Опорно-изоляционная конструкция Советский патент 1992 года по МПК H01B17/14 

Изобретение относится к высоковольтному аппаратостроению и может быть использовано в опорной изоляции разъединителей и шинных опор сверхвысокого напряжения.

Известны опорно-изоляционные конструкции (ОИК) ферменного типа аппаратов сверхвысокогонапряжения, состоящие из одиночных изоляционных (фарфоровых) элементов, связанных между собой горизонтальными пояса жесткости.

Недостатком таких конструкций является невысокая надежность, обусловленная низкими электрическими характеристиками в условиях увлажнения и загрязнения из-за слабо развитой поверхности фарфоровых

изоляторов, склонной к интенсивному загрязнению.

Известны также опорно-изоляционные конструкции ферменного типа, в качестве одиночных изоляционных элементов, в которых используются тонкостержневые стеклопластиковые изоляторы с трекинго- стойким покрытием, обладающие высокими влагоразрядными характеристиками. Такие конструкции имеют характеристики на 40- 60% выше по сравнению с изоляционными конструкциями из фарфоровых изоляторов и соответственно на, такую же величину меньшую строительну(р высоту.

Однако в пределах одного яруса конструкции одиночные изоляционные элементы соединены между электрически пач

И

(Л

о

CJ

раллельно, причем таких элементов значительно больше, чем фарфоровых (в 2-3 раза), Роль связующих проводников выполняют металлические пояса жесткости - перемычки. В свою очередь, ярусы соединены последовательно. Такое соединение изоляционных элементов, по которым в условиях увлажнения и загрязнения протекают токи утечки, приводит к их увеличению и, как следствие, к уменьшению влагоразрядных напряженно- стей всей ОИК на 20-45% по сравнению с одиночными элементами, соединенными последовательно.

Целью изобретения является повышение надежности опорно-изоляционной конструкции в условиях увлажнения и загрязнения и упрощение конструкции.

Указанная цель достигается тем, что в известной опорно-изоляционной конструкции ферменного типа, состоящей из одиноч- ных изоляционных элементов с узлами крепления, связанных горизонтальными поясами жесткости и образующих ярусы по высоте ОИК, пояса жесткости по крайней мере последнего яруса со стороны, предназначенной для размещения высоковольтного провода, снабжены изоляционными вставками, расположенными на участках между узлами крепления изоляционных элементов этого яруса.

Применение изляционных вставок в конструкции поясов жесткости повышает надежность в работе ОИК в условиях увлажнения и загрязнения, при этом влагоразряд- ные характеристики могут быть повышены на 15-20%. Кроме того, упрощается конструкция одиночных изоляционных элементов.

Изоляционная вставка в поясе жесткости ОИК выполняет функции, отличные от функций в разъединителе и короткозамыка- теле. Изоляционная вставка в поясе жесткости ОИК в условиях, близких к нормальным, не выполняет изолирующих функций, так как части пояса, между которыми врезана вставка, имеют одинаковый потенциал, определяемый емкостными связями пояса жесткости с другими частями аппарата. При увлажнении загрязненной поверхности изоляторов ОИК по ней начинает протекать ток утечки. Потенциалы поясов жесткости в этом случае будут определяться соотношением сопротивлений отдельных изоляторов конструкции, При отсутствии вставок в поясах жесткости металлический пояс жесткости имеет сопротивление, близкое к нулю, и перераспределяет токи по изоляторам яруса. Изоляционные вставки препятствуют перераспределению токов утечки по изоляторам, уменьшая тем самым вероятность

появления токов критической величины на отдельных изоляторах, которые могут привести к перекрытию отдельного изолятора и всей ОИК в целом.

На фиг. 1 изображена ОИК, пояс жесткости которой снабжен изоляционной вставкой; на фиг.2 - схема замещения ОИК, изображенной на фиг.1.

ОИК состоит из одиночных изоляцион0 ных элементов 1, в качестве которых могут быть использованы фарфоровые изоляторы или тонкостержневые стеклопластико- вые изоляторы с трекингостойким покрытием, которые связаны между собой

5 горизонтальными пояса жесткости 2. Участки этих поясов между узлами крепления 3 изоляционных элементов 1 одного яруса ОИК снабжены изоляционными вставками 4. При увеличении номинального напряже0 ния число ярусов в ОИК также увеличивается. В этом случае .все пояса жесткости ОИК могут быть снабжены изоляционными вставками. Размеры вставок и их количество зависят от требуемой жесткости ОИК. На

5 самой верхней части ОИК монтируется ши- нодержатель 5 шинной опоры или контактная система разъединителя, находящиеся под высоким потенциалом, а нижняя часть - основание 6 - совмещается с заземленной

0 конструкцией, на которой она монтируется. При увлажнении туманом, дождем и т.п. загрязненной в процессе эксплуатации поверхности изоляторов ОИК по ней начинает протекать ток утечки. Потенциалы поясов

5 жесткости в этом случае будут определяться соотношением сопротивлений отдельных изоляторов ОИК. Так, шинная опора на напряжение 330 кВ, имеющая двухъярусную структуру при восьми изоляторах в каждом

0 ярусе, будет иметь схему замещения, представленную на фиг.2. Изоляторы имеют сопротивления Ri...Rie, изоляционные вставки в поясах жесткости - R17...R20. При отсутствии вставок (т.е. когда Ri Rie Rig R20 0)

5 металлический пояс жесткости имеет собственное сопротивление, близкое к нулю, и перераспределяет токи утечки по изоляторам ярусов из-за различия их сопротивлений. Это различие возникает, с одной

0 стороны, по причине неодинакового загрязнения, а с другой, - случайным, в основном, характером распределения подсушенных зон по изоляторам. Различие сопротивлений, которое постоянно меняется при про5 текании тока по поверхности изоляторов и, как следствие, ее подсушке, в итоге приводит к тому, что ток утечки по какому-либо изолятору достигает критического значения. Это влечет за собой перекрытие изолятора и ОИК в целом. Как показали

эксперименты, 50%-ное влагоразрядное напряжение шинной опоры на 330 кВ при отсутствии пояса жесткости (т.е. когда RI Ri8 Ri9 R20 °° , см. фиг.2) составляет при удельной поверхностной проводимости поверхности изоляторов уп 10,2 мкСм. Uo.SBp 590 кВ, а с поясом жесткости без изоляционной вставки при той же удельной поверхности - Uo,5Bp 468 кВ, т.е. относительное снижение составляет 28%. Увели- чение количества поясов жесткости при увеличении номинального напряжения аппарата, которое сопровождается ростом высоты ОИК, ведет к увеличению относительного снижения влагоразрядного напря- жения (например, для шинной опоры на 750 кВ, состоящей из пяти ярусов и имеющей четыре пояса жесткости, оно составляет 37%).

Изоляционные вставки, имеющие в за- висимости от длины и развитости поверхности сопротивление 0 R оо (R 17.,.20, см. фиг.2), увеличивают полное сопротивление ОИК и препятствуют перераспределению токов утечки по отдельным изоляторам, уменьшая тем самым вероятность появления токов критической величины на отдельных изоляторах. В результате влагоразрядное напряжение всей изоляционной конструкции увеличивается. Например, изоляционные вставки длиной 50 мм, диаметром 50 мм, с одним ребром диаметром 90 мм в поясе жесткости шинной опоры 330 кВ повышают ее 50%-ное влагоразрядное напряжение на 5%, а изоляционная вставка длиной 70 мм с двумя ребрами - на 8%.

Изобретение позволяет повысить на 15-20% влагоразрядные характеристики и, как следствие, надежность всей ОИК. Формула изобретения Опорно-изоляционная конструкция, содержащая одиночные изоляционные элементы с узлами крепления, связанные между собой горизонтальными поясами жесткости и образующие ферменные ярусы по высоте, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности в условиях увлажнения и загрязнения, пояса жесткости по крайней мере последнего яруса со стороны, предназначенной для размещения высоковольтного провода, снабжены изоляционными вставками, расположенными на участках между узлами крепления изоляционных элементов этого яруса.

Использование: электротехника, а именно в опорной изоляции разъединителей и шинных опор сверхвысокого напряжения. Сущность: надежность опорно-изоляционной конструкции (ОИК) в условиях увлажнения и загрязнения. В ОИК ферменного типа, состоящей из одиночных изоляционных элементов с узлами крепления, связанных горизонтальными поясами жесткости и образующих ярусы по высоте ОИК, пояса, снабжены изоляционными вставками, расположенными на участках поясов жесткости между узлами крепления изоляционных элементов одного яруса. Возможно снабжение изоляционными вставками поясов жесткости всех ярусов. Применение изобретения позволит повысить влагоразрядные характеристики изоляционной конструкции ферменного типа на 15-20%. 2 ил. со с

///////7//////////,

Лиг.1

.gGV DD-- UuM Dv

Qr--гЦ г-hД-i Л- .

,