способ также содержит этап, на котором тестируют целостность четвертого уплотнителя электрического изолятора, в соответствии с чем способ дополнительно содержит этапы, на которых:
- освобождают третий объем (111) через третье закрывающееся отверстие (15) и
- определяют, что четвертый уплотнитель (113) между четвертым уплотнительным элементом (12) и корпусом (8) протекает, если обнаруживаемый компонент обнаружен в откачанном газе из третьего объема (111).

3. Способ по п.2, в котором тестирование целостности четвертого уплотнителя выполняют параллельно с тестированием целостности второго уплотнителя.

4. Способ по п.1, при этом способ также содержит этап, на котором тестируют целостность первого уплотнителя электрического изолятора, в соответствии с чем способ дополнительно содержит этапы, на которых:
- помещают изолятор с закрытым первым закрывающимся отверстием (5) в газ, содержащий обнаруживаемый компонент (33),
- освобождают второй объем (11) через первое закрывающееся отверстие (5) и
- определяют, что первый уплотнитель (7) между первым уплотнительным элементом (3) и корпусом (8) или первым закрывающимся отверстием (5) протекает, если обнаруживаемый компонент обнаружен в откачанном газе из второго объема (11).

5. Способ по п.4, в котором изолирующий корпус (8) снабжен вторым отверстием со второй компоновкой (19) уплотнителя, выполненной с возможностью уплотнения упомянутого второго отверстия в корпусе и содержащей:
третий уплотнительный элемент (13) для уплотнения упомянутого второго отверстия, снабженный третьим закрывающимся отверстием (15), и
четвертый уплотнительный элемент (12) для уплотнения упомянутого второго отверстия, расположенный внутри третьего уплотнительного элемента (13), так что третий и четвертый уплотнительные элементы определяют третий объем (111), значительно меньший, чем первый объем (10);
способ также содержит этап, на котором тестируют целостность третьего уплотнителя электрического изолятора, в соответствии с чем способ дополнительно содержит этапы, на которых:
- помещают изолятор с закрытым третьим закрывающимся отверстием (15) в газ, содержащий обнаруживаемый компонент (33),
- освобождают третий объем (111) через третье закрывающееся отверстие (15) и
- определяют, что третий уплотнитель (112) между первым уплотнительным элементом (3) и корпусом (8) или третьим закрывающимся отверстием (15) протекает, если обнаруживаемый компонент обнаружен в откачанном газе из третьего объема (111).

6. Способ по п.5, в котором тестирование целостности третьего уплотнителя выполняют параллельно с тестированием целостности первого уплотнителя.

7. Способ по п.1, в котором первый уплотнительный элемент (3) расположен снаружи изолирующего корпуса (8).

8. Способ по п.1, в котором первый уплотнительный элемент (3) является несущим нагрузку, а второй уплотнительный элемент (2) не является несущим нагрузку.

9. Способ по п.1, в котором второй уплотнительный элемент (4) расположен у отверстия и внутри корпуса (8).

10. Способ по п.1, в котором первый объем (10) в изоляторе заполнен на заводе изолирующим газом под давлением ниже 1,5 бар.

11. Способ по п.1, в котором изолирующий корпус (8) содержит вытянутый корпус, предпочтительно трубчатый или конический.

12. Способ по п.1, в котором наружная часть изолирующего корпуса (8) окружена юбками (9) из изолирующего материала.