Малогабаритная ячейка комплектно-распределительного устройства Советский патент 1989 года по МПК H02B1/20 

отсека 3 шин, релейного отсека 4 и трансформатора напряжения 5, медные токоиедущие шины 6 сн 1бжены двухслойным изоляционным покрытием, в состав которого входят термостойкое полимерное связующее и наполнитель - тугоплавкое соединение металлов или окислы кремния, Г11)ИЧ1 М прп- центиое содержание комиошипч в у слоя, прилегающего к шине, и у верхнего слоя разное. Толщины этих слоен и расстояния между шинами определяются соотношениями, приведенными в формуле изобретения. 4 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении комплектно-распределительных устройств (КРУ) с изоляционным покрытием токоведущих элементов. Целью изобретения является экономия материалов, повышение надежности изоляции шин и сокращение габаритов ячейки за счет уменьшения расстояния между шинами. В малогабаритной ячейке КРУ, которая содержит корпус 1, состоящий из отсека 2 выдвижного элемента (выключателя), отсека 3 шин, релейного отсека 4 и трансформатора напряжения 5, медные токоведущие шины 6 снабжены двуслойным изоляционным покрытием, в состав которого входят термостокое полимерное связующее и наполнитель-тугоплавкое соединение металлов или окислы кремния, причем процентное содержание компонентов у слоя, прилегающего к шине, и у верхнего слоя разное. Толщины этих слоев и расстояния между шинами определяются соотношениями, приведенными в формуле изобретения. 4 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении комплектно -распре- делительных устройств (КРУ) с изоляционным покрытием токоведущих элементов.

Цель изобретения - экономия материалов, повышение надежности изоляции шин и сокращение габаритов ячейки за счет уменьшения расстояния между шинами.

На фиг. 1 показано малогабаритное КРУ, общий вид; на фиг, 2 - изоляционные слои на шине, узел I на фиг, 1; на фиг, 3 и 4 - результаты физического моделирования устройства

Малогабаритная ячейка КРУ (фиг.1) .содержит корпус 1, состоящий из отсека выдвижного элемента (выключателя) 2, отсека шин 3, релейного отсека 4

и трансформатора напряжения 5. Медные токоведущие шины 6 снабжены изоляцией, состоящей из нижнего (термстойкого) слоя 7 и верхнего изоляционного слоя 8, которые состоят из одинаковых компонентов, но в разных соотношениях.

Моделирование слоя 7 (термостойкого, прилегающего к шине) при различном соотношении весовых частей связующего PJ и термостойкого наполнителя Р с целью получения наилучших термических параметров проводилось с эпоксидным порошковым связующим Р, следующего состава: Эпоксидная смола (например, Э-49) к которой добавляются

Р, (обычно

принимается за единицу или за 100 вес,%) 0,02 Р,

1

Дициандиамид

(отвердитёль)

Поливинилбутираль 0,05 Р

(пластификатор)

Поливинилбутиловый

эфир0,007 Р,

0

5

0

5

0

5

0

5

(пластификатор)

Уротропин0,001 Р,

(ускоритель)

(Эпоксидное порошковое, связующее выбрано -на основании изучения аналогов, как связующее, обладающее достаточно высокой термической устойчивостью и технологичностью).

В качестве наполнителя Р использовались тугоплавкие соединения металла, кварц и др.

Моделирование слоя 8 (изолирующие) при различном соотношении весовых частей связующего Р и наполнителя Р с целью получения наилучших электроизоляционных параметров для напряжений 6-35 кВ проводилось с указанными выше эпоксидным связующим и наполнителями. При этом подбирались такие соотношения компонентов, которые обеспечивают наилучшие электроизоляционные свойства при одних и тех же материалах, используемых в первом и втором слоях.

Результаты физического Моделирования показаны на фиг, 3 и 4.

На фиг, 3 кривая А показывает зависимость прочности к термическому удару от разного соотношения связующего и наполнителя; кривая Б - зависимость электрической прочности покрытия от соотношения связующего и наполнителя (при 20 С), кривая В - зависимость электрической прочности покрытия с характеристиками, указанными на кривой Б, после испытания на термоудар, вызванный коротким замыканием (при 300°С). Из графика, представленного на фиг. 3, следует, что при соотношении связующего и наполнителя (), равном 0,5 (что соответствует содержанию наполнителя в

пйрошковом эпоксидном составе, равном 66%), стойкость покрытия к термическому удару очень высокая. Дальнейшее увеличение наполнителя в сое5

таве хотя и повышает стойкость к термическом удару, однако приводит к технологическим трудностям - наполнитель не смачивается связующим, отсутствует адгезия.

При соотношении связующего и наполнителя, равном 1 (что соответствует содержанию наполнителя в составе 50%), покрытие выдерживает термический удар 300°С. При дальнейшем снижении содержания наполнителя стойкость к термическому удару резко снижается и при соотношении связующего и наполнителя, равном Р,/Р 4 (что соответствует содержанию наполнителя 20%), стойкость покрытия к термическому удару падает до 200°С (кривая А),

Пробивное напряжение при соотношении , меньшем 0,5, резко падает (покрытие пористое), Дальнейшее уменьшение наполнителя приводит к возрастанию электрических характеристик покрытия - пробивное напряжение возрастает (кривая Б).

После испытания покрытий на термический удар электрические характеристики покрытия снижаются. При соотношении Рд/Р, равном 0,5, пробивное напряжение остается достаточно низким (покрытие пористое). При соотношении , равном 1, пробивное напряжение достигает 10 кВ, при увеличении связующего незначительно увеличивается и при значении Р /Р, 4 становится равным 10, резко падая при дальнейшем увеличении связующего (при содержании наполнителя 20% рокрытие после испытания на термический удар размягчается,разрушается и после охлаждения не восстанавливается (кривая В).

На фиг. А кривые Г-3 показывают зависимость прочности покрытия от толщины изолирующего слоя при толщин термостойкого слоя, соответственно равной 0,1; 0,125; 0,175; 0,25; 0,3 мм после испытания на термоудар при 300 С, кривые И-Н - зависимость электрической прочности тех же покрытий при 20°С (до термоудара).

Из фиг. 4 следует, что при толщине термостойкого слоя менее 0,125мм электрическая прочность покрытия менее 10 KB (термостойкий слой меньшей толщины не обеспечивает защиту изолирующего слоя от разрушения).

AD81 -6

При толщине термостойкого слоя более 0,25 мм электрическая прочность покрытия значительно не возрас тает, с рместе с тем растет общая толщина

покрытия, что приводит к большим внутренним напряжениям, увеличивается расход материала.

При толщине изолирующего слоя ме- 10 нее 0,2 мм электрическая прочность покрытия резко уменьшается и составляет менее 10 кв. При толщине изолирующего слоя более 0,8 мм электрическая прочность резко падает вследствие 15, возникновения при такой толщине внутренних напряжений, вспучивания материала покрытия, его частичного разрушения (при термическом ударе), Обработка материалов физического моде- 0 лирования позволяет вывести следующие эмпирические зависимости.

Толщина слоя покрытия, прилегающего к шине:

Р

Р

h. 0,25 -, мм, при 0,

Pj. Р,

толщина h верхнего слоя:

Н Р Ьл О,1 (1 + гг) р-, мм, при

35- Р,

1; S

наименьшее расстояние между изолированными шинами:

35U

S (1 + )-100 - 35(2h, + 2h2 +

+ 1,0), мм,

40 где Р принимается за 100 вес.ч.;

Р - содержание наполнителя, %; Н - рабочее напряжение, до

35 кВ включительно. Для ячейки КРУ напряжением 35 кВ 45 толщина h первого слоя может изменяться в пределах 125-250 мкм, толщина h - в пределах 200-800 мкм. Расстояние между токоведущими шинами 92-140 мм соответственно.

50

Формула изобретения

Малогабаритная ячейка комплектно- распределительного устройства на нап 55 ряжение до 35 кВ включительно, содержащая токоведущие шины с изоляционным покрытием, выполненным на основе термостойкого полимерного связующего и наполнителя из окислов

кремния или тугоплавких соединений металлов, отличающаяся тем, что, с целью экономии материалов,, повышения надежности изоляции шин и сокращения габаритов ячейки за счет уменьшения расстояний между токоведущими шинами, изоляционное покрытие вьтолнено двухслойным, причем каждый слой состоит из одинаковых компонентов, но с различными массовыми соотношениями между ними, причем толщины слоев и расстояние между токоведущими шинами зависят от весовых соотношений между компо- нентами и определяются следующими соотношениями: h 4 0, 25 Р /PI , мм, при 0,5 :

P,

я..--.jj

ftJ O 1/Рг

CoomHOUifttut cttjyH mfS9 и лапмнители

.3

h, 0.1(1 .

1

2

MM, при

It

н

S ()- 100 - 35(2h, -H 2h +

+ 1,0) , MM,

где h - толщина }1ижнего слоя, прилегающего к токоведущей

5

S

Р,

-толщина верхнего слоя,

-расстояние между токоведущими шинами;

-содержание связующего,мае.%,

-содержание наполнителя-, мае.%;

-рабочее напряжение, до 35 кВ включительно.

Фие.2

Jc

4

И)

I

§

«U

1

10

0,250 0,500 0,750 /,00 Толщина слоя /7/,A;w и,г.