Секционированный изолятор с емкостным распределением потенциала Советский патент 1981 года по МПК H01B17/42 

(54) СЕКЦИОНИРОВАННЫЙ ИЗОЛЯТОР С ЕМКОСТНЫМ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ ПОТЕНЦИАЛА Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим изоляторам, предназначенным для использования в конструкциях генераторов высокого напряжения, ускорителей заряженных частиц и в других установках высокого вакуума и сверхвысокого напряжения. Известны изоляторы высокого напряжения ГЦ) в которых для уменьшения эффекта полного напряжения и ограничения пу ти распространения частичного разряда по диэлектрику используется разделение тела изолятора на секции, т.е. чередующиеся диэлектрические и проводящие слои. Недостатком данной конструкции является Неравномерное распределение потенциала. Указанный недостаток устраняется использованием принудительного распределения с помощью конденсаторов, подключенных параллельно секциям изолятора. Улучшение распределения потенциала приводит к увеличению габаритов и услож нению конструкции. Известен секционированный изолятор 12 с емкостным распределением потенциала, представляющий собсй набор конденсаторных секций. В указанном изооигго- ре снижение габаритов обеспечивается устранением выносных конденсаторов, подключенных параллельно каждой секции изолятора. Равномерное распределение потенциала обеспечивается путем изменения поверхности обкладок конденсаторов, в качестве которых служат проводящие слов, чередующиеся с изоляционными слоями. К недостаткам данной конструкции следует отнести ее сложность, которая характеризует то, что проводящие слои для каждой секции имеют индивидуата ные размеры, причем увеличение площади прс водящих слоев приводит к увеличению габаритов изолятора. Целью изобретения является упротаенне конструкции изолятор с емкостным рао- , пределением потенциала. Эта цель достигается тем, что в известном секционированном изол51торе с ек костным распределением потенциала, со стоящим из чередующихся изоляционных и электр(Я1ровод$Ш1Их слоев, изоляционные слои выполнены из материалов с различной диэлектрической пронииаемостью . . Работа предла:гаемого устройства основана на принципе искажения поля, обусловленным сочетанием, по крайней мере, двух изолирующих сред с различными диэлектрическими проницаемостями,

Конструкция предлагаемого изолятора изображена на фиг. 1.

Изолятор состоит из изоляционных слоев 1-5, разделенных электропроводящими слоями 6. Изоляционные слои выполнены из материалов, имеющих различную величину диэлектрической проницаемости i вьгбор которой осуществлен путем расчета электрической схемы замещения, исходя из требовагмй распределения потен- циала по длине изолятора.

Пример конкретного выполнения. Был проведен расчет, исходя .из схемы замещения для конкретной конструкции секционированного изолятора, состоя- щего из пяти секций (фиг. 1).. В качестве материала для изоляционного слоя первой секции быд набран фарфор электротехнический с , для второй - полиметилметакрилат с 3,9, для третьей, четвертой и пятой - полиэтилен с р 2,2 При расчете использовались уравнения Кирхгофа. Результаты расчета приведены на фиг, 2, кривая а. Как видно из распределения потенциала в секционированном изоляторе, заявленной конструкции, близко к равномерному - (фиг. 2) - кривая С.

В случае выполнения аналогично секционированного изолятора, в котором изоляционные слои изготовлены из материала с одинаковым €:, например полиэтилена, кривая распределения потенциала по длине изолятора имеет, более резкий спад на секциях, прилежащих к высоковольтной части изолятора (фиг, 2 , кривая S).

Как указывалось вьпие, обычно в этой части изолятора происходит падение до 35% общего напряжения.

Предлагаемый изолятор позволяет обеспечить распределение потенциала, близкое к равномерному, но приводит к усложнению конструкции и увеличению ее габаритов.

Таким образом, предлагаемый изолятор обладает следующими преимуществами он имеет более простую конструкцию, поскольку размеры проводящихся слоев по длине изолятора не изменяются: благодаря этому обеспечивается их взаимозаменяемость; габариты изолятора могут быть снижены, поскольку в изоляторе нет деталей, влияющих на его поперечный размер.

Формула изобр. етения

Секционированный изолятор с емкостным распределением потенциала, состоящий из чередующихся изоляционных и элетропроводящих слоев, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, изоляционные слои выполнены из материалов с различной диэлектрической проницаемостью.

Источники информации, принятые во внимание при экс ертизе

1.Патент США № 2043733, кл. 315-159, 1948,

2.Патент Англии № 916079, кл. 36 С 3 В, 1963.

Ifo 1

0,9

0,7 0,6 0.5

0,, 0,Ъ 0,2

0,1 О

г J

5 п

Фиг. 2