Однофазный газоизолированный токопровод высокого напряжения Советский патент 1991 года по МПК H02G5/06 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к кабельной технике, преимущественно к газоиэолированным токопроводам высокого напряжения.

Целью изобретения является повышение эксплуатационнной надежности и срока службы.

На фиг.1 представлен токоп овод переменного сечения; на фиг.2 - электропровод с электростатическим экраном переменного сечения; на фиг.З - график напряженности электрического поля на токопроводе в зависимости от соотношения диаметров оболочки и токопровода; на фиг.4 - напряженность электрического поля по длине токопровода.

Токопровод состоит из внешней заземленной оболочки 1 трубчатого сечения,внутри которой с помощью дисковых изоляторов 2 коаксиально располагается токопроводя- щая труба 3, находящаяся под высоким потенциалом. Последняя выполнена в виде

цилиндра, образующая которого описывается следующим математическим выражением:

х - I з , / х - I 2

х

л г, Г / х - 3 . / х - v

у ЛР- .(тпг) -ai + ()

хы + (Ј7г) -ci +kil .

где I - расстояние вдоль оси токопровода, в пределах которого диаметр внутренней то- копроводящей трубы остается неизменным,

i Р d2;

1 4

D- диаметр внешней оболочки токопровода;

d2 - диаметр участка внутренней токо- проводящей трубы, примыкающего к изолятору, при этом D

3,8

da

4,5;

сл

С

сл

00

ю

Os

со

di - диаметр участка внутренней токо- проводящей трубы при

L-0+3 AR)x (КЗ ДР) ;

L - интервал между двумя соседними изоляторами;

AR - характеристический параметр, определяемый величиной

AR

di -da

ai, Ь|, ci, ki - коэффициенты, значения которых определяются из таблицы

Изобретение относится к электротехнике и можеч быть использовано в токопроводах газоизолированных устройств высокого напряжения. Цель изобретения - повышение надежности и срока службы. Устройство содержит внешний проводник трубчатого сечения и коаксиально с ним рас- положенный внутренний проводник, закрепленный с помощью дисковых изоляторов. В тело изолятора встроены экраны, расположенные со стороны внутреннего проводника. Внутренний проводник выполнен в виде цилиндра с переменным внешним диаметром, образующая которого описывается определенным выражением. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

В конкретном токопроводе сложно из- готовить токопроводящую трубу 3 с плавным изменением поперечного сечения, поэтому предпочтительным является вариант, представленный на фиг.2, когда токо- проводящий проводник изготавливается составным из трубы постоянного диаметра (бз) и электрического экрана 4, обеспечивающего вдали от изолятора в газовом коаксиальном промежутке оптимальное электрическое поле. Электростатический экран 4 может быть изготовлен из тонкого алюминиевого листа и закреплен на токове- дущей трубе 3 распорками 5.

Дисковый изолятор 2 выполнен, например, из литого эпоксидного компаунда. С обоих торцов в изоляторе имеются внутренние металлические экраны 6, выполненные в виде тел вращения с образующей с профилем, обеспечивающим в твердом диэлектрике и на поверхности дискового изоля гора 2 слабонеоднородное электрическое поле с градиентами потенциала, не превышающи ми максимальные значения напряженности поля на токоведущей трубе 3.

Графики зависимости максимальных градиентов электростатического поля на поверхности дисковых изоляторов 2 от соотношения D/d,приведенных к минимальной напряженности электрического поля, установленной в коаксиальной оболочке на токоведущей трубе постоянного сечения (Е Емакс/Емин)(фиг.З), показывают, что как для изоляторов дисковой формы с переменным профилем (кривая 7), так и для изоляторов в виде простого цилиндрического диска (кривая 8) или для коаксиальных цилиндров без изоляторов (кривая 9) имеется оптимальное соотношение диаметров внешней оболочки и токоведущей трубы, при котором обеспечиваются минимальные значения на- пряженности электрического поля на поверхности изолятора и в его окрестностях. Для рассматриваемого случая указанное соотношение лежит в диапазоне

3,8 -Ј- 4,5. В d2

этом диапазоне максимальные градиенты потенциала электрического поля на поверхности изолятора отличаются друг от друга не более чем на 5%.

Расчетные данные (фиг.-1) показывают, что при выполнении внутренней токоведущей трубы 3 или электростатического экрана, укрепленного на токоведущей трубе 3, в соответствии с приведенным выше математическим выражением в месте сопряжения труб равного диаметра не происходит повышения напряженности электрического поля сверх максимальных значений, имэющи место в коаксиальном промежутке.

Техническая эффективность предлагаемого однофазного токопровода заключается в повышении электрической прочности, а следовательно, и эксплуатационной надежности за счет выравнивания электрического поля.

Формула изобретения 1. Однофазный газоизолированный то- копровод высокого напряжения, содержащий внешний проводник тпубчатого сечения, коаксиально расположенный внутренний проводник трубчатого сечения, устанавливаемый с помощью дисковых изоляторов, содержащих со стороны внутреннего проводника встроенные в тело изолятора экраны, отличающийся тем, что, с целью повышенияя эксплуатационной надежности и срока службы, внутренний проводник выполнен в виде цилиндра с переменным внешним диаметром, образующая которого описывается следующим уравнением:

()

+ ()()-+4- где х, у - текущие координаты с началом в точке, лежащей на пересечении оси юкоэ, +

провода и плоскости, касательной к поверхности изолятора, причем координата х изменяется от 0 до значения х - 0.5 L, где L. - интервал между двумя соседними изоляторами;

I - расстояние вдоль оси токопровсда, в пределах которого диаметр внутреннего то- коведущего цилиндра, примыкающего к изолятору, остается неизменным, при этом

I - (D-d2)/4;

D - диаметр внешнего проводника токо- провода;

I / /

3 if

/ /

.9Л Л ЛКЛ Г М +г вГ ПГ+ + г г + ЛЯ/ Ж ЛГ 4

&ЈЮ

ЛРМ & s & ЛГ / 7 Л 4Г / / & ТЈГЛ

d2 - диаметр участка инугреннего проводника токопровода. примыкающего к изолятору, при этом

3,8 D/d2 4,5 ;

di - диаметр участка внутреннего проводника токопровода при

L-(l+ 3 Д R) х (К 3 Д R);

ДР - характеристический параметр, определяемый величиной

AR-()/2;

ai, bi, ci. ki - коэффициенты, значения которых определяются из табли.ц

аксиально установленной центральной частью постоянного диаметра, равного d2, 25 при этом внешняя часть образует электростатический экран.

Фие.1

JT 4r Jf&f4r0 jrrf

глсгг

Фиг. 2

ьп

11 1,0

0.9 0.8

a

0,6 0,5 OA 0.3

Sxi:

10 15 3.0 3,5 W 4,5 V/d

Фиг.З

о