Распределительное устройство высокого напряжения Советский патент 1991 года по МПК H02B5/00 

(Л

С

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - сокращение габаритов путем выравнивания распределения напряжения по изоляции и повышения ее разрядных напряжений. Устройство содержит цепочку последовательно соединенных нелинейных резисторов,установленную параллельно изоляции изоляционных конструкций высоковольтных аппаратов Промежуточные точки цепочки резисторов электрически соединены с промежуточными точками (промежуточными поясами жесткости, Фланцами и т д) высоковольтных аппаратов и изоляционных конструкций 1 з.л. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроустановках высокого напряжения.

Цель изобретения - сокращение габаритов путем выравнивания распределения напряжения по изоляции и повышения ее разрядных напряжений.

На фиг.1 показаны аппараты одной фазы в ячейке распределительного устройства (РУ); на фиг.2 и 3 - варианты выполнения распределительного устройства на участке между двумя разъединителями, на фиг.4 - зависимость разрядного напряжения опорной изоляции от высоты последней для известного и предлагаемого устройств; на фиг.5 - участок одной фазы ячейки; на фиг.6 и 7 - варианты выполнения аппаратов с цепочками шунтирующих резисторов.

Ячейка распределительного устройства содержит относящиеся к одной фазе цепочку последовательно соединенных высоконелинейных резисторов 1, разъединитель 2, трансформатор 3 тока, воздушный выключатель 4, трансформатор 5 напряжения, токо- ведущие части которых пофазно соединены между собой ошиновкой 6. Нелинейные резисторы 1 включены между электропроводными связями параллельно участкам электрической изоляции аппаратов и конструкций. Промежуточные точки 7 цепочки резисторов электрически соединены тремя электропроводными связями 8 в трех промежуточных точках 9 изоляционных конструкций 10 аппаратов (промежуточных фланцах, промежуточных поясах жесткости и т.п.). При этом количество нелинейных одинаковых элементов в резисторах 1.

с

00

о ел ел ел

включенных между соседними электропроводными связями 8, пропорционально длинам участков электрической изоляции, включенных между этими электропроводными связями 8. Этим достигается пропорциональность напряжения на резисторах длинам участков изоляции,

Цепочка высоконелинейных резисторов не обязательно должна быть конструктивно выполнена в виде отдельного аппарата. Элементы цепочки резисторов 1 могут быть конструктивно разнесены в пространстве в пределах одной фазы РУ (фиг.2), необходимо лишь, чтобы электрически они соединялись между собой последовательно, а относительно присоединяемых элементов изоляционных конст- руций 10 - параллельно. Для улучшения распределения напряжения по гасительным камерам выключателя 4 параллельно их разрывам подключена цепочка высоконелинейных резисторов 11. Кривые 12 и 13 (фиг.4) отражают зависимость разрядного напряжения опорной изоляции от высоты последней для известного и предлагаемого технических решений соответственно.

Из фиг.5, где показан участок одной фазы ячейки РУ, видно, что промежуточные точки 7 цепочки резисторов 1 с помощью электрических проводников 8 присоединены к промежуточным точкам 9 трансформатора 5 напряжения. Электропроводные связи 8 не оканчиваются на промежуточных точках этих двух аппаратов, но продолжаются дальше с целью присоединения к промежуточным точкам других аппаратов той же фазы.

Установка высоконелинейных сопротивлений может осуществляться параллельно не всем элементам опорной изоляции 10. а лишь параллельно наиболее нагруженным, например верхним изоляторам (фиг.З), разгружая их.

Устройство работает следующим образом.

При воздействии на изоляцию РУ импульса напряжения, например импульса коммутационного перенапряжения, через цепочку нелинейных резисторов 1 протекает ток, увеличивающийся с ростом амплитуды напряжения, который, например, для высоконелинейных резисторов достигает нескольких десятков ампер. Этого тока достаточно, чтобы цепочка нелинейных резисторов 1 жестко распределила напряжение между промежуточными точками 9 изоляционных конструкций и аппаратов, в которых она присоединена к соответствующим точкам цепочки резисторов 1, Сопротивление

резисторов между соседними промежуточными точками подбирается расчетным или опытным путем так, что распределение по изоляторам изоляционной конструкции возможно ближе к равномерному.

Для обеспечения эффективного распределения напряжения достаточно, чтобы этот ток был примерно на порядок больше емкостного тока, определяющего

неравномерность распределения напряжения по изоляционной конструкции. Характеристики цепочки в целом выбраны так, что при максимальных перенапряжениях, допустимых для изоляции, через цепочку протекает требуемый ток. В частности, последнему требованию удовлетворяет цепочка, собранная из последовательно соединенных единичных окисно-цинковых шайб, используемых в

промышленных ограничителях перенапряжения типа ОПН. Диаметр такой шайбы равен 20, 28 и 50 мм, высота 5-8 мм, ток, протекающий через шайбу и всю цепочку при перенапряжениях, около 70 А. Цепочка резисторов с линейной характеристикой не пригодна для этой цели: чтобы обеспечить требуемый ток через такой резистор при максимальных перенапряжениях, соответствующий ток через него при длительном

рабочем напряжении должен быть настолько велик, что размеры цепочки резисторов становятся чрезмерно большими, а ее использование практически нецелесообразным.

Использование изобретения обеспечивает следующие технико-экономические преимущества: достигается равномерное распределение напряжения по изоляции,

повышение ее разрядного напряжения за счет жесткого распределения напряжения между промежуточными точками изоляционных конструкций с помощью включенной в схему распредустройства цепочки

нелинейных резисторов; благодаря повышению разрядного напряжения может быть уменьшена высота изоляторов и изоляционных конструкций, что позволяет уменьшить стоимость распредустройства,

его габариты; повышается надежность работы устройства. Так, предлагаемое РУ защищено от грозовых и коммутационных перенапряжений лучше известного РУ, так как благодаря рассеиванию в цепочках резисторов части энергии перенапряжения эти цепочки вызывают снижение амплитуды перенапряжения. Кроме того, наличие указанных цепочек нелинейных резисторов повышает надежность защитных аппаратов - разрядников или ограничителей

благодаря уменьшению токовых нагрузок в них.

Формула изобретения 1. Распределительное устройство высокого напряжения, содержащее высоковольтные аппараты, включающие токоведущие элементы и изоляционные конструкции, разъединители, отличающееся тем, что, с целью сокращения габаритов путем выравнивания распределения напряжения по изоляции и повышения ее разрядных напряжений, все изоляционные конструкции высоковольтных аппаратов одной фазы на участке между двумя соседними разъедини9

///уу//////////////////////////// /// ////////////////

Фиг 2

0

5

телями соединены по крайней мере в одной промежуточной точке дополнительно введенными электропроводными связями, между которыми параллельно участкам изоляционных конструкций высоковольтных аппаратов включены дополнительно введенные нелинейные резисторы.

и,к8

; 2 j 4 sS/t

Фие. 4

Фиг 5

ч

оэ