Высоковольтное устройство Советский патент 1977 года по МПК H01B9/06 H02G5/06 H02B13/02 

(54) ВЫСОКОВОЛЬТНОЕ УСТРОЙСТВО

зующий с оболочкой замкнутую кольцевую полость, нахолится под дополнительным воздействием давления.

Цель изофетения - повышение надежности устройсгна.

Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве за1цитнь:е элементы расположены относительно оболочки с зазором, пространство которого сообииется с внутренниьг пространством оболЬчки, причем част , этого зазора может 5ыть заполнена теплоизоляционным материалом, а защитные элементы могут быть снабжены прорезями, непроходимыми для электрической цут. Это позволяет выравнять давление между двумя участками устройства, благодаря чему изоляционные распорки между этими участками ж подвергаются допол1штельно нагрузкам от давлездая.

Для защиты впутрениего провод шка от обгора1шя на y jacт; ax, подверженмьгх воздействшо стоячей электрической дуги, он может быть выполнен из материала, термическая устойчивость кото рого выше тejJ Drчecкoй устойутоси остальной его части или на этих ртагпсах мо.-сет бы1ъ снабжен слоем материала, термическая устойп-шость которого вьпие тep шчecкoй устойчивости р/ттериалз внутреннего провод5-етка, npiPieM этот защитжш слой может быть самонесущнм

nph друтом варианте Biijapeimero проводника последний ш участках, лодвержеш ых воздействию стоячей электрической дуги, выполнен 3 виде медной трубкн, снабженной иа концах алюминиевыми иийба.ш, а на остальных зчасткахиз алюминия.

На фиг. 1 изображен участок предлагаемого устройства; на фиг.2 - сече1ше А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - предлагаемое усфойство на участке изменения направления внутреннего проводника; на фиг. 4 - вариант выполнения устройства на прямолинейном участке; на фиг. 5 - вариант выпо.т1йения устройства на участке изменеш1яна11равле1щя внутреннего проводника; на фиг. 6 - участок BHJ-Tреннего проводника с промежуточной деталью.

Высоковольтное .устройство срцержит вн}тренний проводник 11удерживаемь й при помощи изоляционных распорок 2 относительно металлической оболочки 3. Бнутрешшй проводник на обоих концах связан с обмотками 4 и 5 трансформаторов переменного тока, точки звезды которых соответственно заземленьг. Оболочка и вн5тре1ший проводник изготовлены из алюми1шевых сплавов. В области изоляциогшых распорок 2 оболочка с внутренней стороны снабжена защитШзГДМ элементами 6, выполненными, например, в виде циливдров из нержавеющей стали, илйюищми с оболочкой элект.рический контакт и установлешгыми относительно последней с зазором, пространство которого сообщается с вяутре1шим npocTpaiicTBOM оболочки.

Если в случае авария, при кото1)ой вспыхивает злектрическая дуга, через проводник 1 от одного ввода питаш1я протекает к электрической ток , а от другого ввода питания - ток j, и ток tJj.

Ьольшг, чем ток 0, то электрическая дуга увлекаемая электромагнитными силами, за KopotKHft промеж}ток времени переместится в область 8, прилегающую к изоляционной распорке, которая пеЩ1 ближе к вводу питания 5 е меньшим током 3.

Поскольку изоляционные распоркм непроходимы для электрической дуги, место, в котором останавлив тся злектрическая дуга, лежит в непосредственной близости от изоляционной распорки. Поэтому установка на этом участке защитного позволяет предотвратить прюжиганне металлической оболочки.

На участке изменения направления (фиг, 3) внутренний проводник и металлическая оболочка выполнены в месте сгиба со сферической поверхностью.

В этом случае термически опасной зоной при вознйкновешш электрической дугр является участок, лежаттрй лдажду .д п1ями 8а и 86.

На этом у-шстке предусмогрены защиттаге эле№Н7Ы как на В1({утре1шем проводнике 9, так и на оболочке }0, вьшолне1шые т виде полосок или шаровых сегмеьггов, которые могут быть изготовmiibi из стали и могут .удерживаться на электро5проводньк державках. Защитным элементом может являться и слой материала с высокой термической устойчивостью, непосредстве гаю нанесешагй ш внутрен шй проводник.

На приведенном на фиг. 4 варианте вьшолнения

0 предлагаемого устройства воронкообразный изоли- i руюшиГ. элемент зшсрегше.: на внутреннем провод;)1шке 1 через первый кольцеобразный управляющий Электрод II и через второй управляющий электрод 2 на заидатном элементе 13 оболочки, вьшол5ненной в виде надвижной муфты 14.

Управляющие электроды имеют такую форииу, что возникающие ш краях изоляционных распорок напряженности поля ограничиваются допусиггиыми значениями и электрические свойства устройства не

0 ухудшаются крепежными элементалш, например винталад, В области изоляционной распорки внутренний проводник, обычно выполняемый в виде полой тонкостенной трубки,, имеет массивный промежзточный участок 15. Послед1гий может быть

3 вьтолнен из материала, термическая устойчивость которого выще терм}1ческой устойчивости остальной его часта, например из стали.

Преим)щес1венно и защитный элемент, и маешвный промежутрчньЕЙ участок простираются по

0 обе стороны изоляционной распорки. При этом элемент хотя бы астично может быть изготовлен из разлитаых материалов. Например, на стороне изо.гаяционной распорки, обращештой к источнику замыкания, может быть изготовлен по меньшей

5 мере частично из алюминия и по больщей л«ре из стали, а на другой стороне - только из стали.

Перемеще5О е возш{кшей аварийной электрической душ, как это обозначено на рис. 4 стрел0кой б, вызывает но только повьппение давления, но

ведет также и к образованию умеренно нагретых следов горения.

Как уже отмяадшось, аварийная электрическая дута останавлнвается непосредственно перед изоляционн распоркой и в этой области внутренний проводник и оболочка начинают оплавляться в большей степени. Чем тоньше стенки внутреннего прсжодннка и оболочки, тем скорее протекает процесс и тем раньше вероятны нежелательные реакции между материалом проводника или оболочки и изолирующим газом.

Следствием этих реакций было бы разрушение внутреннего преводника и оболочки i и дополнительный рост давления, который мог бы привести к разрьшу оболочки.

В изображенном на фиг. 4 варианте исполнения в области изоляционной распорки внутренний проводник имеет промежуточный участок 15 в виде круглого стержня постоянного диаметра Кроме того, в этой области оболочка снабжена защитным элементом 6. Так как этот элемент сделан из материала с высокой термической стойкостью, то опасность прогорания и плавления во время стояния электрической дуги исключена.

Преил4ущество этого варианта исполнения в том, что часть оболочки выполнена в виде удобной .для монтажа и ремонта устанавливаемой снаружи надвижной муфты.

Наличие зазора 16 определенной величины, а также низкий коэффициент излучения поверхностей элементов конструкции позволяет поддерживать настолько малую передачу тепла, что возникаюа й при аварии нагрев не, приводит к разгерметизаида надвижной муфты. Дополнительно для теплоизоляции в зазор между защитным элементом и надвижной муфтой помещен слой материала 17, плохо проводящего тепло, например асбеста.

Наружная поверхность надвижной муфты окрашена термокраской..Это позволяет по изменению нанесенной термокраски определить место повреждения. Для ослабления роста давления в газовом пространстве, подверженном действию аварийной электрической дуги, в защитном элементе предусмотрены прорези 18, позволяющие уравнивать давление между газовыми пространствами, разделе1шыми изоляционной распоркой.

Для предотвршде{шя свободного прохождения продуктов сгорания электрической дуги прорези .перекрыты управляющими электродами.

Описанные меры тгм более эффективны, чем более чувствителен к температуре материал оболочки.

В приведенном на фиг. 5 варианте исполнения оболочка имеет участок сферической формы. Этот участок снабжен монтажной крышкой 19, закре1шенной на патрубке 20. Внутренняй проводник в месте сгиба расположен в экранирующем шаре 21.

Для уменьшения обгорания часть экранируюпкго шара в данном испо/шении изготовлена из материала с высокой термической устойчивостью, например из стали, тогда как оболочка и внутреши проводники изготовлены из алюминия.

Монтажная крышка 19 в данном примере исполнения расположена напротив ввода питания (Ji) с более сильным током и снабжена расположенным на державках 23 и 24 защитным элементом 25 в виде шарового сегмента, в ьшолненного из материала с высоксщ термической устойчивость. Зашлтный элемент 25 продолжен до второго защитного 26, также имеющего сферическую форму и установленного на державке 27 с внутре шей стороны оболочки напротив второго питания с более слабым током (3j)o Материалом обоих защитных элегжнтов может быть сталь.

При варианте исполжшд, приведенном на фиг. 6 ( оболочка не показана} внутрегший про водник выполнен в основном Б виде, алюминиевой трубки, а промеж то шый участок - в виде медной трубки 28, снабже1шой на концах жестко закреплеттыми алюм 1ниевыми шайбами 29, по крайней мере одна из которых снабжена отверстием 30, соединенными сваркой с остальными участками внутреннего проводника.

Медная трубка на ьесто монтажа поставляется соеш ненной с алгомянневыми шайбами, причем соедииеш)е меди с алюл-а{Н1 ем производится путем сварки трением.

Формула изобретения

1.Высоковольтное устройство, содержащее внутренний проводшк, поддержи в аемьд } непроходимыми для электрической душ изоляционными распорками относительно герметичной металлической оболочки, внутре шее пространство которой заполнено сжатым газом, снабженной с внутренней стороны на участках, подвержешгых при аварии воздействию стоячей электрической дуги, защитными металлическими элементами, имеющими с оболочк и электрический контакт, отлнчаюш е е с я тем, что, с целью повышегшя надежности,

защитные элементы расположены относительно оболочки с зазором, пространство которого сообщается с внутрешшм пространством оболоч1а1.

2.Устройство по п.,отличающееся тем, что часть зазора заполнена теплонзолясциопным материалом.

3.Устройство по п. 1 или 2, отличающееся гем, что заиттраге злементы снабжены прорезями,, непроходимыми для элекг1эической дуги.

4.Устройство по пп.1-3, отличающееся тем, что внутренний проводник на участках, подвержЕннь1Х при аварш воздействию стоячей электрической дуги, выполнен из материала, тер мическая устойчивость которого выше термической устойчивоста остальной его щсти.

5.Устройство --о П.4,; отличающееся тем что внутренний проводник на участках, подвериенаьК вря аварии воздействию стоячей электрической дуга, вьшолнен в ввде кеднсй трубки, SB&SaKS«Kou на кошщх алюмшшевщ шайбаш, а на остальных участках - нэ ал1аминия.

6.Ycipc ciBO оо ппЛ ,2 и 3 т л и ч а lu щ е е с я тем, что внутренний проводник ш участках подверженяых при аварии воздействию стоячей электрический дуги, снабжен споем материала, термическая уст(йчивость которого выше термической устойчивости материала внутреннего проводника.

7.Устройство по п.6,0т,личающееся тем, что-бюй кетериала самонесущий.

8

Приорите. по пужтам: 14.02.73 по пп.1.4 и 6,7; 29.11.73 по П.5.,

Источники иифор5Ш Щ, пршштые So внимание при экспертизе;

1.Fuhuda S. Current carry ing and shortfcircuit Tests on EHV Cables Jnsulated with SFe Gas. JEEE Transactions on Power Apparatus Systems i Pas-88ij, 1969, стр. 147-153..

2.Заявка ФРГ N 2059330, кл. НО В 13/02, 1972.

& 2

i

(Pt/8.j

fO

8S S5 fe jg Х/Х/./Яу / 2 /2 22222222222/2222: Фиъ.8