Переход высоковольтный


 


Владельцы патента RU 2457564:

Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") (RU)
Федеральное государственное унитарное предприятие "РОССИЙСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЯДЕРНЫЙ ЦЕНТР - ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ИМЕНИ АКАДЕМИКА Е.И. ЗАБАБАХИНА" (RU)

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для ввода электрических проводников в загрязненную зону, в частности используется во взрывозащитной камере (ВЗК). Переход высоковольтный в загрязненную зону через металлическую стенку защитной конструкции, в частности взрывозащитной камеры, содержит герметично установленный в стенке металлический корпус с размещенными в нем герметично двумя изоляционными элементами, через которые проходит электрический проводник. С внешних торцов оба изоляционных элемента уплотнены с корпусом при помощи подвижных гаек. На посадочной поверхности корпуса выполнены канавки для установки в них уплотнительных колец. В корпусе между изоляционными элементами при помощи стекла припоечного установлен керамический изолятор, через который проходит запаянный стеклом электрический проводник. Материалы корпуса, стекла и керамики согласованы по коэффициенту линейного теплового расширения. Изобретение повышает надежность устройства. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для ввода электрических проводников в загрязненную зону, в частности используется во взрывозащитной камере (ВЗК).

Одна из самых важных и ответственных операций при проведении взрывных экспериментов - это подача специального высоковольтного импульса для приведения в действие объекта испытаний. При этом в месте установки перехода не должна нарушаться герметичность ВЗК как во время проведения, так и после окончания экспериментов.

Известно устройство для ввода электрических проводников в загрязненную зону, например в зону атомного реактора через железобетонную стену с металлической облицовкой [авторское свидетельство СССР №714944, МКИ5 Н01В 17/26, опубл. 07.07.1991 г.]. Устройство содержит установленный в стенке металлический корпус с расположенным в нем изоляционным элементом, через который проходят электрические проводники. По торцам корпуса расположены фланцы с соединительными элементами.

Данное устройство компактно и просто в изготовлении.

Однако недостатком данного устройства является то, что при креплении фланца к корпусу при монтаже и демонтаже применяется сварка. Это снижает надежность защиты в данной зоне, так как наличие сварных швов приводит к образованию концентраторов напряжений и изменению структуры металла, снижая его прочностные характеристики, приводящие к возникновению трещин, что приводит к ограничению области применения, особенно в месте испытаний ВЗК.

Известен переход высоковольтный в загрязненную зону через металлическую стенку защитной конструкции, в частности взрывозащитной камеры [патент РФ №2322719, МПК8 Н01В 17/26, опубл. 20.04.2008 г.]. Данное устройство принимается за прототип, как наиболее близкое по технической сущности к заявляемому.

Устройство содержит герметично установленный в стенке металлический корпус с расположенными в нем двумя изоляционными элементами, через которые проходит герметично установленный внутри них электрический проводник, оба изоляционных элемента с внешних торцов уплотнены с корпусом при помощи подвижных гаек, на посадочной поверхности корпуса выполнены канавки для установки в них уплотнительных колец.

Данный переход имеет стальной корпус, в котором герметично установлены при помощи резиновых уплотнительных колец капролоновые изоляционные элементы. Через изоляционные элементы проходит электрический проводник, выполненный из посеребренной латуни и установленный герметично также при помощи резиновых уплотнительных колец.

Наличие на посадочной поверхности корпуса уплотнительных колец обеспечивает легкость монтажа перехода высоковольтного в ВЗК.

Недостатком данного перехода является низкая надежность устройства из-за наличия в нем элементов, выполненных из резины и капролона, которые недолговечны и со временем стареют, подвергаются разрушению. Кроме того, свойства материала уплотнений таково, что при сборке конструкции перехода возможно искажение их формы, соответственно не обеспечивается надежный контакт по всей поверхности соединения изолирующих элементов с корпусом и электрическим проводником. Что отрицательно влияет на герметичность, снижает надежность конструкции перехода и может привести к потере герметичности камеры при взрыве экологически опасных объектов в полости ВЗК и после проведения эксперимента при длительном хранении камеры.

Задачей изобретения является повышение надежности устройства.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в обеспечении сохранения герметичности и конструкционной целостности при взрыве экологически опасных объектов в полости ВЗК и после проведения эксперимента при длительном хранении камеры (за счет надежного скрепления элементов конструкции перехода).

Указанные технические результаты достигаются тем, что в переходе высоковольтном в загрязненную зону через металлическую стенку защитной конструкции, в частности взрывозащитной камеры, содержащем герметично установленный в стенке металлический корпус с размещенными в нем герметично двумя изоляционными элементами, через которые проходит электрический проводник, с внешних торцов оба изоляционных элемента уплотнены с корпусом при помощи подвижных гаек, на посадочной поверхности корпуса выполнены канавки для установки в них уплотнительных колец, согласно изобретению в корпусе между изоляционными элементами установлен керамический изолятор, через который проходит электрический проводник, керамический изолятор соединен с корпусом и электрическим проводником при помощи стекла припоечного, а материалы корпуса, стекла и керамики согласованы по коэффициенту линейного теплового расширения.

Установка в корпусе керамического изолятора и соединение его с корпусом и электрическим проводником при помощи стекла припоечного дает возможность получить большую протяженность соединения, обеспечивая высокую механическую прочность и герметичность соединения. Материалы корпуса стекла и керамики согласованы по коэффициенту линейного теплового расширения (КЛТР) таким образом, что если КЛТР материала стекла - α1, КЛТР керамики - α2, а КЛТР материала корпуса соответственно α3, то выполняется следующая зависимость α3≥α2≥α1. В результате выполнения этого условия стекло находится в состоянии напряжения сжатия, что необходимо для сохранения целостности стеклоприпоя, тем самым обеспечивается герметичность устройства и конструкционная целостность при взрыве экологически опасных объектов в полости ВЗК и после проведения эксперимента при длительном хранении камеры.

Выполнение корпуса из титана обеспечивает его высокую прочность при ударных нагрузках, возникающих при взрыве в ВЗК. Электрический проводник выполнен из тантала с элементами из титана, посеребренной латуни, что обеспечивает минимальное переходное электрическое сопротивление при стыковке с ответной частью и ведет к минимальным потерям при передаче электрического импульса. Изоляционные элементы выполнены из поликарбоната, обладающего высокими механическими и электроизоляционными свойствами. Наличие уплотнительных колец на посадочной поверхности корпуса перехода высоковольтного обеспечивает его герметичность в стенке взрывозащитной камеры.

Для дальнейшего повышения обеспечения надежности (ударостойкости) конструкции при взрыве в ВЗК переход высоковольтный выполнен составным из двух равноценных частей, скрепленных внутри по внешним торцам изоляционных элементов, а снаружи место стыка частей закреплено резьбовым элементом. В случае взрыва экологически опасных объектов в полости ВЗК при возможном разрушении одной из частей перехода (внутренней), другая часть сохраняет свою герметичность и конструкционную целостность после проведения испытаний и продолжает сохранять при длительном хранении ВЗК.

Наличие в заявляемом изобретении признаков, отличающих его от прототипа, позволяет считать его соответствующим условию «новизна».

Новые признаки (установка в корпусе между изоляционными элементами при помощи стекла припоечного керамического изолятора, через который проходит запаянный стеклом электрический проводник, а материалы корпуса, изоляционных элементов, стекла и керамики согласованы по коэффициенту линейного теплового расширения) не выявлены в технических решениях аналогичного назначения. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».

На чертеже показана конструкция перехода высоковольтного.

Устройство выполнено следующим образом.

Переход высоковольтный содержит титановый корпус 1, в котором размещены изоляционные элементы 2, 3 с установленным между ними керамическим изолятором 4. Изоляционные элементы 2, 3 выполнены из поликарбоната, обладающего высокими механическими и изоляционными свойствами. Каждый изоляционный элемент 2, 3 поджат с внешнего торца к корпусу 1 подвижной гайкой 5. Через изоляционные элементы 2, 3 и керамический изолятор 4 проходит электрический проводник 6. Проводник 6, выполненный из тантала, впаян в керамический изолятор 4 при помощи стекла припоечного 7. Керамический изолятор 4 соединен с корпусом 1 при помощи стекла припоечного 8. На посадочной поверхности корпуса 1 имеются канавки для установки в них уплотнительных колец 9, обеспечивающих герметичность перехода высоковольтного в стенке камеры (не показано).

Переход высоковольтный снабжен элементами для установки других ответных частей.

Сборка перехода высоковольтного осуществляется следующим образом.

Изолятор 4 устанавливают в корпус 1 при помощи стекла припоечного 8, электрический проводник 6 помещают в изолятор 4 при помощи стекла припоечного 7. Далее в корпус 1 устанавливают изоляционные элементы 2, 3. Для обеспечения монолитности конструкции компенсационные зазоры между керамическим изолятором 4 и изоляционными элементами 2, 3 заливают клеем. К электрическому проводнику 6 накручивается наконечник 10 с напаянной на него цангой 11, имеющей направляющую поверхность для подстыковки с другими ответными частями (не показано). Каждый изоляционный элемент 4 с внешних торцов пожимается к корпусу 1 подвижной гайкой 5. Торцы перехода высоковольтного защищаются закоротками 12.

Для дальнейшего повышения обеспечения надежности (ударостойкости) конструкции при взрыве в ВЗК конструкцию перехода высоковольтного дублируют аналогичной частью, скрепив внутри обе части клеем по внешним торцам изоляционных элементов 3, место стыка снаружи закрепляют гайкой (не показано). Таким образом, образуются два независимых контура герметизации, обеспечивающих герметичность перехода даже при разрушении осколками одного из них, второй контур сохраняет герметичность.

На предприятии было установлен переход высоковольтный в загрязненную зону через металлическую стенку защитной конструкции, в частности взрывозащитной камеры. Были проведены испытания, результаты которых подтверждают герметичность ВЗК в месте установки перехода как во время, так и после проведения испытаний. Переход выдержал ударные нагрузки до 5000 g при испытательном напряжении не менее 16 кВ, сохранив герметичность. Попадание продуктов взрыва в окружающую среду при использовании известных методик и средств регистрации не было зафиксировано, что особенно важно в случае взрыва экологически опасных объектов.

Итак, представленные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:

- обеспечение повышения надежности конструкции;

- обеспечение герметичности ВЗК в месте перехода высоковольтного как до испытаний, так и после проведения их в условиях длительного хранения ВЗК;

- для заявляемого устройства в том виде, в котором оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

1. Переход высоковольтный в загрязненную зону через металлическую стенку защитной конструкции, в частности взрывозащитной камеры, содержащий герметично установленный в стенке металлический корпус с размещенными в нем герметично двумя изоляционными элементами, через которые проходит электрический проводник, с внешних торцов оба изоляционных элемента уплотнены с корпусом при помощи подвижных гаек, на посадочной поверхности корпуса выполнены канавки для установки в них уплотнительных колец, отличающийся тем, что в корпусе между изоляционными элементами при помощи стекла припоечного установлен керамический изолятор, через который проходит запаянный стеклом электрический проводник, а материалы корпуса, стекла и керамики согласованы по коэффициенту линейного теплового расширения.

2. Переход высоковольтный по п.1, отличающийся тем, что корпус выполнен из титана.

3. Переход высоковольтный по п.1, отличающийся тем, что электрический проводник выполнен из тантала с элементами из титана, посеребренной латуни.

4. Переход высоковольтный по п.1, отличающийся тем, что изоляционные элементы выполнены из поликарбоната.

5. Переход высоковольтный по п.1, отличающийся тем, что он снабжен элементами для подстыковки других ответных частей.

6. Переход высоковольтный по пп.1-5, отличающийся тем, что он выполнен составным из двух равноценных частей с местом стыка внутри по внешним торцам изоляционных элементов, а снаружи место стыка частей закреплено резьбовым элементом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике, к проходным изоляторам средневысоких напряжений и может быть использовано во всех типах проходных изоляторов, применяющихся между электрическим вводом и баком трансформатора.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к изоляционной технике. .

Изобретение относится к кольцевой кабельной муфте для высоковольтного применения. .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к изготовлению малогабаритных устройств для коммуникационного ввода-вывода миниатюрных, например, гермовыводов и может быть использовано в электровакуумных приборах.

Изобретение относится к проходному изолятору. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для обеспечения герметичного пропуска проводников в виде проводов, кабелей, жгутов в электрических коммуникациях с возможностью их замены через герметизирующую перегородку, отделяющую зону обслуживания от зоны ионизирующего облучения, например, на атомных станциях.

Изобретение относится к электротехнике и энергетике, в частности к герметичным вводам электрических проводников, и может быть использовано для ввода проводников в герметичные помещения или объемы на атомных электростанциях или других объектах.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для ввода электрических проводников в загрязненную зону, используется, в частности, во взрывозащитной камере (ВЗК).

Гермоввод // 2322718
Изобретение относится к области изготовления миниатюрных гермовводов, в частности к конструкциям спаев металл-керамика высокой степени герметичности и может быть использовано в электровакуумных приборах.
Изобретение относится к области изготовления сборных изделий, таких как гермовводы и волноводные фильтры, а также к гальванотехнике, в частности к металлизации, преимущественно серебрению изделий, состоящих из разнородных металлических материалов

Изобретение относится к высоковольтному устройству ввода высокого давления для подводного, надводного и наземного применения

Изобретение относится к электротехническим изделиям, а именно, к изоляторам высоковольтным опорным, предназначенным для закрепления токопровода высокого напряжения на силовых опорах электрических (электрошоковых) заграждений

Изобретение относится к устройствам измерения высокого напряжения. Газонепроницаемый измерительный ввод имеет пронизанное измерительной жилой (8, 8а) в направлении основной оси (3) изоляционное тело (7, 7а). Изоляционное тело (7, 7а) окружено рамой. Рама имеет первую часть (1) рамы и вторую часть (2) рамы. Части (1, 2) рамы прижаты друг к другу при расположении между ними изоляционного тела (7, 7а) и перекрывают изоляционное тело (7, 7а) в окружном направлении относительно основной оси (3). Измерительный ввод может быть расположен, например, на части (20) корпуса изолированного газом распределительного устройства, так что обеспечивается возможность передачи информации через стенку части (20) корпуса из внутреннего пространства изолированного газом распределительного устройства в лежащее снаружи изолированного газом распределительного устройства место. Изобретение обеспечивает упрощенное выполнение газонепроницаемого перехода. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к герметичным кабельным вводам электрических проводников в электрооборудование глубоководных аппаратов. Кабельный ввод содержит металлический цилиндрический корпус с отверстиями для электрических проводников, снабжен токопроводящими контактными стержнями и фиксирующими их гайками, изолирующими втулками и центрующими втулками. Каждая из центрующих втулок вварена в одно из отверстий металлического цилиндрического корпуса. В отверстие каждой центрующей втулки введена изолирующая втулка, в отверстие которой введен и запрессован токопроводящий контактный стержень. Свободное пространство отверстия между каждым токопроводящим стержнем и металлическим цилиндрическим корпусом заполнено изолирующим компаундом. Изобретение повышает эффективность герметизации кабельного ввода. 1 ил.

Электрический проводник (S) предназначен для пропускания номинального тока в сильноточном проходном изоляторе трансформатора электростанций, расположенном в токовой цепи между генератором и первичными обмотками трансформатора в прерывателе генератора. Проводник содержит основной участок (30), который проходит вдоль оси (А) и имеет оболочку с цилиндрической поверхностью и два электрических вывода (10, 20), первый (10) из которых имеет две параллельные контактные поверхности (11, 11'). Согласно изобретению второй (20) из двух электрических выводов (10, 20) соединен без сочленения с основным участком (30) проводника, а первый электрический вывод (10) выполнен полым, расположен перпендикулярно оси (А) и имеет овальный профиль с двумя продольными лобовыми поверхностями, которые формируют две контактные поверхности (11, 11'). Между первым электрическим выводом (10) и основным участком (30) проводника расположена полая секция (40) электрического проводника, соединяющая электрический вывод (10) с основным участком (30) проводника с образованием гладкого перехода от двух контактных поверхностей (11, 11') первого электрического вывода (10) к поверхности оболочки основного участка (30) проводника. Изобретения позволяют снизить электрические потери в электрическом проводнике при компактной его конструкции. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к проходным изоляторам, предназначенным для ввода электрического тока или напряжения внутрь зданий или корпусов электрических устройств. Проходной изолятор содержит электрический проводник, слой диэлектрика и крепежный узел. Слой диэлектрика выполнен с использованием эластичного диэлектрического материала и расположен между электрическим проводником и крепежным узлом. Крепежный узел содержит, по меньшей мере, один сжимающий слой диэлектрика элемент, причем толщина слоя диэлектрика между сжимающим элементом и электрическим проводником меньше толщины слоя диэлектрика в этом месте, замеренной при наименьшей эксплуатационной температуре после удаления сжимающего элемента. Изобретение обеспечивает механическую прочность и герметичность при эксплуатации в широком диапазоне рабочих температур. 15 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к устройству высокого напряжения для обеспечения электрической изоляции проводника, проходящего через устройство. Устройство содержит полый изолятор; проводник, проходящий через полый изолятор; компоновку для уменьшения градиента поля, включающую в себя сердечник конденсатора и экран выравнивания напряжения. Сердечник конденсатора и экран выравнивания напряжения расположены вокруг проводника внутри полого изолятора таким образом, что экран выравнивания напряжения расположен вокруг, по меньшей мере, части сердечника конденсатора. Изобретение обеспечивает эффект выравнивания напряжения с возможностью использования меньшего сердечника конденсатора благодаря наличию экрана выравнивания напряжения. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Гермоввод // 2538093
Изобретение относится к области изготовления миниатюрных гермовводов и может быть использовано во всех изделиях электровакуумного приборостроения. Гермоввод состоит из наружного корпуса, в котором установлено не менее одного неметаллизированного изолятора, внутри которого размещен один или несколько токовводов, при этом между каждым токовводом и каждым изолятором, каждым изолятором и наружным корпусом образованы зазоры, заполненные путем капиллярного течения активным медно-титановым припоем, посредством которого соединены все элементы гермоввода. Токоввод выполнен в виде полой трубки с размещенным и герметично соединенным с ней центральным контактом, при этом с противоположной стороны поступления припоя в наружном корпусе и изоляторе выполнены кольцевые проточки, диаметр которых больше внутренних диаметров наружного корпуса и изолятора, выполненных из материалов, температурные коэффициенты линейного расширения которых близки к температурному коэффициенту линейного расширения припоя. Изобретение обеспечивает возможность получения надежного паяного соединения, упрощение конструкции гермоввода с упрощением технологического процесса изготовления. 1 ил.
Наверх