Изоляционный элемент газонаполненного высоковольтного устройства Советский патент 1979 года по МПК H01B9/06 

Изобретенне относится к высоковольтной технике, а именно к высоковольтным газонаполненным устрюйсгвам с коаксиальным расположением электродов, предназначенным для передачи и коммутации электрической энергии, например, элегазовые кабели, комплектные распределительные устройства. Известны изоляционные элементы, которые применяют для секционирования объема газонаполненных устройств 11 . Известные элементы должны обладать не только механическими, но и разрядными харак теристиками на уровне прочности чистогазового промежутка. Известные изоляционные элементы выполнены из эпоксидного компаунда в виде тела вращения различной формы, сложность конфигурации которой определена гребованийм высокой механической прочности и необходимых разрядных характеристик. Для достижения требуемой механической прочности этим элемен там придана, например, конусная форма. С целью улучшения электрических характеристик применяются, в частности, экраны, залитые в объем изоляционного элеметгта, в местах сопряжения с внешним и внутренним проводниками. Наиболее близким по технической суишости и достигаемому результату является элемент, который выполнен из литьевого компаунда в виде тела вращения, состоящего из трех частей, одна из которых предаазначена для закрепления элемента во внешнем проводнике и выполнена В виде кольцд, вторая - предназначена для установки внутреннего проводника и выполнена в виде цилиндра, в объеме которого помещен экран сложной формы, и третья - сопряженная с первыми двумя частями, выполнена в виде тонкостенного конуса. Третья, конусная часть элемента, улучшая механические характеристики путем замены напряжений изгиба напряжениями сжатия или растяжения, ухудшает распределение электрического поля за счет усиления его у внутреннего прюводника в месте установки элемента. Применение второй части в виде цилиндра с залитым экраном сложной формы компенсирует это усиление электрического поля в незначительной степени 2. Целью изобретения является сущёЬтвегшое .улучшение распределения электрического поля Е месте установки изоляционного элемента, по вышение его разрядных и механических характеристик. Для этого изолящю1шый элемент выполнен в ввде тела вращения, состоящего из трех частей. Первая часть выполнена в виде кольца и предназначена для закреплешя элемента во фл цевом устройстве внешнего проводника. Вторая часть, предназначенная для фиксации внутреннего проводника и выполненная в виде двух усеченных, сопряженных основаниями конусов, позволяет глубоко деформировать электрическое поле, ослабляя его тангенциальную составляющую в 6-8 раз по сравнению со значением в Ч51стогазовом промежутке за счет некоторого усиления электрического поля в области, удалешюй от электродов (фиг. 2). Третья часть, сопряженная с первыми двумя частями, образована двумя соосными сферическими поверхностями. Необходимая деформащм электрического поля достигается применением литьевьрс компаутадов с диэлектрической проницаемостью 3,8-у 5 прГи следующих геометрически параметрах элемента (фиг. 1): а 36 -2 R(0,4 i 0,l)d; г (0,l±g;S5)d; L (1,4 + t 0,2)d в диапазоне D/d 2,54-3,5. Данные геометрические параметры приводят к физическим условиям, предотвращающим развитие разряда по поверхности изоляцио1шого элемента и в прилегающем к нему газовом промежутке. На фиг. 1 изображен изолящюнный элемент, поперечный разрез в месте установки его в высоковольтном устройстве; фиг. 2 - сравнение зависимости коэффициента искажения поля на поверхности элемента от длины, образующей с аналогичной, приведенной к той же длине зависимостью в чистогазовом промежутке. Изоляционный элемент 1 фиксирует внутрен ний проводник 2 относительно внепшего электрода 3. Узел стыковки секций внутреннего проводника размещен внутри экрана 4. Толщина стенки и величина выпуклости эле мента, зависящие от величш ы рабочего давле}1Ш газового диэлектрика, оказывают мшшмальное влияние на распределение электрического поля у внутреннего проводника, так как пересечение сферических поверхностей с внутренним проводником даже при отсутствии усеченных конусов происходит под углом, практически равным прямому. Использование изобретения позволит получить разрядные характеристики элемента не ниже электрической прочности чистогазового промежутка и достичь необходимых параметров механической прочности при мшшмальных толщинах стенки элемента. Совокупность всех указанных признаков изоляционного элемента существенно повысит экс1и1уатацио1шую надежность высоковольтных устройств. Формула изобретения Изоляционный элемент газонаполненного высоковольтного устройства, например, кабеля с коаксиальным расположе}шем проводников, вьшолненный из литьевого компаунда с диэлектрической проницаемостью & 3,8 -ь 5 виде тела вращения, состоящего из трех астей, одна из которых предназначена для акрепления элемента во внешнем проводнике и выполнена в виде кольца, вторая - предназначена для установки внутреннего проводника и третья - сопряжена с упомянутыми частями, отличающийся тем, что, с це.г1ью повышения разрядных и механических характеристик изоляционного элемента, вторая часть элемента выполнена в виде двух сопряженных основаниями усеченных конусов с уг-лом при верщ1ше а , радиусом кромки г, (0,lto;o)ri и длиной L (1,4+0,2)d, а третья часть образована двумя соос1п 1ми сферическими поверхностями, каждая из которых сопрягается с конусами радиусом R (0,4 +. i 0,l)d, при отношении диаметров внешнего и внутреш}его проводников D/d 2,5f3,5. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3585270. 2. Патент США N 3652778.

1.5 FF