Однофазный газоизолированный токопровод высокого напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в газоизолированных токопроводах электроустановок. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности и долговечности. Устройство содержит металлическую оболочку 1, центральный проводник 3 трубчатого сечения, установленный с помощью стержневых изоляторов 2. На стержневых изоляторах установлены внешние тороидальные экраны 6, 7, а стержневой изолятор выполнен с профилем, определяемым математическим выражением. 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 G 5/06

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4396847/24-07 (22) 18.01.88 (46) 07.08.90. Бюл. N 29 (71) Истринский филиал Всесоюзного электротехнического института им, В.И. Ленина (72) И,Г, Трипотень и В.Е, Бобиков (53) 621,316.351(088.8) (56) Dale S.J., Bolin Р.С., Cookson А,Н „Ваюп

R; Dielectric Design and Test of 1200 kV

Semi-Flexible SF6 lnsulated Transmission

Line. -! ЕЕЕ Transaction on Power Apparatus

and System. Ч PAS — 102, 1983. М 2, р, 400409.

„„SU„„1584018 А1 (54) ОДНОФАЗНЫЙ ГАЗОИЗОЛИРОВАННЫЙ ТОКОПРОВОД ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в газоизолированных токопроводах электроустановок.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности и долговечности. Устройство содержит металлическую оболочку

1, центральный проводник 3 трубчатого сечения, установленный с помощью стержневых изоляторов 2. На стержневых изоляторах установлены внешние тороидальные экраны 6, 7, а стержневой изолятор выполнен с профилем, определяемым математическим выражением. 7 ил.

1584018

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в газоизолированных токопроводах высокого напряжения электроустановок.

Цель изобретения — повышение эксплу- 5 атационной надежности и долговечности.

На фиг, 1 представлен токопровод, радиальное сечение; на фиг, 2 — то же, осевое сечение; на фиг. 3 — распределение градиентов потенциала по поверхности изолято- 10 ра без внешних тороидальных экранов и с внешними экранами; на фиг. 4 — 7 представлены зависимости максимальных градиентов электрического поля на поверхности экранов (фиг, 4 и 6) и изолятора (фиг, 5 и 7) 15 от радиусов кривизны и габаритных размеров торов, руководствуясь которыми можно выбирать оптимальные размеры экранов.

Токопровод состоит из внешней металлической оболочки 1 трубчатого сечения, 20 внутри которой с помощью стержневого изолятора 2 соосно располагается полая токоведущая жила 3 трубчатого сечения, находящаяся под высоким потенциалом, Стержневой изолятор 2 представляет собой 25 тело вращения с образующей, выполненной в соответствии с уравнением у = 0,25, (Боб — х) — 0,15 Х 30

4,5 2 х +0,002 R<>u где Boa — радиус внешней оболочки токопровода; 35 х, у — текущие координаты, ось ох совпа дает с осью симметрии изолятора, а ось оу— с плоскостью торца изолятора со стороны токоведущей жилы, при этом координата х изменяется в диапазоне 40

0 Х<(Rp5

e — коэффициент диэлектрической проницаемости твердого диэлектрика, формула справедлива для F. = 2-8. т.е, для практиче- 45 ски всех твердых диэлектриков, из которых изготавливаются изоляторы для токопроводов, гж — радиус токоведущей жилы в коаксиальном межэлектродном промежутке, 50

Стержневой изолятор 2 изготовлен, например, из литого эпоксидного компаунда (= 4, 5). С обоих концов в стержневом изоляторе 2 имеются внутренние металли- 55 ческие экраны 4 и 5, выполненные в виде тела вращения с образующей, близкой к профилю электродов Роговского, Погружены внутренние экраны 4 и 5 в тело стержневого изолятора 2 на глубину, составляющую для экрана 4 H> < — rT для экрана 5

4

Нг — г,, стержневой изолятор 2 с по3 мощью внутренних экранов 4 и 5 крепится одним концом к токоведущей жиле 3, Места крепления стержневого изолятора 2 к токоведущей жиле 3 и к оболочке 1 экранируются внешними экранами 6 и 7, выполненными в виде торов с осью вращения, совпадающей с осью симметрии стержневого изолятора 2, Габариты внешних б и

7 и внутренних 4 и 5 экранов выбраны исходя из обеспечения слабонеоднородного осесимметричного электрического поля с минимально возможными для данной конструкции градиентами потенциала íà поверхности стержневого изолятора 2 и экранов 4 — 7. Стержневой изолятор 2 соединен с внешней:оболочкой 1 через контактный элемент 8, Внешний экран 6, находящийся под высоким потенциалом, может быть дополнительно экранирован вместе с токоведущей жилой 2 внешним сферическим экраном 9. Продольная ось внешнего экрана 6 расположена в плоскости торца стержневого изолятора 2, а продольная ось внешнего экрана 7 смещена относительно плоскости другого торца стержневого экрана 2 к центру на расстояние, равное радиусу кривизны этого внешнего экрана 7.

При укаэанных габаритах внешних экранов 6 и 7 наиболее оптимальным стержневым изолятором 2, практически не искажающим электрическое поле в межэлектродном промежутке, является изолятор с образующей, выполненной в соответствии с уравнением у =.0,25 (Боб — х) — 0,15 Roьх

Графики зависимости от координаты полной напряженности электрического поля по поверхности стержневого изолятора 2 (фиг. 3) показывают, что установка тороидальных внешних экранов 6 и 7 указанных габаритов практически выровняла распределение электрического. поля в осевом (кривая 10) и радиальном (кривая 11) сечениях.

Кривые 12 и 13 показывают распределение градиента потенциала по поверхности стержневв.о изолятора 2 беэ внешних экранов, соответственно в осевом и радиальном сечениях.

Значения полной напряженности и координаты х на графике приведены к некото1584018

4,5 - х + 0,002 Roe тх аz рому базовому размеру Ro, за который принят диаметр внешней оболочки 1 токопровода. Графики зависимости максимальной напряженности на поверхности внешних экранов 6 и 7 и стержневого изолятора 2 от 5 радиусов кривизны торов гт, гт и габаритов

1 торов RT, RT (фиг. 4 — 7) иллюстрируют мето1 дику выбора оптимальных размеров внешних экранов применительно к токопроводу с диаметром внешней оболочки D=1000 мм. 10

Однофазный газоизолированный токопровод имеет следующие преимущества по сравнению с известным, Установка внешних экранов в виде торов с указанными габаритами позволяет 15 преобразовать трехмерное электрическое поле в окрестностях стержневого опорного изолятора, расположенного в системе коаксиальных цилиндров, в осесимметричное поле, В результате этого появляется воз- 20 можность оптимизировать профиль изолятора в любом сечении, проходящем через его ось симметрии. Выполнение изолятора с образующей, описываемой уравнением, позволяет практически выровнять распре- 25 деление и уменьшить максимальные значения напряженности на поверхности твердого диэлектрика.

Кроме того, установка внешних экранов 30 за счет лучшей экранировки мест стыковки изолятора с токоведущей жилой и оболочкой позволяет снизить напряженность электрического поля в твердом диэлектрике, что ведет к повышению эксплуатационной на- 35 дежности и долговечности работы газоизолированного токопровода высокого напряжения.

Формула изобретения

Однофазный газоизолированный токопровод высокого напряжения, содержащий металлическую оболочку трубчатого сечения, центральную токоведущую жилу трубчатого сечения, установленную соосно с оболочкой с помощью стержневых изоляторов, содержащих по торцам внутренние и внешние экраны, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности и долговечности, внешние экраны выполнены в виде двух торов, расположенных соосно с осью симметрии изолятора, при этом продольная ось внешнего экрана со стороны токоведущей жилы расположена в плоскости торца стержневого изолятора, продольная ось внешнего экрана со стороны оболочки смещена к середине межэлектродного промежутка относительно плоскости соответствующего торца изолятора на величину радиуса кривизны этого экрана, а профиль образующей изолятора выполнен в соответствии с уравнением у = 0,25 (Roe — х) — 0,15 F4g X где х, у — текущие координаты;

Вм — радиус внешней оболочки токопровода; г — коэффициент диэлектрической проницаемости материала твердого диэлектрика, при этом 0 х < (Roy г)к), где гж — радиус токоведущей жилы, 1584018 а,оа о,ов os ою о,г os os озг ою лугк

Ouzel

8,6

/ счев

6;G

Фог4

1584018

5,4

5,à

u,â ВО у ца 125 & %

Фиг.5

E—

А Ю

5,0

b,5

45 20

2,5 J .т,5 40(сн3г :

Ф02.6

50

J,5 70 Ца УО Юа rrа М,Olc lR<

ФОе 7

Составитель Б,Филиппов

Техред М,Моргентал Корректор С.Шекмар

Редактор О.Головач

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2259 Тираж 407 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5