Изоляционная распорка Советский патент 1978 года по МПК H01B9/06 H02G5/06 

I

Изобретение относится к области высоковолЬтных газовых линий электропередачи и герметизированных распределительных устройств.

При использовании изоляционных распорок в высоковольтных коаксиальных системах, изолированных сжатым газом, стремятся к тому, чтобы изоляционная распорка обеспечивала электрическую прочность не ниже прочности газового промежутка для чего необходимо выполнение следующих условий: во-первых, максимальная напряженность на поверхности распорки не должна превышать напряженности на токоведущей жиле вдали от распорки, а, во-вторых, должна быть обеспечена высокая электрическая прочность твердого диэлектрика. Для выполнения первого условия необходимо в окрестностях распорки ослабить электрическое поле. При этом возможны два предельных случая. В первом из них ослабление поля производится за счет соответствующего выбора профиля поверхности твердого диэлектрика. Во втором та же цель достигается расположением внутри диэлектрика специальных электродов, с помощью которых можно изменять поле в газовой среде. Формирование поля по последнему методу нензбежно связано с усилением напряженжх:ти в твердом диэлектрике, тогда как при нспользованин первого способа, эффективность которого тем выше, чем больше диэлектрическая постояниая материала распорки, можно добиться ослабления поля в толще распорки по сравнению с полем в газовой среде. В связи с этим в качестве материала для распорок наряду с эпоксидиыми смолами перспективны электротехнический фарфор, обладающий высокой диэлектрической постоянной (), а также и другие твердые диэлектрики, имеющие .

Обычно в коаксиальных газовых линиях и герметизированных распределительных устройствах отношение диаметров наружного и внутреннего электродов лежит в преде-лах 2-4, а, следовательно, в газовом промежутке напряженность на токоведущей жиле во столько же раз превосходит напряженность на оболочке.

Известна изоляционная распорка для высоковольтных коаксиальных систем, изолированных сжатым газом, например электрических кабелей, выполненная в виде тела вращения со средним участком иилиндрической формы и толщиной, увеличивающейся к ее продольной оси 1. Форма образующей известной распорки выбирается из предположения, что градиент потенциала вдоль поверхности остается постоянным, Расчеты образующей показывают, что в интересуемом диапазоне изменения отнощения диаметров наружного и внутреннего электродов 2,,5. Это будет только в том случае |если значение диэлектрической постоянной (Е) материала распорки не превышает 2-2,5. При значениях Е больще указанных, поверхность распорки перестает быть вогн}той и на ней появляется выпуклость, что равносильно невыполнению основного условия, принятого в расчете: сохранение по поверхности распорки постоянного градиента потенЦ 1ала. Следовательно, рассчитать профиль эпоксидной или фарфоровой распорки, которые обладают знач1}тельно больщей величиной Е. по известной формуле нельзя. Выще было отмечено, что формирование поля посредством выбора профиля тем эффективнее, чем вы Hie значение Е.

Д,1Я обеспечения высокой электрической прочности самого твердого диэлектрика необходимо создать распорку с равномернымп.-|и близким к нему распределением напряженности по плоскости ее симметрии, где всегда достигается максимальная в толще папряжеиность. Это возможно только Б том случае, если оговорена величина осевого размера распорки, так как, например, при осевом размере на порядок большем рад11ального, влия1п- е границы раздела «газ-твердый диэ.1ектр11к не будет сказываться на поле в плоскости симметрии распорки и оно будет соответствовать полю коаксиальных ци.чиндров. В формулу, по которой вычисляется форма поверхности известной распорки, не входит величина осевого размера и сама формула выведена в нредположении, что торцы распорки далеко разнесены друг от друга.

Недостатком данной распорки яв.ляется невозможность расчета ее профиля для диэлектриков с ,5, неравномерность электрического поля внутри самой распорки и сравн11те. высокая максимальная напряженность в ее толше. Известно, что с увеличением размеров твердой изоляции ее элект й1ческая прочность падает. Эти обстоятельства делают ироблематичным применение таких распорок для линий более высоких классов напряжений, диаметры которых будут, естествен по, возрастать.

Целью изобретения является создание распорки, имеющей в плоскости симметрии распределение напряженности, близкое к равномерному, а, следовательно, с повьпненной надежностью. При этом распределение поля в окружающей распорку среде должно быть не хуже, чем у известной распорки. Цель достигается тем, что образующая поверхности

распорки представляет собой кривую, описываемую ypaBHCinicM

Н. т.Рд|)

где Нi - расстояние между двумя точками образуюндей в i-ом сечении, пара.- лельном продольной оси,

Ri - радиус i-ro сечения распорки, fto - внешний радиус распорки, rtt,n - коэффициенты (те 0,04-0,2; rz 1,5-3,5). Так, например: для фарфоровой распорки (диэлектрическая посгоянная фарфора -7) при D/d 3,75, наиболее предпочтительны.ми являются с.1едуюп 1ие значения коэффициентов: та 0,055; « 2,2. Помимо создания равномерного распределения напряженности в плоскости сим.метрии твердой изоляции, что повышает надежность ее работы, распорка имеет малый объем п вес.

Су1ЦНОСТЬ

пред.южения поясняется чертежом.

Изоляционная распорка 1 обеспечивает коаксиальное расположение внутреннего 2 и наружного 3 трубчатых э.лектродов.

Выполнение поверхности распорки в соответствие с приведенной формулой обеспечивает равномерное распределение напряженности в плоскости си.мметрии распорки, что повыщает ее надежноеть, а также снижает ее объем и вес.

Формула изобретения

Изоляционная распорка д.я пысоково.мьтных коаксиальных систем, изолированных сжатым газом, например э.лектрических кабелей, выполненная в виде тела вращения со средним участком цилиндричесыой формы и толщиной,увеличиваюн:ейся к ее 1 родольной оси, отличающаяся тем, что, с целью тювышенпя надежности путе.м создания павпол;срного распределения напряженности электрического поля в плоскости распорки, образующая поверхнос и распорки представляет собой кривую, огп1с1 1ваемую равнением-г

Hf-i - .к о ; , -- -т-КсЧ р7Ь

где /и -- расстояние между двумя точками

образуюплей в i-ом сечении, иа)а.л.1ельн()м

продольной оси,

K-i -- радиус i-ro сечения, /г а - внешний радиус распорки, m,-n- коэффициенты, удовлетворяющие

неравенствам

0,,2, 1,.3,5.

Источники информаиии. 1рянятые во внимание ири эксиертизе:

I. 1атент Японии .,L 17464. кл. 60 С 13, 31.07.69.