Высоковольтный ввод

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в термокамерах при работе в установках с изменяющейся в широком диапазоне температурой окружающей среды. Цель - повышение надежности в условиях увеличенной разности температур окружающей среды. Ввод содержит заполненный песком изоляционный корпус с фланцами на торцах и крепежным фланцем на корпусе. Корпус выполнен в виде многослойного цилиндра из листового политетрафторэтилена, а токопровод разъемно закреплен в отверстиях торцовых фланцев во избежание повреждений при колебаниях температуры. 1 ил. СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 01 В 17/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ V

О

Сл

СО

00 (л) (21) 4669418/07 (22) 30.03.89 (46) 15.01.92. Бюл. ¹ 2 (71) Киевский политехнический институт им.

50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) М.Е. Иерусалимов, С.А. Соколовский и

Ю.В. Романенко (53) 621.315(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1372372, кл. Н 01 В 17/26, 1987.

Авторское свидетельство СССР № 1037320, кл. Н 01 В 17/26, 1985.

Патент США № 3921116, 337-202, 1975.

„„ S„„1705883 А1 (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ВВОД (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в термокамерах при работе в установках с изменяющейся в широком диапазоне температурой окружающей среды. Цель — повышение надежности в условиях увеличенной разности температур окружающей среды.

Ввод содержит заполненный песком изоляционный корпус с фланцами на торцах и крепежным фланцем на корпусе. Корпус выполнен в виде многослойного цилиндра из листового политетрафторэтилена, а токопровод разъемно закреплен в отверстиях торцовых фланцев во избежание повреждений при колебаниях температуры. 1 ил.

1705883

Изобретение относится к технике высоких напряжений, а более конкретно касается высоковольтных проходных изоляторов в установках с изменяющейся в широком диапазоне температурой окружающей среды, Современный уровень приборостроения и конструирования в высоковольтных электрических аппаратах в ряде случае требует проведения их испытаний высоким напряжением в условиях высокой температуры окружающей среды, достигающей сотен градусов по Цельсию, При таких испытаниях испытуемый объект помещен в высокотемпературной камере с вводом для подведения высокого напряжения от испытательных установок, находящихся вне камеры и работающих при нормальных атмосферных условиях.

Известен ввод для повышенных температур, работающий при высоких изменяющихся температурах. Между торцами его корпуса из изоляционного материала и установочным фланцем расположен температурный компенсатор, состоящий иэ отдельных секций, каждая из которых содержит опорную площадку и два цилиндрических ролика, которые при температурном расширении деталей поворачиваются относительно опорной площадки, предотвращая разрушения корпуса. Ввод обеспечивает подведение высокого напряжения внутрь высокотемпературной камеры. Однако при длительной работе в условиях высокой температуры из-за корозии не обеспечивается достаточно надежная работа движущихся деталей и ввода в целом. Кроме того, ввиду сложности конструкции ввода затруднено проведение ремонтных работ. Известен также высоковольтный ввод, содержащий полый корпус в виде последовательно соединенных между собой втулок из электроизоляционного материала, соосно расположенный в нем токопроводящий стержень, и крепежный фланец, причем, чтобы при повышенных температурах ввод не растрескивался, стержень состоит из двух частей, выполненных из различных материалов, при этом коэффициенты термического расширения материала втулок и материала частей стержня связаны соотношением КТРБ < КТРвт < КТРБ, где КТРБ и

КТРв — коэффициенты термического расширения частей стержня; КТРБт — коэффициент термического расширения втулок, Этот ввод также обеспечивает введение напряжения внутрь высокотемпературной камеры, однако надежность его невысока ввиду растрескивания изоляционных материалов при многократных резких изменениях температуры, кроме того, он не обеспечивает

55 быстрого проведения ремонтных работ изза сложности конструкции.

В качестве прототипа выбран высоковольтный ввод, состоящий из изоляционного полого корпуса с фланцами и заполненный песком, причем аксиальное отверстие в корпусе этого ввода закрыто с двух сторон герметическими электрическими контактными зажимами, а образовавшаяся полость заполнена инертным газом.

Из подробного рассмотрения конструкции свойств этого ввода следует, что он работает в обычных условиях одинаковой температуры со всех сторон и не может работать при существенно разных температурах окружающей среды на противоположных концах ввода, особенно при термоударах, так как при колебаниях температуры в широком диапазоне детали из различных материалов будут по разному изменять свои размеры (из-за различных коэффициентов термического расширения), вследствие чего герметичность и надежность ввода будут нарушены; кроме того, ввод очень сложно ремонтировать в связи с необходимостью обеспечивать герметичность полости корпуса и сложностью замены воздуха в нем инертным газом.

Целью изобретения является повышение надежности в условиях увеличенной разности температур окружающей среды.

Поставленная цель достигается тем, что в высоковольтном вводе, содержащем полый заполненный песком изоляционный корпус, расположенные на его торцах фланцы, в отверстиях которых закреплен токопровод, согласно изобретению корпус выполнен в виде многослойного цилиндра из листового политетрафторэтилена, а токопровод разъемно закреплен в отверстиях фланцев.

Применение широко распространенных термостойких нерастрескивающихся изоляционных материалов (листового политетрафторэтилена) для изготовления изоляционного корпуса позволяет существенно повысить надежность ввода, так как использование указанного материала дает возможность не учитывать его температурные расширения. Кроме того, указанный материал обладает высокой электрической прочностью при температурах до сотен градусов по Цельсию.

Простота конструкции и технологии изоляционного корпуса (намотка многих слоев из листового политетрафторэтилена) позволяет изготовить практически из любой толщины политетрафторэтиленового листа цилиндр нужных размеров и нужной электрической прочности, а при необходимости

1705883

50 легко осуществить ремонт всего ввода.

Электрическая прочность цилиндра на пробой или по поверхности легко может быть доведена до сотен киловольт.

Разъемное закрепление токопровода в отверстиях фланцев позволяет обеспечить сохранность ввода при изменениях размеров его деталей из-за температурных колебаний при существенно более простых конструктивных решениях по сравнению с известными вводами.

Далее сущность изобретения поясняется более подробным описанием примера его осуществления со ссылками на сопровождающие.

На чертеже изображено взаимное расположение всех элементов высоковольтного ввода, Ввод представляет собой изоляционный корпус в виде многослойного цилиндра

1 из листового политетрафторэтилена, заполненный кварцевым песком 2 и с торцов закрытый фланцами 3, 4. Через отверстия фланцев проходит токоведущий стержень (токопровод) 5, Крепежный разъемный фланец 6 закреплен на изоляционном корпусе и предназначен для установки ввода на стенке того аппарата или камеры, внутрь которых он обеспечивает введение высокого напряжения, этот фланец может быть разъемным. Фланцы 3, 4 имеют внутренние цилиндрические выступы 7 с наружным диаметром, равным внутреннему диаметру многослойного цилиндра 1, который с помощью винтов 8 сборными накладками 9 зафиксирован на указанных выступах. Токоведущий стержень 5 гайками 10 закреплен неподвижно только на первом фланце 4. В отверстии второго фланца 3 он размещен свободно (беэ крепления), чем исключены внутренние механические напряжения в деталях ввода при колебаниях температуры; в этом же фланце 3 имеется отверстие для заполнения внутренней полости цилиндра песком при сборке ввода, которое закрыто заглушкой (на чертеже указанные отверстия и заглушка не показаны), Ввод оказывается в работе при подаче высокого напряжения между токоведущим стержнем и крепежным фланцем.

В качестве примера реализации определим основные размеры ввода на постоянное напряжение U = 150 кВ (между токоведущим стержнем и заземленным фланцем) для температуры до 150 С на одном конце ввода и 0 С на другом его конце, При указанных воздействиях электрическая прочность политетрафторэтиленового листа на пробой составляет не менее 15 к В/мм, поэтому толщину стенки изоляционного цилиндра можно взять 10 мм, выполнив его пятислойным из политетрафторэтиленового листа толщиной

2 мм.

Напряжение перекрытия вдоль поверхности политетрафторэтиленового листа существенно зависит от нормальной составляющей электрического поля на поверхности, поэтому расстояние от крепежного фланца 6 до торцового фланца 3 по внешней поверхности цилиндра должно составлять не менее 500 мм.

Выпускаемые в настоящее время высоковольтные вводы не могут быть применены для укаэанных условий ЛТ= 150 С, U = 150 кВ), так как они выполнены с фарфоровыми изоляционными покрышками, которые растрескиваются при резком изменении температуры в таком широком диапазоне.

Данный ввод с указанными размерами, как показали испытания, надежно работает в указанных условиях. Это позволяет создать специальное оборудование с высокотемпературной камерой и обеспечить разработку приборов и высоковольтных электрических аппаратов на современном уровне.

Формула изобретения

Высоковольтный ввод, содержащий полый заполненный песком изоляционный корпус, расположенные на его торцах фланцы, в отверстиях которых закреплен токопровод, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в условиях увеличенной разности температур окружающей среды, корпус выполнен в виде многослойного цилиндра из листового политетрафторэтилена, а токопровод разьемно закреплен в отверстиях фланцев.