Многополюсная газоизолированная секция сборной шины
Многополюсная газоизолированная секция сборной шины имеет несколько расположенных вдоль главной оси (2) секций (5а, 5b, 5с) проводников. Секции (5а, 5b, 5с) проводников установлены по периферии изолирующего тела (6a, 6b, 6c, 10, 14). Изолирующее тело (6a, 6b, 6c, 10, 14) имеет кольцевой контур. Секции (5а, 5b, 5с) проводников расположены по внешней периферии изолирующего тела (6a, 6b, 6c, 10, 14) равномерно распределенным образом на его боковой поверхности, причем секции (5а, 5b, 5с) проводников имеют соответственно опорные зоны (7а, 7b, 7с) для изолирующего тела, причем опорные зоны (7а, 7b, 7с) в осевом направлении ограничены буртиками секции (5а, 5b, 5с) проводников. Изобретение обеспечивает индивидуальное соединение секций проводников, при этом обеспечивается повышенная осевая стабильность. 13 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к многополюсной газоизолированной секции сборной шины с несколькими расположенными электрически изолированно друг от друга, продолжающимися по существу вдоль главной оси секциями проводников, которые посредством изолирующего тела, ориентированного по существу поперек главной оси, на котором секции проводников расположены распределенным образом вокруг главной оси, фиксированы по своему положению относительно друг друга.
Подобная многополюсная газоизолированная секция сборной шины известна, например, из патента DE 100 10 728 C1. Эта многополюсная газоизолированная секция сборной шины имеет несколько продолжающихся вдоль главной оси секций проводников. Секции проводников позиционированы относительно друг друга с помощью изолирующего тела, ориентированного поперек главной оси, причем секции проводников расположены распределенным образом вокруг главной оси.
Использованное там изолирующее тело имеет звездообразную структуру с тремя спицами, которые расположены распределенным образом симметрично вокруг главной оси и продолжаются радиально к главной оси. При передаче высоких мощностей могут возникать высокие токи короткого замыкания, которые обуславливают повышенные силовые воздействия между секциями проводников. Эти силы должны восприниматься изолирующим телом. В известном устройстве изолирующее тело, для сдерживания силовых воздействий короткого замыкания, должны выполняться соответственно массивными, так как каждая из выступающих от главной оси спиц изолирующего тела должна воспринимать соответствующие силы и сдерживать их. Следствием являются изолирующие тела большого объема. Кроме того, при применении высоких напряжений применяемый для изолирующего тела изоляционный материал подвергается повышенным диэлектрическим нагрузкам, так что при повышенных напряжениях существует опасность возникновения частичных разрядов внутри изоляционного материала изолирующего тела. Подобные частичные разряды могут привести к электрическому и механическому ослаблению изолирующего тела.
Задачей изобретения является предложить секцию сборной шины, которая имеет улучшенные характеристики в отношении механической, а также диэлектрической прочности.
В газоизолированной секции сборной шины вышеупомянутого типа это решается в соответствии с изобретением тем, что изолирующее тело имеет замкнутый окружной кольцевой контур, и секции проводников расположены по внешней периферии изолирующего тела распределенным образом на его боковой поверхности.
Многополюсные газоизолированные секции сборной шины являются, например, частями устройств передачи электроэнергии, которые переносят энергию через электрически изолированные друг от друга секции проводников. Секции проводников служат при этом в качестве путей тока. Предпочтительным образом секции проводников относятся к многофазной системе передачи электроэнергии и переносят различные электрические потенциалы. Например, секции проводников могут служить для передачи многофазной системы переменного напряжения. Многополюсная газоизолированная секция сборной шины имеет изолирующий газ, который служит для изоляции различных секций проводников между собой, то есть имеется общий объем изолирующего газа, чтобы электрически изолировать несколько секций проводников друг от друга.
Предпочтительным образом газовая изоляция может иметь электрически изолирующий изоляционный газ, который, относительно атмосферного давления, находится под повышенным давлением. Подобный изоляционный газ может включать в себя, например, атмосферный воздух, азот, шестифторид серы или другие подходящие электрически изолирующие газы или газовые смеси. Чтобы достичь улетучивания изоляционного газа или повышения давления изоляционного газа, секции проводников могут быть расположены внутри герметизирующего корпуса, причем герметизирующий корпус образует герметичный барьер вокруг электрически изолированно расположенных секций проводников. Герметизирующий корпус может, например, иметь электропроводное тело, которое, например, находится под потенциалом Земли.
Электрически изолированное позиционирование секций проводников относительно друг друга реализуется посредством изолирующего тела. Секции проводников расположены распределенным образом по внешней периферии, то есть на боковой поверхности изолирующего тела. При этом секции проводников могут находиться в непосредственном контакте с изолирующим телом. Изолирующее тело может, однако, также снабжаться арматурами, такими как элементы управления посредством изменения поля, к которым соответственно прилегают секции проводников. Между изолирующим телом и секциями проводников имеется жесткая по углу связь. Секции проводников продолжаются в направлении главной оси, то есть их пространственная протяженность в направлении главной оси больше, чем их пространственная протяженность поперек главной оси. При ориентированном по существу поперек главной оси изолирующем теле его протяженность поперек главной оси больше, чем его протяженность в направлении главной оси.
Замкнутый кольцевой контур позволяет канализировать силы, которые действуют на изолирующее тело, в замкнутых траекториях внутри изолирующего тела. Так, например, возможно, что переламывающие усилия, которые в случае короткого замыкания исходят из одной или нескольких из секций проводников, вводятся в кольцевую структуру. Тем самым потеря продольной устойчивости или деформация изолирующего тела маловероятны. Кольцевой контур определяется тороидальной формой или другим телом вращения. Кроме того, через кольцевую структуру в средней области образована сквозная выемка в изолирующем теле, которая сохраняется свободной от электроизолирующего твердого вещества. За счет этого масса изолирующего тела и, тем самым, необходимый объем электроизолирующего твердого вещества снижается. Несмотря на это сокращение массы или сокращение объема электроизолирующего твердого вещества за счет кольцевой структуры может предоставляться в распоряжение крутильно-жесткое изолирующее тело. При повышенной жесткости на кручение в многополюсной газоизолированной секции сборной шины может увеличиваться расстояние между опорами (пролет) в направлении главной оси между точками, в которых секции сборной шины фиксируются между собой посредством изолирующего тела. Кроме того, на основе уменьшенного количества изолирующего твердого вещества сокращается масса связки из нескольких электрически изолированно расположенных секций проводников и изолирующих тел. При сокращении массы механическая стабильность связки из изолирующих тел и секций проводников, однако, существенно не изменяется.
Другое преимущество кольцевой структуры следует усматривать в том, что область вставки, то есть область, в которой электрические поля, которые окружают электрические секции проводников, перекрываются и приводят к повышенным диэлектрическим напряжениям, может быть заполнена электроизолирующим изоляционным газом. Тем самым, в этой области вставки, при применении газа с высокой прочностью на пробой обеспечивается высокая диэлектрическая стабильность в многополюсной газоизолированной секции сборной шины. Даже при пробое или частичном разряде внутри области вставки, которая предпочтительно пронизывается главной осью секции сборной шины, разряд происходит внутри электроизолирующего изоляционного газа. Изоляционные газы являются саморегенерирующимися, то есть возникающие каналы пробоя или зоны разряда после затухания непосредственно заполняются изоляционным газом, так что осуществляется полное восстановление изолирующей способности.
Кроме того, кольцевая структура имеет то преимущество, что контуры простым способом могут быть притуплены и скруглены, так что, уже ввиду кольцевого контура изолирующего тела, выступающие острия и кромки электроизолирующего материала исключаются. Тем самым также предотвращается индуцирование явлений разряда на выступающих остриях и кромках. Стенка изолирующего тела может выполняться различным образом. Так могут, например, применяться стенки с круговым, прямоугольным, овальным, многоугольным или иным образом выполненным любым полигональным поперечным сечением. Предпочтительным образом углы должны быть притуплены скругленно.
Распределение и крепление секций проводников по внешней периферии обеспечивает благоприятное разнесение проводников по отношению друг к другу, то есть разделение потенциалов может осуществляться с разнесением относительно поверхности изолирующего тела, то есть внутри газовой изоляции между секциями проводников, и дополнительно изоляционный материал изолирующего тела может предоставлять в распоряжение достаточный электрически изолирующий участок в электроизоляционном материале изолирующего тела. Посредством изоляционного материала может, с одной стороны, быть реализовано механическое крепление и позиционирование секций проводников, а с другой стороны, может гарантироваться электрическая изоляция секций проводников между собой. В качестве изоляционного материала для изолирующего тела пригодны, например, смолы, такие как эпоксидная смола, которая методами литья может приводиться в жесткую по углу форму. Также в отношении изготовления методом литья посредством кольцевой структуры изолирующего тела обеспечиваются преимущества, так как могут применяться простые литьевые формы. Так называемые кокили могут составляться из незначительного количества частичных групп, так как задние резания или задние захватывания на кольцевом окружном контуре имеют место лишь в незначительной, если вообще имеются, степени.
Расположение секций проводников с посадкой на боковой поверхности изолирующего тела имеет, кроме того, преимущество, заключающееся в том, что выемки, как они должны были бы предусматриваться, например, при пересечении изолирующего тела секциями проводников, не требуются. Кроме того, позиции секций проводников на боковой поверхности могут выбираться относительно варьируемым образом. Так, например, возможно, что может быть осуществлено симметричное распределение секций проводников по периферии изолирующего тела. Однако также может быть предусмотрено, что осуществляется, в отличие от этого, асимметричное распределение. На основе кольцевого контура, который является замкнутым, распределение точек упора секций проводников по внешней периферии может выбираться варьируемым образом, без изменения при этом структуры самого изолирующего тела. Тем самым можно при одной и той же базовой форме изолирующего тела выполнить многополюсную газоизолированную секцию сборной шины варьируемым образом.
При этом может быть предусмотрено, что секции проводников расположены непосредственно на поверхности изолирующего тела. Однако также может быть предусмотрено, что посредством промежуточного слоя электроизолирующих или электропроводных тел, таких как тела арматуры, обеспечивается нахождение на расстоянии секций сборной шины во избежание непосредственного контактирования с электрически изолирующим твердым материалом изолирующего тела. Так, например, возможно применение опорных колец из электропроводного материала, которые позиционировались бы между изолирующим телом и опорной поверхностью секции проводников. Подобные опорные кольца могут, кроме того, осуществлять управляющее изменением поля воздействие за счет того, что они, например, имеют электропроводную поверхность. Опорные кольца могут быть частью арматурного тела, вставленного в изолирующее тело.
Другое предпочтительное выполнение может предусматривать, что изолирующее тело имеет контур полого цилиндра.
Контур полого цилиндра имеет любым образом сформированные покрывающие поверхности, которые размещены с разнесением вдоль главной оси, и через внешнюю боковую поверхность и внутреннюю боковую поверхность, связанные между собой, образуют тело. Как такой полый цилиндрический контур также представляет кольцевую форму, причем кольцевая форма в области покрывающих поверхностей предпочтительно имеет плоские участки. Но покрывающие поверхности могут также иметь вогнуто или выпукло изогнутые участки. Кроме того, возможны и другие формы, как, например, вогнутые или выпуклые пирамидальные или сферические формы покрывающих поверхностей. При этом, в интересах диэлектрической прочности, переход между покрывающей поверхностью и боковой поверхностью может быть выполнен скругленно притупленным, так чтобы на изолирующем теле не возникали никакие края с острыми кромками.
Кроме того, может предпочтительным образом предусматриваться, что покрывающие поверхности изолирующего тела размещены с торцевой стороны и соответственно имеют поперечное сечение покрывающей поверхности и лежащую внутри поперечного сечения покрывающей поверхности выемку, причем выемка и поперечное сечение покрывающей поверхности имеют отличающуюся друг от друга геометрическую форму.
Различные геометрические формы поперечного сечения покрывающей поверхности и выемок приводят к тому, что толщина стенки кольцевой или полой цилиндрической структуры изолирующего тела при обходе по периферии вокруг главной оси варьируется. Таким образом, на изолирующем теле предусмотрены стенки меньшего и большего размера. Так, например, возможно, находящуюся внутри изолирующего тела диэлектрически нагружаемую область вставки, которая пронизывается изолирующим газом, выполнить по возможности с большими пространственными размерами. Кроме того, могут быть выполнены усиленными на изолирующем теле участки, на которых следует ожидать появления повышенных сил во время короткого замыкания. Так, например, участки, на которых секции проводников установлены на внешней боковой поверхности изолирующего тела, могут иметь усиленную стенку, чтобы обеспечить возможность по возможности объемного, на большой площади ввода сил в кольцевую структуру изолирующего тела. Участки, лежащие между областями позиционирования секций проводников, могут, напротив, иметь уменьшенное поперечное сечение.
При этом предпочтительным образом может быть предусмотрено, что покрывающие поверхности изолирующего тела, находящиеся по обе стороны на торцевом конце, выполнены однотипно. Предпочтительным образом изолирующее тело может представлять собой прямое тело. Однако в отличие от этого также может быть предусмотрено, что как покрывающие поверхности, так и лежащие в покрывающих поверхностях выемки на торцевых концах полого цилиндра имеют разнообразные формы, так что при обходе вокруг главной оси полого цилиндра осуществляется непрерывный переход с соответствующим варьированием толщины стенки изолирующего тела. Это является, например, предпочтительным в том случае, когда в газоизолированной секции сборной шины должно вызываться определенное течение изолирующего газа, так что могут поддерживаться определенные направленные действия на изолирующий газ посредством придания формы изолирующего тела.
Кроме того, предпочтительным образом может быть предусмотрено, что изолирующее тело на внешней периферии имеет сплюснутости, в которые погружены электроды управления посредством изменения поля.
За счет обеспечения сплющенностей во внешней боковой поверхности на изолирующем теле предпочтительно определены опорные области. Тем самым обеспечивается упрощенный монтаж секций проводников на изолирующем теле, так как посредством сплющенностей задается грубая установка секций проводников на его периферии. С помощью сплющенностей могут, например, поддерживаться соответствующие формообразования покрывающей поверхности. Так, например, сплющенности могут переходить в линейно вытянутые кромки тела, которые скруглены и представляют переход к покрывающей поверхности.
Сплющенности представляют собой плоские участки, например, в боковой поверхности изолирующего тела, имеющего, например, полый цилиндрический контур. Электроды управления посредством изменения поля могут при этом заподлицо вставляться в поверхность изолирующего тела, то есть связь между изолирующим телом и электродами управления посредством изменения поля должна осуществляться по возможности без зазоров. При этом, однако, должно предусматриваться, что электрод управления посредством изменения поля имеет формообразования, которые выступают из плоскости изолирующего тела, в которую они заделаны. Подобные формообразования могут, например, быть кольцевым выступами, которые служат в качестве опорных колец опоры секции проводников на электроде управления посредством изменения поля. Тем самым может гарантироваться определенное расстояние между плоскостью, окружающей электрод управления посредством изменения поля изолирующего тела, соответственно, заподлицо встроенной плоскости электрода управления посредством изменения поля и прилегающей секцией проводников, причем определенный образованный зазор обтекается изолирующим газом. Тем самым гарантируется, что не возникают никакие участки, которые лишь с трудом могут обтекаться изолирующим газом, так что изолирующее тело в достаточной степени обтекается изолирующим газом.
Предпочтительное выполнение может предусматривать, что изолирующее тело имеет шестиугольные покрывающие поверхности, углы которых скруглены.
Шестиугольная покрывающая поверхность может предпочтительным образом использоваться, чтобы на внешней периферии в боковой поверхности изолирующего тела позволить создать притупленные кромки, которые дополнительно скруглены. Кроме того, на основе шестиугольных покрывающих поверхностей возможно расположение, например, трех секций проводников, причем они могут распределенным образом располагаться равномерно по периферии на участках боковой поверхности, находящихся между кромками боковой поверхности, попеременно перескакивая их.
Альтернативное выполнение может предусматривать, что изолирующее тело имеет треугольные покрывающие поверхности, углы которых скруглены.
Треугольные покрывающие поверхности обеспечивают возможность выполнения изолирующего тела с полым цилиндрическим контуром, причем он на своей периферии имеет три сплющенности, причем каждая из сплющенностей может служить для позиционирования соответствующей секции проводников. Таким образом, участки боковой поверхности, соединяющие сплющенности, то есть угловые точки треугольника, могут скругляться. Предпочтительным образом скругления выбираются таким образом, что соответствующие дуги скругленных углов покрывающих поверхностей относительно главной оси лежат на одной и той же окружной траектории, причем средняя точка этой окружной траектории пересекается главной осью многополюсной газоизолированной секции сборной шины.
Кроме того, предпочтительным образом может быть предусмотрено, что секции проводников имеют соответственно опорные зоны для изолирующего тела, причем опорные зоны в осевом направлении ограничены буртиками секции проводников.
Секции проводников могут быть выполнены предпочтительным образом как полый профиль. Подходящими полыми профилями являются, например, трубчатые секции проводников с поперечным сечением в форме кругового кольца. Путем выборки опорных зон в секции проводников определяется положение, в котором простым способом может быть установлено изолирующее тело. В частности, при распределении нескольких изолирующих тел вдоль главной оси многополюсной газоизолированной секции сборной шины, они могут простым способом позиционироваться вдоль секции проводников. Выступающие буртики ограничивают при этом предпочтительным образом опорные зоны, так что сдвиг изолирующего тела на секции проводников в осевом направлении ограничен. Тем самым даже при первой попытке монтажа многополюсной газоизолированной секции сборной шины простым способом осуществляется соотнесение отдельных конструктивных узлов друг с другом. Тем самым обеспечивается возможность, отдельные конструктивные узлы многополюсной газоизолированной секции сборной шины сначала соединить между собой, причем соединение допускает достаточный люфт, чтобы выполнить юстировку. Выступающие буртики поддерживают при этом соединенные между собой по типу прихватывания конструктивные узлы и придают дополнительную стабильность. Буртики в стенках секции проводников могут размещаться таким образом, что их толщина стенки сокращается или при той же толщине стенки осуществляется модификация профилирования, так что смежно с соответствующей опорной зоной создается модифицированная форма профиля по ходу пути проводника.
При этом предпочтительным образом может быть предусмотрено, что буртики соответственно ограничивают подобные пазам выемки в секциях проводников.
Подобные пазам выемки в секциях проводников допускают вложение противоположно одинаковых участков, например, сплющиваний на периферии изолирующего тела. В паз изолирующее тело может водиться путем сдвига через буртики. Пазы могут создаваться, например, посредством уменьшения поперечного сечения на секции проводников. В особенности, при применении полых тел для секций проводников, могут вводиться соответствующие изменения формы для выполнения паза.
Так, например, труба с поперечным сечением в форме кругового кольца может за счет деформации снабжаться пазом, так что в области паза, например, обеспечивается полукруговое кольцеобразное поперечное сечение трубчатой секции проводников.
Предпочтительное выполнение может предусматривать, что опорные зоны соответственно пронизываются по меньшей мере одной сквозной выемкой.
Сквозная выемка в области опорной зоны позволяет фиксировать секцию проводников, например, посредством резьбовых шпилек или иных средств крепления на опорном участке изолирующего тела, и обеспечить постоянную по углу связь между секцией проводников и изолирующим телом. Через выемку можно, например, пропускать головки болтов, гайки или подобное в секцию проводников и там диэлектрически экранировать посредством секции проводников. За счет этого можно отказаться от дополнительного экранирующего конструктивного узла для средств крепления. Так средство крепления может диэлектрически экранироваться, с одной стороны, например, электродом управления посредством изменения поля, а с другой стороны, - посредством секции проводников. Электрод управления посредством изменения поля может при этом выполняться таким образом, что крепежный болт устанавливается на электроде управления посредством изменения поля.
Другое предпочтительное выполнение может предусматривать, что секции проводников сформированы как полый профиль, причем выемка, увеличенная по поперечному сечению по сравнению со сквозной выемкой, расположена на участке стенки, который соосно противолежит участку стенки, имеющему опорную зону.
При выполнении в форме полого профиля секции проводников в распоряжение предоставляется достаточное конструктивное пространство, чтобы внутри профиля секции проводников расположить средства крепления. Если теперь выемка, увеличенная по поперечному сечению по сравнению со сквозной выемкой, располагается на участке стенки полого профиля секции проводников, то предоставляется возможность через выемку, увеличенную по поперечному сечению, предусмотреть монтаж средств крепления для секции проводников. Увеличенная по поперечному сечению выемка, таким образом, открывает монтажное пространство, через которое обеспечивается доступ внутрь полого профиля. Линия соосности должна проходить в радиальном направлении к главной оси.
Увеличенная по поперечному сечению выемка может при этом иметь скругленные кромки, которые выполнены выступающими внутрь полого профиля, так что увеличенная по поперечному сечению выемка действует как диэлектрическим самоэкранируемая.
В другом предпочтительном выполнении может быть предусмотрено, что в электродах управления посредством изменения поля расположены резьбовые отверстия для установки секций проводников.
Обеспечение резьбовых отверстий в электроде управления посредством изменения поля позволяет, например, фиксировать резьбовую шпильку в электроде управления посредством изменения поля и использовать эту резьбовую шпильку, чтобы закреплять секцию проводников на электроде управления посредством изменения поля. Тем самым возможно диэлектрическое экранирование средств крепления с помощью электрода управления посредством изменения поля и с помощью секции проводников, причем получается механически нагружаемое соединение между обоими конструктивными элементами.
Другое предпочтительное выполнение может предусматривать, что несколько изолирующих тел расположены вдоль главной оси ступенчато, и изолирующие тела, а также секции проводников окружены охватывающим главную ось герметизирующим корпусом, в отношении которого осуществляется позиционирование секций проводников через расположенные с торцевой стороны на герметизирующем корпусе дисковые изоляторы.
Для образования секции сборной шины, которая продолжается на большие расстояния в направлении главной оси, на секциях проводников может располагаться несколько изолирующих тел. За счет использования нескольких изолирующих тел отдельные секции проводников стабилизируются между собой. Изолирующие тела могут, соответственно, формоваться подобными и располагаться соосно вдоль главной оси на расстоянии друг от друга. Связь между секциями проводников и изолирующими телами имеет более высокую стабильность, чем отдельная секция проводников сама по себе. Тем самым становится возможным, допустить прохождение соединения секций проводников и изолирующих тел на больших расстояниях (пролетах) между опорами. За счет этого обеспечивается возможность, герметизирующий корпус, который выполнен, например, в трубчатой форме, удлинить в направлении главной оси и оснастить на торцевых сторонах так называемыми дисковыми изоляторами. Дисковые изоляторы при этом опираются с торцевой стороны на трубчатый герметизирующий корпус и продолжаются поперек продольной оси герметизирующего корпуса. При этом продольная ось герметизирующего корпуса расположена предпочтительно коаксиально или параллельно главной оси. Дисковые изоляторы представляют собой, таким образом, электроизолирующее механическое соединение секций проводников с герметизирующим корпусом. Секции проводников могут соответственно опираться на дисковые изоляторы, так что они расположены электрически изолированно внутри герметизирующего корпуса. Внутренность герметизирующего корпуса снабжена соответствующим электрически изолирующим изоляционным газом. Секции проводников могут продолжаться через дисковые изоляторы внутрь, чтобы электрически контактировать на своих сторонах соответствующей многополюсной газоизолированной секции сборной шины с другой многополюсной газоизолированной секцией сборной шины или другими конструктивными элементами, такими как размыкатели, силовые выключатели, переключатели заземления и т.д. Также может быть предусмотрено, что в дисковые изоляторы заделаны контактные элементы, с которыми соответственно соединены секции проводников. Посредством контактных элементов возможно электрическое контактирование секций проводников через дисковые изоляторы.
Дисковые изоляторы могут представлять собой герметичный стык герметизирующего корпуса, так что изоляционный газ, находящийся внутри многополюсной газоизолированной секции сборной шины не может улетучиться. Предпочтительным образом, находящийся внутри герметизирующего корпуса изоляционный газ может находиться под давлением, повышенным относительно давления окружающей среды, за счет чего изоляционная прочность изоляционного газа повышается. Однако дисковые изоляторы могут также иметь канал для перетекания изоляционного газа.
Пример выполнения изобретения схематично представлен на чертежах и описан ниже. При этом на чертежах показано следующее:
Фиг. 1 - многополюсная газоизолированная секция сборной шины с частичным вырезом,
Фиг. 2 - поперечное сечение первого варианта многополюсной газоизолированной секции сборной шины и
Фиг. 3 - пример выполнения изолирующего тела.
На фиг. 1 в качестве примера представлена многополюсная газоизолированная секция сборной шины. При этом многополюсная газоизолированная секция сборной шины имеет частичный вырез, чтобы обеспечить возможность четкого представления отдельных конструктивных узлов.
Многополюсная газоизолированная секция сборной шины имеет герметизирующий корпус 1. Герметизирующий корпус 1 выполнен в трубчатой форме и имеет в основном поперечное сечение в форме кругового кольца. Герметизирующий корпус 1 продолжается коаксиально главной оси 2. Герметизирующий корпус 1 представляет собой, например, металлический герметизирующий корпус, например, герметизирующий корпус из стального или алюминиевого литья. При этом герметизирующий корпус 1 выполнен герметичным, причем на торцевых сторонах герметизирующего корпуса, перекрывая торцевые плоскости герметизирующего корпуса 1, расположены соответствующие дисковые изоляторы 3а, 3b. Дисковые изоляторы 3а, 3b имеют одинаковую конструкцию. Например, дисковые изоляторы 3а, 3b в качестве изолятора могут иметь соответствующий корпус из литой изоляции, в который заделаны пронизывающие дисковые изоляторы 3а, 3b в направлении главной оси 2 контактные элементы 4а, 4b, 4с. Контактные элементы 4а, 4b, 4с герметично соединены с изоляционным материалом дисковых изоляторов 3а, 3b и обеспечивают возможность сквозного прохождения электрического тока через соответствующий дисковый изолятор 3а, 3b, причем контактные элементы 4а, 4b, 4с посредством дискового изолятора 3а, 3b позиционированы электрически изолированно друг от друга. На внешней периферии дисковый изолятор 3а, 3b выполнен таким образом, что он герметично прилегает к кольцевой поверхности герметизирующего корпуса 1 и замыкает герметизирующий корпус 1. Для этого, например, может быть предусмотрено, что герметизирующий корпус 1 на торцевой стороне снабжен соответствующими фланцевыми приспособлениями. Наряду с герметичным замыканием герметизирующего корпуса 1 посредством дисковых изоляторов 3а, 3b, может также быть предусмотрено, что дисковые изоляторы 3а, 3b имеют, например, выемки, через которые флюид изнутри герметизирующего корпуса 1 может перетекать или вообще вытекать через дисковый изолятор 3а, 3b в прилегающий герметизирующий корпус 1.
Контактные элементы 4а, 4b, 4с обоих дисковых изоляторов 3а, 3b распределены симметрично вокруг главной оси 2, которая проходит через дисковые изоляторы 3а, 3b. Радиальное расстояние до главной оси каждого из трех контактных элементов 4а, 4b, 4с имеет одинаковую величину. Тем самым контактные элементы 4а, 4b, 4с в плоскости дисковых изоляторов 3а, 3b образуют в направлении главной оси 2, соответственно, вершины равностороннего треугольника. Контактные элементы 4а, 4b, 4с при этом выполнены таким образом, что может осуществляться жесткое по углу соединение контактных элементов 4а, 4b, 4с с соответствующей секцией 5а, 5b, 5с проводников. Для этого в контактных элементах 4а, 4b, 4с могут быть предусмотрены, например, резьбовые отверстия, которые позволяют привинчивание секций 5а, 5b, 5с проводников либо непосредственно, либо с использованием соответствующего арматурного тела.
Представлены три секции 5а, 5b, 5с проводников, окруженные герметизирующим корпусом 1. Три секции 5а, 5b, 5с проводников имеют при этом выполнение в форме полого профиля, причем преобладающее сечение по ходу секцией 5а, 5b, 5с проводников является сечением в форме кругового кольца. Сечение в форме кругового кольца на фиг. 1 символически представлено на свободных торцевых сторонах. Секции 5а, 5b, 5с проводников электрически контактируют с соответственно ассоциированными контактными элементами 4а, 4b, 4с обоих дисковых изоляторов 3а, 3b и опираются на них. Тем самым и при замыкании герметизирующего корпуса 1 посредством дисковых изоляторов 3а, 3b электрический ток может вводиться через контактные элементы 4а, 4b, 4с в секции 5а, 5b, 5с проводников многополюсной газоизолированной секции сборной шины. Кроме того, посредством дисковых изоляторов 3а, 3b, которые расположены на торцевых сторонах герметизирующего корпуса 1, секции 5а, 5b, 5с проводников могут позиционироваться относительно герметизирующего корпуса 1.
Чтобы предотвратить провисание или скручивание секций 5а, 5b, 5с проводников, по ходу главной оси 2 предусмотрено расположение нескольких изолирующих тел 6а, 6b, 6с. Изолирующие тела 6а, 6b, 6с имеют в примере выполнения по фиг. 1 замкнутый кольцевой контур.
Кольцевой контур проходит при этом вокруг оси кольца, причем ось кольца ориентирована параллельно, в частности, коаксиально главной оси герметизирующего корпуса 1. Секции 5а, 5b, 5с проводников соединены жестко по углу с изолирующими телами 6а, 6b, 6с, так что секции 5а, 5b, 5с проводников опираются друг на друга и придают жесткость друг другу. Стенка изолирующих тел 6а, 6b, 6с имеет здесь прямоугольное поперечное сечение, причем кромки тела скругленно притуплены. Однако могут применяться и другие поперечные сечения, такие как круговое, овальное, многоугольное и т.п. для образования изолирующего тела 6а, 6b, 6с.
Позиции изолирующих тел 6а, 6b, 6с в секциях 5а, 5b, 5с проводников установлены таким образом, что в секциях 5а, 5b, 5с проводников определены опорные зоны 7а, 7b, 7с посредством выступающих буртиков 8а, 8b, 8с, ограничивающих в осевом направлении возможность смещения изолирующих тел 6а, 6b, 6с. При этом секции 5а, 5b, 5с проводников отформованы однотипными. В опорных зонах 7а, 7b, 7с радиально противолежащих областей поверхностей секций 5а, 5b, 5с проводников введены увеличенные по поперечному сечению выемки 9а, 9b, 9с, 9d, 9е, 9f. Через увеличенные по поперечному сечению выемки 9а, 9b, 9с, 9d, 9е, 9f обеспечивается возможность доступа внутрь секций 5а, 5b, 5с проводников полого профиля. Через увеличенные по поперечному сечению выемки 9а, 9b, 9с, 9d, 9е, 9f может осуществляться крепление изолирующих тел 6а, 6b, 6с к секциям 5а, 5b, 5с проводников. Так, например, возможно, ввести резьбовые шпильки через увеличенные по поперечному сечению выемки 9а, 9b, 9с, 9d, 9е, 9f или вести инструменты для монтажа в секциях 5а, 5b, 5с проводников. Увеличенные по поперечному сечению выемки 9а, 9b, 9с, 9d, 9е, 9f могут создаваться посредством штамповки (пробивки) боковых поверхностей секций 5а, 5b, 5с проводников, причем штамповочный грат выступает внутрь в полость секций 5а, 5b, 5с проводников, так что лежащие во внешней области боковой поверхности секций 5а, 5b, 5с проводников кромки увеличенных по поперечному сечению выемок 9а, 9b, 9с, 9d, 9е, 9f скруглены. Штамповочные остатки, такие как грат, находятся внутри полого профиля диэлектрически экранированными.
На фиг. 2 показано поперечное сечение многополюсной газоизолированной секции сборной шины в первом варианте. Можно видеть герметизирующий корпус 1 с поперечным сечением в форме кругового кольца, а также главную ось 2. Кроме того, на фиг. 2 показаны уже известные из фиг. 1 секции 5а, 5b, 5с проводников, причем они позиционированы на выполненном альтернативным образом изолирующем теле 10. Секции 5а, 5b, 5с проводников в своих опорных зонах срезаны, так что, ввиду выполнения с пазом, профиль в форме кругового кольца сужается до профиля в форме кругового сегмента. Выступающие буртики покрывают зазор, образованный между опорной зоной соответствующей секции 5а, 5b, 5с проводников и соответственно ассоциированным электродом 11 управления посредством изменения поля. Буртики ограничивают сдвиг изолирующего тела 10 в направлении главной оси 2.
Изолирующее тело 2 в альтернативном выполнении имеет форму полого цилиндра, причем покрывающие поверхности имеют шестиугольное поперечное сечение покрывающей поверхности. Углы поперечного сечения покрывающей поверхности выполнены скругленно притупленными. Шестиугольное поперечное сечение покрывающей поверхности ориентировано симметрично главной оси 2. В поперечном сечении покрывающей поверхности расположена выемка, так что образуется контур в форме полого цилиндра для изолирующего тела 10 в альтернативном выполнении. Ввиду шестиугольной формы поперечного сечения покрывающей поверхности, находящиеся в боковой поверхности изолирующего тела в форме полого цилиндра кромки боковой поверхности выполнены скругленно притупленными. В продолжающихся (сплющенных) между кромками боковой поверхности участках боковой поверхности изолирующего тела 10 в форме полого цилиндра заделаны электроды 11а, 11b, 11с управления посредством изменения поля. Электроды 11а, 11b, 11с управления посредством изменения поля выполнены в форме сферического сегмента, причем круговая поверхность позиционирования соответствующего электрода 11а, 11b, 11с управления посредством изменения поля заподлицо, по существу без зазора заделана во внешнюю боковую поверхность изолирующего тела 10 с контуром в форме полого цилиндра. По центру в электродах 11а, 11b, 11с управления посредством изменения поля расположено соответствующее резьбовое отверстие, через которое при использовании резьбовых шпилек секции 5а, 5b, 5с проводников затягиваются относительно электродов 11а, 11b, 11с управления посредством изменения поля и, тем самым, изолирующего тела 10, в альтернативном выполнении. Коаксиально к соответствующим резьбовым отверстиям в соответствующих электродах 11а, 11b, 11с управления посредством изменения поля, в поверхности, расположенной заподлицо в изолирующем теле 10 расположен выступающий кольцевой буртик 12 (опорное кольцо). Посредством выступающего кольцевого буртика 12 задается определенное расстояние между прилегающими секциями 5а, 5b, 5с проводников, а также изолирующим телом 10 или электродами 11а, 11b, 11с управления посредством изменения поля. Созданный таким образом зазор может легко обтекаться электрически изолирующим изоляционным газом, так что нестабильность в изоляции, которая привела бы к сниженной изоляционной прочности в многополюсной газоизолированной секции сборной шины, устраняется.
Плоскость сечения на фиг. 2 пересекает представленные на фиг. 1 секции 5а, 5b, 5с проводников соответственно в их опорных зонах 7а, 7b, 7с. В перспективе фиг. 2, таким образом, за кольцевыми выступами 12 расположен соответствующий ограничивающий соответствующую опорную зону 7а, 7b, 7с выступающий буртик. Выступающий буртик ограничивает соответствующую опорную зону 7а, 7b, 7с и выступает над изолирующим телом 10 в радиальном направлении относительно главной оси 2. Тем самым на изолирующее тело 10 можно опираться только в определенных областях, а именно в опорных зонах 7а, 7b, 7с секций 5а, 5b, 5с проводников. В соответствующих опорных зонах 7а, 7b, 7с находится выемка 13а, 13b, 13с. Выемка 13а, 13b, 13с может соответственно пересекаться резьбовой шпилькой, которая в электроде 11а, 11b, 11с управления посредством изменения поля затягивается на соответствующем ходе резьбы. Соосно напротив расположена уже показанная на фиг. 1 увеличенная по поперечному сечению выемка 9а, 9b, 9с. При этом увеличенная по поперечному сечению выемка 9а, 9b, 9с выполнена с такими размерами, что, например, инструмент может вводиться внутрь полого профиля секций 5а, 5b, 5с проводников, чтобы, например, переместить находящиеся на резьбовой шпильке винтовые головки, чтобы обеспечить возможность закрепления секций 5а, 5b, 5с проводников на изолирующем теле 10, в альтернативном выполнении.
Внутренность герметизирующего корпуса 1 заполнена электроизолирующим флюидом, предпочтительно изоляционным газом. Этот флюид должен находиться под давлением, повышенным относительно давления окружающей среды, благодаря чему изоляционная прочность флюида может дополнительно повышаться.
Фиг. 3 показывает альтернативное выполнение изоляционного тела 14.
Показанное на фиг. 3 изоляционное тело 14 может применяться в качестве альтернативы показанным на фиг. 1 и 2 изоляционным телам. Изоляционное тело 14 имеет при этом корпус в форме полого цилиндра, причем поперечные сечения покрывающей поверхности, которые расположены перпендикулярно главной оси, имеют по существу треугольное поперечное сечение, причем углы треугольника скруглены. При этом скругление углов осуществляется таким образом, что радиус выбирается соответственно одинаковым, и радиусы расположены на общей траектории движения относительно главной оси 2. Между тремя углами в боковой поверхности предусмотрены сплющивания, причем в сплющивания встроены соответствующие электроды 11а, 11b, 11с управления посредством изменения поля. Электроды 11а, 11b, 11с управления посредством изменения поля и здесь имеют структуру в форме сферического сегмента, причем круговая плоскость сечения заподлицо помещена в сплющивания внешней боковой поверхности изолирующего тепла 14.
При этом сплющивания расположены таким образом, что линейно продолжающиеся кромки тела покрывающих поверхностей скругленно переходят в сплющивания. Иными словами, если бы сплющивания с заделанными электродами 11а, 11b, 11с управления посредством изменения поля не были выполнены как сплющивания, а если бы окружная траектория скругленных углов продолжалась, то возникла бы покрывающая поверхность с круговым поперечным сечением покрывающей поверхности. Сплющивания представляют при этом секущие линии в мысленном круговом поперечном сечении покрывающей поверхности.
Показанное на фиг. 3 поперечное сечение покрывающей поверхности пронизывается выемкой. Выемка имеет звездообразную структуру с тремя радиально от главной оси направленными лучами, причем концы лучей выполнены скругленными. Скругление лучей выполнено таким образом, что они сходятся к вершинам треугольного поперечного сечения покрывающей поверхности. Скругление выбрано таким образом, что прохождение кромок тела внутренней боковой поверхности и внешней боковой поверхности выполнено примерно параллельным. Стенки в углах тела 14 изолирующего материала имеют, таким образом, постоянное поперечное сечение. В области сплющиваний предусмотрено сводчатое усиление стенки полого цилиндрического контура изолирующего тела. В области сводчатого усиления стенки встроены электроды 11а, 11b, 11с управления посредством изменения поля. Тем самым становится возможным электроды 11а, 11b, 11с управления посредством изменения поля в направлении главной оси 2 полностью покрыть слоем изолирующего материала, чтобы электроды 11а, 11b, 11с управления посредством изменения поля зафиксировать в изолирующем теле 14 жестко по углу. С другой стороны, за счет протяженности в форме лучей, находящаяся в поперечном сечении покрывающей поверхности выемка образует контур в форме полого цилиндра, который в области надсводной части изолирующего тела предоставляет в распоряжение большой объем, чтобы принимать изоляционный газ. В частности, в надсводной части, то есть в областях, в которых электрические поля секций 5а, 5b, 5с проводников, находящихся у электродов 11а, 11b, 11с управления посредством изменения поля, перекрываются, могут возникать превышения напряженности поля. Подобным превышениям напряженности поля можно противодействовать простым способом с помощью текучей изоляционной среды.
1. Многополюсная газоизолированная секция сборной шины с несколькими расположенными электрически изолированно друг от друга, продолжающимися по существу вдоль главной оси (2) секциями (5а, 5b, 5с) проводников, которые посредством изолирующего тела (6а, 6b, 6с, 10, 14), ориентированного по существу поперек главной оси (2), на котором секции (5а, 5b, 5с) проводников расположены распределенным образом вокруг главной оси (2), фиксированы по своему положению относительно друг друга,
отличающаяся тем, что
изолирующее тело (6а, 6b, 6с, 10, 14) имеет замкнутый окружной кольцевой контур, и секции (5а, 5b, 5с) проводников расположены по внешней периферии изолирующего тела (6а, 6b, 6с, 10, 14) распределенным образом на его боковой поверхности,
причем секции (5а, 5b, 5с) проводников имеют соответственно опорные зоны (7а, 7b, 7с) для изолирующего тела, причем опорные зоны (7а, 7b, 7с) в осевом направлении ограничены буртиками секции (5а, 5b, 5с) проводников.
2. Многополюсная газоизолированная секция сборной шины по п. 1, отличающаяся тем, что изолирующее тело (6а, 6b, 6с, 10, 14) имеет контур полого цилиндра.
3. Многополюсная газоизолированная секция сборной шины по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что покрывающие поверхности изолирующего тела (6а, 6b, 6с, 10, 14) размещены с торцевой стороны и соответственно имеют поперечное сечение покрывающей поверхности и выемку, лежащую внутри поперечного сечения покрывающей поверхности, причем выемка и поперечное сечение покрывающей поверхности имеют отличающуюся друг от друга геометрическую форму.
4. Многополюсная газоизолированная секция сборной шины по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что
изолирующее тело (6а, 6b, 6с, 10, 14) на внешней периферии имеет сплюснутости, в которые погружены электроды (11, 11b, 11с) управления посредством изменения поля.
5. Многополюсная газоизолированная секция сборной шины по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что
изолирующее тело (6а, 6b, 6с, 10, 14) имеет шестиугольные покрывающие поверхности, углы которых скруглены.
6. Многополюсная газоизолированная секция сборной шины по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что
изолирующее тело (6а, 6b, 6с, 10, 14) имеет треугольные покрывающие поверхности, углы которых скруглены.
7. Многополюсная газоизолированная секция сборной шины по п. 1, отличающаяся тем, что
буртики соответственно ограничивают подобные пазам выемки в секциях (5а, 5b, 5с) проводников.
8. Многополюсная газоизолированная секция сборной шины по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что
опорные зоны (7а, 7b, 7с) соответственно пронизываются по меньшей мере одной сквозной выемкой (13а, 13b, 13с).
9. Многополюсная газоизолированная секция сборной шины по п. 8, отличающаяся тем, что
секции (5а, 5b, 5с) проводников сформированы как полый профиль, причем выемка (9а, 9b, 9с), увеличенная по поперечному сечению по сравнению со сквозной выемкой (13а, 13b, 13с), расположена на участке стенки, который соосно противолежит участку стенки, имеющему опорную зону (7а, 7b, 7с).
10. Многополюсная газоизолированная секция сборной шины по п. 4, отличающаяся тем, что
в электродах (11, 11b, 11с) управления посредством изменения поля расположены резьбовые отверстия для установки секций (5а, 5b, 5с) проводников.
11. Многополюсная газоизолированная секция сборной шины по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что
несколько изолирующих тел (6а, 6b, 6с, 10, 14) расположены вдоль главной оси (2) ступенчато, и изолирующие тела (6а, 6b, 6с, 10, 14), а также секции (5а, 5b, 5с) проводников окружены охватывающим главную ось (2) герметизирующим корпусом (1), в отношении которого осуществляется позиционирование секций (5а, 5b, 5с) проводников через дисковые изоляторы (3а, 3b), расположенные с торцевой стороны на герметизирующем корпусе (1).
12. Многополюсная газоизолированная секция сборной шины по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что
изолирующее тело (6а, 6b, 6с, 10, 14) по внешнему периметру имеет сплюснутости, в которые заделаны управляющие полевые электроды (11, 11b, 11с), и покрывающие поверхности изолирующего тела (6а, 6b, 6с, 10, 14) размещены с торцевой стороны и соответственно имеют поперечное сечение покрывающей поверхности и выемку, лежащую внутри поперечного сечения покрывающей поверхности, причем выемка и поперечное сечение покрывающей поверхности имеют отличающуюся друг от друга геометрическую форму.
13. Многополюсная газоизолированная секция сборной шины по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что изолирующее тело (6а, 6b, 6с, 10, 14) имеет шестиугольные покрывающие поверхности, углы которых скруглены, и покрывающие поверхности изолирующего тела (6а, 6b, 6с, 10, 14) размещены с торцевой стороны и соответственно имеют поперечное сечение покрывающей поверхности и выемку, лежащую внутри поперечного сечения покрывающей поверхности, причем выемка и поперечное сечение покрывающей поверхности имеют отличающуюся друг от друга геометрическую форму.
14. Многополюсная газоизолированная секция сборной шины по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что изолирующее тело (6а, 6b, 6с, 10, 14) имеет треугольные покрывающие поверхности, углы которых скруглены, и покрывающие поверхности изолирующего тела (6а, 6b, 6с, 10, 14) размещены с торцевой стороны и соответственно имеют поперечное сечение покрывающей поверхности и выемку, лежащую внутри поперечного сечения покрывающей поверхности, причем выемка и поперечное сечение покрывающей поверхности имеют отличающуюся друг от друга геометрическую форму.
