Подвесной тарельчатый изолятор Советский патент 1983 года по МПК H01B17/54 

Изобретение относится к электро.технике, в частности к изоляции ли ний электропередачи переменного тока высокого напряжения, проходящих в районах с загрязненной атмосферой Известны высоковольтные изоляторы, содержащие два электродй и изол рующий элемент с нанесенной на его поверхность полупроводящей глазурью Назначение полупроводящей глазури заключается в выделении тепла на по верхности изолятора при приложении напряжения и предохранении таким об разом изолятора от выпадения на него росы или Тумана LU Однако в условиях интенсивных химических загрязнений и при «воздействии солнечной радиации полупроводящая глазурь теряет свои свойства в течение 1,5-2 лет, т.е. для поддержания работоспособности такого метода защиты изоляторов от увлажнений необходима замена изо ляторов через 1,5-2 года, что эконо мически нецелесообразно. Кроме то,го, полупроводящие глазури имеют от рицательный температурный коэффициент сопротивления, что приводит к перегреву изоляторов при высоких те пературах окружающего воздуха и недостаточному нагреву при низких температурах. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является изолятор с нагревательным элементом в виде стержня или шайб из сегнетоэлектрического материала, заключенным между арматурой изолято ра. 1ри помещении такого же изолятора в переменное электрическое поле в сегнетоэлектрике происходит тепловыделение за счет периодической переориентации доменов. Тепло, выделяющееся в сегнетоэлектрике, нагревает тело изолятора и его поверхность, предотвращая выпадение ро сы и тумана. I Данный изолятор обладает большей стабильностью свойств материала наг ревательного элемента, имеет больши срок службы , чем изоляторы с полупроводящей глазурью. Кроме того, благодаря соответствующему подбору точки Кюри сегнетоэлектрического материала при высоких температурах окружающего воздуха, когда вероятность выпадения росы и тумана мала, нагрев изолятора отсутствует, что улучшает тепловую устойчивость изолятора 2. Однако тепловыделение в сегнетоэлектрическом материале происходит непрерывно до тех пор, пока к изолятору приложено переменное напряжение и температура материала не превышает точки Кюри, не только при росе или тумане, но и при сухой поверхности изолятора. Это приводит к неоправданно большому расходу энергии на нагрев изоляторов. Наличие поверхностей сопряжения сегнетоэлектрического материала с фарфором, параллельных силовым линиям поля, снижает надежность работы изолятора. Кроме того, при использовании таких изоляторов на воздушных линиях электропередачи включение между высоковольтным (провод) и заземленным (траверса опоры) электродами элемента с высокой диэлектрической проницаемостью (S не менее 10) увеличивает поперечную емкость воздушной лйНИИ электропередачи (емкость только одного изолятора класса 110 кВ с сегнетоэлектрической вставкой составляет не менее 1000 пФ), что приводит к повышению напряжения на приемном конце линии (емкостной эффект), снижает пропускную способность линии за счет протекания емкостных токов. Цель изобретения - снижение расхода электроэнергии на обогрев изолятора и повышение надежности его работы . Указанная цель достигается тем, что в подвесном тарельчатом изоляторе для электропередачи переменного тока высокого напряжения , содержащем изолирующую деталь, арматуру в виде шапки и стержня и нагревательный элемент для подогрева поверхности изолятора, последний выполнен в виде бандажа из магнитотвердого материала, надетого на шапку изолятора. На четреже схематически показан подвесной тарельчатый изолятор. Изолятор содержит изолирующий элемент 1,выполненный в форме тарелки, арматуру в виде шапки 2 и штыря 3 и нагревательный элемент 4 , выполненный в виде бандажа из магнитотвердого материала, надетого на шапку 2. Во время работы изолятора при увлажнении его поверхности между арматурой 2 и 3 (особенно при ее загрязнении) протекает ток утечки, который создает переменное магнитное поле, перемагничивающее магнитотвердый материал нагревательного элемента t. В результате в ука анном элементе Ц выделяется тепло, вследствие-чего слой воздуха, обволакивающий нагревательный элемент +, нагревается. Поскольку каждый подвесной тарельчатый изолятор, используемый на линии электропередачи, вхо дит в гирлянду однотипных изоляторов, то воздух во внутренней полости расположенного выше (смежного с данным) изолятора и поверхность полости также нагреваются, что приводит к равномерной подсушке данной поверхности. Таким образом, путь для тока утечки прерывается, величина тока- снижается и магнитное поле , соз даваемое им, ослабляется до такой степени, что нагрев изолятора прекра щается. Величина выделяемой тепловой энер гии и, следовательно, повышение температуры окружающего изолятор воздуха зависит от- материала и размеров нагревательного элемента , а также от величины тока утечки. Так, при изготовлении нагревательного элемента из Сплава ЮНД-4 для размеров изолятора Типа ПФС-Г и при толщине стенок нагревательного элемента 2 см ток утечки в 10мА обеспечивает тепловую мощность нагревательного элемента, равную 20 Вт, Этого достаточно для повышения температуры прик изолятору воздуха на лежащего 7-10 С, причем в отличие от прототипа выделение тепла происходит непо стоянно, а лишь при увлажнении изолятора, т,е. расход энергии на обогрев изолятора снижается по сравнению с прототипом в iJ-10 раз. 1 14 предлагаемый изолятор в отличие от известного, не содержит поверхностей сопряжения, параллельных силовым линиям поля, что дополнительно повышает его электрическую прочность. Кроме того , использование предлагаемого устройства в гирляндах изоляторов повышает эксплуатационную надежность линий электропередачи, поскольку в нем исключен отрицательный фактор - между проводом линии и траверсой опоры отсутствует элемент с высокой диэлектрической проницаемостью, тем самым снижена поперечная емкость воздушной линии и, следовательно , повышена надежность и экономичность ее работы. Таким образом,по сравнению с известным предлагаемый изолятор и потребляет на обогрев энергии в раз меньше. Кроме того, за счет отсутствия поверхностей сопряжения, параллельных силовым линиям поля, он более надежен в работе. Использование предлагаемого изолятора в высоковольтных передающих линиях повышает их эксплуатационную надежность. Сравнение предлагаемого изолятора с известными, которые применяются в районах с повышенными загрязнениями и частыми осадками в виде рос и туманов (например, типа ПФ6-Г и ПФГб-1), показывает, что наличие нагревательного элемента повышает грязеразрядное напряжение изолятора. Следовательно, предлагаемый изолятор обладает высокой электрической прочностью и его использование увеличивает надежность работы изоляции линий электропередачи в указанных районах. . .

ПОДВЕСНОЙ ТАРЕЛЬЧАТЫЙ ИЗОЛЯТОР для электропередачи переменного тока высокого напряжения, содержащий изолирующую деталь, арматуру в виде шапки и стержня и нагревательный элемент для подогрева nosepXHOctM изолятора, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода элект роэнергии на подогрев, нагревательный элемент выполнен в виде {эандажа из магнитотвердого материала, надетого на шапку изолятора. W