Трехфазный токопровод высокого напряжения Советский патент 1987 года по МПК H02G5/06 

113507302

Изобретение относится к электро- вьшолиенньк из твердых изоляционных технике,.к передаче электрической материалов.

энергии по токопроводам в металличес- Эти материалы (в особенности фар- кой оболочке.фор) и изоляционные распорки из 1их

Целью изобретения является упроще- очень хорошо работают на сжатие и кие конструкции и расширение области плохо противостоят усилиям на растя- использования преимущественно на клас- жение. сы напряжения 110 кВ.Растягивающие усилия обязательно

На фиг.1 изображена общая конст- Q появятся при креплении распорок с руктивная схема трехфазного коакси- двух торцов, т.е. при креплении их ального токопровода; на фиг.2 - осу- одновременно к трубам 1 и 2 и соот- ществленке поворота трехфазного коак- ветственно 2 и 3. Эти усилия могут сиального токопровода; на фиг.З - то оказаться весьма большими при кратко- же, вариант; на фиг.4 - осуществление 15 временных аварийных режимах в системе транспозиции фаз трехфазного коакси- (одно и двухфазные короткие замыка- ального токопровода; на фиг.5 - схема ния) и могут разрупшть распорки, трехфазного коаксиапьного токопровода Возможность, разрушения полностью подвесного исполнения.исключается, если обеспечить креплеТрехфазный коаксиальный токопровод 2о ние распорок только с одного торца (фиг.1) состоит из трех коаксиально (либо к средней трубе, либо к трубам расположенных токоведущих труб; на- большего диаметра).

ружной 1, средней 2 и внутренней 3 Такое крепление распорок повьш1ает (соответственно, например, фаза А, надежность токопровода и, следова- фаза В и фаза С), причем наружная тру-25 тельно, расширяет область его приме- ба токопровода выполнена короче сред- нения при повышенных токах короткого ней, а средняя труба короче внутрен- замыкания.

ней трубы.Наружная токоведущая труба 1 трехфазного коаксиального токопровода

Трубы являются токоведущими шинами зо кроме основной функции проведения то- токопровода.ка вьтолняет еще и другую важную фунСредняя и внутренняя трубы поддер- кцию - она является герметизирующим живаются в заданном положении с по- элементом конструкции, отделяющим мощью распорок 4 и 5, выполненных из внутренний объем от внешней среды и твердого изоляционного материала - предотвращающим вытекание заключенно-- (фарфора, эпоксидной смолы и т.д.). го во внутреннем объемы газа, находяДпя интенсификации конвективного щегося, как правило, под повышенным теплоотвода от внутренней 3 и средней давлением, в Окружающее пространство. 2 труб они имеют продольные разрезы. Использование такого газа позволят С целью уменьшения тепловьщеления в до сократить промежуток между труба- средней и внутренней токоведущих тру- ми - шинами и интенсифицировать пере- бах при протекании по ним рабочего дачу тепла от внутренних труб на на- тока они вьшолняются с повьш1енным се- ружную. Кроме того, указанный газ чением и могут быть армированы с на- (как правило, обладающий злектроотри- ружных сторон тонким слоем меди. Мед- g цательными свойствами) затрудняет ная армировка облегчает, кроме того, развитие заряда по поверхности изоля- осуществление контактных узлов между торов, что позволяет сократить рас- секциями.стояние между трубами не только по

Наружная труба 1 (фаза А) изолиро- условию обеспечения электрической вана от потенциала земпи с помощью gg прочности чисто газовых промежутков, опорных изоляторов 6. Изоляция между но и из условия разряда по поверхнос- фазами А,В,С (между трубами 1,2,3) ти изоляционных распорок 4 и 5. обеспечивается газом с повышенной В трубчатом трехфазном коаксиаль- (по сравнению с воздухом) электричес- ном токопроводе с уравновешенной сис- кой прочностью и теплопередающей спо- темой трехфазного тока отсутствуют собностью (например,, элегазом), при- переменные магнитные поля за предела- чем средняя и внутренняя трубы под- ми наружной трубы. Поэтому в стальных держиваются в заданном положении с элементах строительных и других кон- помощью изоляционных распорок 4.и 5,, струкций, расположенных вблизи линии.

отсутствуют потери из-за перемагничи- вания и поэтому средний коэффициент добавочных потерь, не превьппает 1,1. В этом смысле трехфазный токопровод с коаксиальным расположением труб можно рассматривать как экранированный. Все его параметры поддаются теоретическому анализу, В трехфазном коаксиальном токопроводе с расположением токоведущих труб кольцевого сечения обеспечивается достаточно равномерное распределение тока по течению и равномерное распределение электродинамических сил по длине.

При использовании в качестве изоляции газа с высокой электрической прочностью (например, элегаза) расстояния между токоведущими трубами существенно уменьшаются. Поэтому индуктивность такой линии почти на порядок меньше индуктивности трехфазной трубчатой линии с расположением фаз в вершинах равностороннего треугольника.

При большой длине трехфазного коаксиального токопровода он комплектуется из стандартных секций, как правило, заводского изготовления. Секции сочленяются с помощью фланцев. Переход тока с одной секции на другую осуществляется с помощью фланцев и контактных узлов. Посредством герметизирующих элементов газовый объем одной секции может быть отделен от газового объема другой секции.

Помимо наружной трубы 1 герметизирующими элементами являются также проходные изоляторы 7 и 8. Проходной изолятор 7 герметично прикреплен к торцу наружной трубы 1 и установлен над поверхностью средней трубы 2. Второй торец этого изолятора герме-- тично закрыт крышкой 9, через которую проходит средняя токоведущая труба 2 Крышка 9 и труба 2 между собой сочленены герметично. На некотором расстоянии от крьш1ки 9 к торцу трубы 2 герметично црикреплен проходной изолятор 8 (меньшего диаметра, чем изолятор 7)

Через герметизирующую крышку 10 изолятора 8 проходит внутренняя труба 3, внутри которой установлена герметизирующая заглушка 11. Крьшпса 10 и труба 3 между собой сочленены герметично.

Проходные изоляторы 7 и 8 обеспечивают возможность подвода тока к

средней и внутренней токоведущим трубам.

Подвод тока к внутренней токове- дущей трубе 3 .осуществляется с помощью контактных выводов 12, расположенных за изоляторами 8. Подвод тока к средней трубе 2 осуществляется с помощью контактных выводов 13, расQ положенных между изоляторами 7 и 8. Подвод тока к наружной токоведущей трубе осуществляется с помощью контактных выводов 14, расположенных вблизи от изоляторов 7.

5 На фиг.2 и 3 показаны два варианта осуществления поворота трассы токо- провода. В варианте, показанном на фиг.2, средняя 2 и наружная 1 трубы разрезаны, между левыми и правыми ча0 стями этих труб образованы промежутки разной длины, концы труб 1 и 2 герметизированы проходными изоляторами 7 и 8 с крышками 9 и 10, участок внутренней не разрезанной трубы 3, нахо5 дящийся между 10, изогнут на требуемый угол поворота, а к контактам 13 и 14 до и после поворота присоединяются перемычки 15 и 16 (в частности, двойные или многократные). 0 В варианте, показанном на фиг.З,. поворот осуществляется с помощью угловой секции, вставляемой в рассечку линии токопровода, участки которого расположены под углом.

Применение угловых секций особенно целесообразно на коротких участках линии и в случае нескольких следз ицих один за другим поворотах.

Угловая секция состоит из наружной

0 токоведущей изогнутой трубы 17, средней изогнутой токоведущей трубы 18 и внутренней токоведущей изогнутой трубы 19. Диаметры труб 17 - 19 соответственно равны диаметрам труб 1 - 3.

5 Угловая секция сочленяется с участками токопровода с помощью фланцев 20 и 21. Переход тока с трубы 1 на трубу 17 происходит через фланцы 20 и 21, которые одновременно выполняют и герQ метизирующую функцию. Переход тока с трубы 2 на трубу 18 и с трубы 3 на трубу 19 осуществляется с помощью контактных узлов 22 и 23.

Аналогичным образом, т.е. с помоc щью фланцев 20 и 21 и контактных узлов 22 и 23, осуществляется сочленение секций линии, причем в каждой или в некоторых секциях токопровода устанавливаются герметизирующие рас-

5

порки, герметично отделяюище объеме линии слева от них от объемов справа

В случае, если между фланцами 20 и 21 потребуется установка сильфонных узлов, компенсирующих температурные колебания длин наружных труб 1, переход тока с одной секции.на другую осуществляется с помощью перемычек. Компенсация температурных изменений длин внутренних труб осуществляется с помощью-контактных узлов 22 и 23,

Ввиду-исключительно малой индуктивности коаксиального токопровода отпадает необходимость в установке синхронных двигателей или батарей конденсаторов,- которые обычно применяют для компенсации падений напряжений в обычных токопроводах, что существенно улучшает технико-экономические показатели коаксиальных токо- проводов.

Однако индуктивность фаз, хотя и чрезвычайно малая, неодинакова. Поэтому в очень редких случаях при весьма большой длине токопровода потребуется транспозиция фаз.

Возможность осуществления транспозиции фаз А и С (именно между этими фазами будет наблюдаться наибольшее различие в индуктивности) показана на фиг.4.

Для осуществления транспозиции все три токоведущие трубы 1 -3 разрезаются, концы левых и правых час-- тей труб герметизируются проходными изоляторами 7 .и 8 с крышками 9 и 10 и заглушками 11. Перемычки 24 с одной стороны присоединены к контактным выводам 14 на наружной к токове- дущей трубе 1 (фаза А) левой части токопровода, а с другой - к контактным выводам 12 на внутренней трубе 3 правой части токопровода.

Перемычки 25 с одной стороны при- 5 ственно на классы напряжения 110 кВ,

соединены к контактным выводам 12 на внутренней трубе 3 левой части токопровода, а с другой - к контактным вьтодам 14 на наружной трубе 1 правой части токопровода. Перемычки 26 присоединены к контактным вьшодам 13 на средних трубах 2.

Из указанного следует, что после транспозиции фазы А и С поменялись местами. До транспозиции наружная труба 1 являлась фазой А, внутренняя труба 3 - фазой С. После транспозиции наружная труба 1 стала фазой С, а внутренняя труба 3 стала фазой А.

50

не закрытый наружной трубой участок средней трубы вьшолнен в виде цилиндрической поверхности, в основании которой лежит окружность, проходные изоляторы для внутренней и средней труб выполнены с герметизирующими крьшпсами с отверстиями для соответ- ствуклдих щин, над указанной поверхностью средней трубы установлен упомя- gg лутый проходной изолятор, контактные выводы для пмн установлены на боковых цилиндрических поверхностях шин, при этом контактный вывод для внутренней шины установлен у крышки проходного

а.

х е13507306

На фиг.5 изображен трехфазньш коаксиальный токопровод подвесного исполнения. Наружная труба 1 (с элемен

5

0

5

0

5

0

тами, находящимися внутри нее) под- вешена к несущему тросу 27 с помощью подвесок 28. Изоляция тока 1, а следовательно, и всей линии от потенциала земли осуществляется с помощью изоляторов или гирлянд изоляторов 29 натяжного или подвесного типа, которые закреплены на опорах 30 или на металлических конструкциях предприятий.

Ввиду того, что за пределами наружной трубы 1 магнитное поле отсутствует, трехфазный коаксиальный токопровод можно прокладывать в пределах производственных территорий, насыщенных стальными конструкциями, т.е. там, где другие типы токопроводов про-кладывать нельзя.

Формула изобретения

Трехфазньш токопровод высокого напряжения, содержащий три коакси- ально расположенные фазы, выполненные в виде труб, заполненные изоляционным газом, контактные выводы для средней и наружной труб, проходной изолятор для средней трубы, при этом наружная труба выполнена с длиной, меньшей длины средней трубы, средняя труба вьшолнена с длиной, меньшей длины внутренней трубы с образованием по концам токопровода участков труб меньшего диаметра, не закрытых трубами большего диаметра, на конце внутренней трубы установлен проходной изолятор и контактный вывод, отличающийся тем, что, с цепью упрощения конструкции и расширения области использования преимуще0

не закрытый наружной трубой участок средней трубы вьшолнен в виде цилиндрической поверхности, в основании которой лежит окружность, проходные изоляторы для внутренней и средней труб выполнены с герметизирующими крьшпсами с отверстиями для соответ- ствуклдих щин, над указанной поверхностью средней трубы установлен упомя- g лутый проходной изолятор, контактные выводы для пмн установлены на боковых цилиндрических поверхностях шин, при этом контактный вывод для внутренней шины установлен у крышки проходного

вывод для средней шины установлен между проходным изолятором для внутренней шины и крьш1кой проходного изовывод для наружной шины установле н у проходного изолятора для средней шины.

; 7 и

1 г

и. Z

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при передаче электроэнергии по токо- проводам в металлической оболочке. Цель - упрощение конструкции и расширение области использования путем использования в токопроводах до класса WvVsV напряжения 110 кВ. Токопровод содержит три коаксиально расположенные токоведущие трубы 1, 2, 3, являющиеся шинами трех фаз. Наружная труба выполнена короче средней, а средняя - короче внутренней трубы. Средняя и внутренняя трубы удерживаются в наружной трубе с помощью распорок 4 и 5, Наружная труба установлена на опорных изоляторах 6. Изоляция между трубами обеспечивается газом с повышенной электрической прочностью и тепло- передающей способностью. Проходные изоляторы 7 и 8 обеспечивают возможность подвода тока к средней и внутренней токоведущим трубам с помощью контактных вьтодов 12, 13, 14. Торцы изоляторов 7 и 8 герметично закрыты крышками 9 и 10. Изоляторы 7 и 8 прикреплены к торцам труб 1-2 герметично. Труба 3 герметизирована заглушкой 11. Токопровод может быть выполнен транспонированным. Цель достигается расположением труб, выбором их длины, установкой проходных изоляторов и контактных выводов. 5 ил. «7 (Л со ел о оо

/7

«pi/e. J

2В.

25

STP

I

27 S

Редактор С.Пекарь

7/7//////////////////////////////////.

fpU2.5

Составитель Л.Январева

Техред М.Моргентал Корректор С.Шекмар

Заказ 5291/52 Тираж 618Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4