Высоковольтный изолятор Советский патент 1980 года по МПК H01B17/14 

1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструкции высоковольтных изоляторов, работающих при значительных сжимающих усилиях, и может быть использовано в высоко- 5 вольтных и сверхвысоковольтных устройствах.

Известны высоковольтные изоляторы, содержащие полый корпус из изоляционного материала, например фарфора, Ю в котором размещены предварительно напряженные стержни и который заполнен изоляционным материёшом I . Такие изоляторы обладают недостаточной механической прочностью На сжатие. |5

Известен также опорный высоковольтный изолятор, содержащий полый корпус из изоляционных цилиндров, например фарфоровых, в котором размещены предварительно напряженные стерж- 20 ни из изоляционного материаша и который заполнен изоляционным материалом, например полимербетоном. Наружная поверхность стержней и внутренняя поверхность цилиндров выполнены с вы-25 ступами, периодически меняющими поперечное сечение полости корпуса по высоте 12. Такие изоляторы имеют недостаточную механическую прочность при использовании их в качестве опор- 30

ных элементов в мощных емкостных батареях, в частности в генераторах сверхвысоких импульсных напряжений и токов.

Целью изобретения является повыше ние механической прочности изолятора, преимущественно на сжатие.

Поставленная цель достигается тем, что изолятор, содержащий заполненный изоляционным материалом полый корпус, выполненный в виде расположенных друг на друге цилиндров, и расположенные а корпусе предварительно напряженные стержни из изоляционного материала, снабжен расположенными между цилиндрами кольцами из изоляционного материала, цилиндры выполнены из металла, при этом количество и геометрические размеры колец связаны зависимостью

ЦВ-).,о-:,о,

Е

где п - число изоляционных колец}

D - внешний диаметр изоляционных

колец;

d - внешний диаметр металлических цилиндрических труб-, S - суммарная толщина изоляционных колец.

На чертеже изображен высоковольтый изолятор в разрезе.

Изолятор содержит металлические илиндры 1, разделенные между собой ольцгши 2 из изоляционного материаа.

Во внутренней полости цилиндров 1 асположен стержень 3 из изоляционного материала с высоким .сопротиалени-i м растяжению, например, из стекло- , ластика. Для улучшения механических характеристик поверхность стержня 3 и внутренняя поверхность корпуса могут быть выполнены с выступами, периодически меняющими поперечное сечение полости корпуса по высоте. Свободное пространство полости корпуса заполнено изолирующим материалом 4, например полимербетоном.

Крепление изолятора к фундаменту 5 или соединение нескольких изоляторов в изолятор большей высоты производят при помощи металлических фланцев 6. Металлические цилиндры 1 и изоляционные кольца 2 склеены.

Изолятор работает следующим образом.

При воздействии больших сжимающих усилий нагрузку воспринимают металлические цилиндры 1, наполненные полимербетоном и разделенные тонкими кольцами 2 из стеклотекстолита. Большая опорная площадь и малая толщина изоляционных колец 2 создают условия, при которых изолятор, может выдержать без повреждения повышенные сжимс1ющие усилия. Соотношение размеров и количества злементов изолятора обусловлено тем, что допустимая напряженность электрического поля в материале диэлектрическом составляет величину порядка 20-25 МВ/м, а градиент напряжения перекрытия по наружной поверхности диэлектрика равен, примерно 0,5 МВ/м, т. е, при равных расстояниях напряжение пробоя изоляции в 4050 раз больше напряжения перекрытия по наружной поверхности диэлектрика. Указанное обстоятельство и позволяет выполнить изолятор из чередуницихся металлических цилиндров и сравнительно тонких колец из изоляционного материала, в частности из листового стеклотекстолита, причем суммарная толщина колец составляет всего несколько процентов от высоты изолятора.

Внешняя изоляция обеспечивается выступающими частями колец, образующих ребра, число и геометрические размеры которых выбираются в зависимости от требуемого напряжения.

Пробой материала по толщине выводит изолятор из строя, а перекрытие по поверхности не выводит его из строя. Поэтому предусмотрен запас изолйции на сквозной пробой.

Для обеспечения необходимой изоляции во внутренней поверхности изоляционного кольца имеются широкие возможности, не представляющие трудности для практического выполнения, так с для заполнения корпуса изолятора

можно использовать изоляционный материал, имеющий хорошую адгезию к материалу кольца (например, полимербетон) или заливку жидким или полужидким

м диэлектриком.

Наличие предварительно напряженного стержня 3 обеспечивает увеличение прочности и жесткости изолятора при действии изгибающей нагрузки, приложенной к его корпусу.

Настоящая конструкция высоковольтного изолятора обеспечиваем увеличение его механической прочности в несколько раз, не снижая его электроизоляционных качеств. Использование таких изоляторов в высоковольтных установках при повышенных механических нагрузках даст существенный экономический эффект з-а счет уменьшения необходимого числа изоляторов и повыша5 ния надежности их работы.

Формула изобретения

Высоковольтный изолятор, содержащий заполненный изоляционным материалом полый корпус, выполненный в виде расположенных друг на друге цилиндров , и расположенные в корпусе предварительно напряженные стержни из

изоляционного материала, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения механической прочности, снабжен расположенными между цилиндрами кольцами, выполненными из изоляционного материала, цилиндры выполнены из металла, при этом количество и геометрические размеры колец связаны .зависимостью

n(D -d)

10 -10,

- число изоляционных колец

- внешний диаметр изоляционного кольца;

- внешний диаметр метгиллического цилиндра;

- суммарная толщина изоляционных колец.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 324655, кл. Н 01 В 17/32, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР 474053, кл. Н 01 В 17/14, 1971.