Вилочный и розеточный изолированный чистым газом стеновой проходной изолятор для высокого напряжения постоянного тока и сверхвысокого напряжения



Вилочный и розеточный изолированный чистым газом стеновой проходной изолятор для высокого напряжения постоянного тока и сверхвысокого напряжения
Вилочный и розеточный изолированный чистым газом стеновой проходной изолятор для высокого напряжения постоянного тока и сверхвысокого напряжения
Вилочный и розеточный изолированный чистым газом стеновой проходной изолятор для высокого напряжения постоянного тока и сверхвысокого напряжения
Вилочный и розеточный изолированный чистым газом стеновой проходной изолятор для высокого напряжения постоянного тока и сверхвысокого напряжения
Вилочный и розеточный изолированный чистым газом стеновой проходной изолятор для высокого напряжения постоянного тока и сверхвысокого напряжения

 


Владельцы патента RU 2616589:

АЛЬСТОМ ТЕКНОЛОДЖИ ЛТД (CH)

Изобретение относится к областям силовой электроники и систем передачи электрической энергии и касается новой конструкции для стеновых проходных изоляторов для применений высокого и сверхвысокого напряжения (AC) или (DC). Стеновой проходной изолятор высокого напряжения переменного тока (АС) или постоянного тока (DC) может собираться в виде комплекта из двух сменных модулей: модуля (20) вилочного типа и модуля (30) розеточного типа, центральные проводники (15а, 15b) которых соединены посредством сцепления, которое обеспечивает возможность их термического расширения. Изобретение обеспечивает создание новой конструкции стенового проходного изолятора, основанного на технологии чистого газа, которая решает проблемы, связанные с конструкцией большой длины. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к областям силовой электроники и систем передачи электрической энергии и, в частности, к стеновым проходным изоляторам для высокого и сверхвысокого напряжения переменного тока (AC) или постоянного тока (DC).

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

На фиг. 1 схематично показана общая конструкция стенового проходного изолятора.

Стеновой проходной изолятор 1 используется для соединения полупроводниковых преобразователей в помещениях или другого электрического оборудования в помещениях с оборудованием на открытом воздухе в устройствах как AC, так и DC.

Проходной изолятор 1 содержит осевой центральный проводник для проведения электрического тока через стену. Проводник выполнен из алюминия или меди. Проходной изолятор 1 дополнительно содержит центральный фланец 2, который прикреплен к стене и должен, следовательно, иметь потенциал земли GND. Первая 3а секция и вторая 3b секция проходят в осевом направлении от концевых граней центрального фланца и состоят из двух изолирующих трубок, окружающих центральный проводник и обеспеченных юбками из силиконовой резины на их внешней поверхности. Каждая секция 3а, 3b состоит из армированной стекловолокном эпоксидной или фарфоровой трубки, и она заканчивается подходящим фланцем, который уплотняет ее и поддерживает одну концевую часть центрального проводника. Кроме того, каждый фланец имеет зажим 5, который выступает наружу секции для электрического соединения проходного изолятора с устройством высокого напряжения, т.е. кабелем или преобразователями. Оба конца проходного изолятора обычно обеспечены противокоронными защитными элементами 6, окружающими фланцы и соединительные контакты для исключения частичных разрядов в воздухе.

Секция 3а, расположенная в стенах, называется внутренней секцией, другая секция 3b, расположенная снаружи стен, называется внешней секцией.

Проходной изолятор 1 поддерживает осевой проводник электрически изолированным от металлического корпусного оборудования или стен здания при работе с напряжениями несколько тысяч или даже сотен тысяч вольт. Для достижения этой цели проходные изоляторы высокого напряжения основаны на сложных изоляционных системах, способных поддерживать проводник на несколько кВ работающим безопасным образом только в нескольких сантиметрах от заземленного фланца 2.

Традиционные изоляционные системы состоят из проходных изоляторов сухого типа и газового типа.

Основная технология, использующаяся для проходных изоляторов высокого напряжения (ВН) сухого типа, представляет собой БПС (бумага, пропитанная смолой).

Эта конструкции включает в себя специальную бумагу, намотанную вокруг проводника, а также металлические фольги, размещенные в стратегических положениях в этой обмотке. Для достижения его требуемой высокой диэлектрической прочности воздушные или газовые пузырьки не должны захватываться в последовательные слои бумаги. Следовательно, цилиндр намотанной бумаги и фольги тщательно пропитывается специальным смолистым материалом. Два основных недостатка этой технологии представляют собой сложность выполнения и существенная масса конечного узла.

Основная технология, использующаяся для проходных изоляторов ВН газового типа, называется чистым газом. Основная изоляция состоит из сжатого SF6 (эле) газа. Две цели сжатого SF6 газа заключаются в изоляции проводника от потенциала земли и улучшении охлаждения центрального проводника. Способность выполнения вышеупомянутых действий относится к плотности газа. Для работы проходной изолятор заполняется газом с давлением выше или равным 4 бар по манометру при 20°С. Газ вводится через клапан, расположенный в центральном фланце 2.

Технология чистого газа обеспечивает возможность наилучшей работы/весового соотношения по сравнению с технологией сухого типа.

Следует отметить, что часто используется комбинация технологий сухого типа и газового типа: она называется БПС-SF6. Преимущества и ограничения этой технологии общеизвестны для специалиста в данной области.

Стеновые проходные изоляторы для применений высокого или сверхвысокого напряжения AC или DC (как 600 кВ, 820 кВ или 1100 кВ) представляют собой составные части, которые являются крайне длинными (например, в диапазоне от 10 м до 30 м) и особенно тяжелыми.

Следовательно, транспортировка и сборка (или демонтаж) этих составных частей, а также более маленьких проходных изоляторов, требуют сложных машинных и транспортных систем. Кроме того, существует риск внутренних повреждений во время транспортировки, которые не могут легко обнаруживаться посредством проверки, и в случае повреждения ремонт является трудным.

Следовательно, признается, что 20 м длина представляет собой предел, за которым стоимость транспортировки и сложность сборки являются достаточно препятствующими. Таким образом, для проходных изоляторов, предназначенных для напряжений, больших чем 500 кВ DC или 400 кВ AC, инженеры в настоящее время сталкиваются с нерешенными проблемами транспортировки, сборки и технического обслуживания.

Относительная малая масса проходного изолятора, основанного на технологии чистого газа, обеспечивает возможность управления вышеприведенными аспектами отчасти более легким образом. Однако этого не было бы достаточно для решения всех вышеупомянутых проблем.

Следовательно, задача изобретения заключается в нахождении новой конструкции стенового проходного изолятора, основанного на технологии чистого газа, которая решает вышеупомянутые проблемы, связанные с конструкцией большой длины.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к стеновому проходному изолятору высокого напряжения AC или DC, выполненному на технологии чистого газа, который состоит из двух модулей, выполненных в виде вилочного модуля и розеточного модуля.

Модуль вилочного типа образует одну секцию стенового проходного изолятора высокого напряжения AC или DC, выполненного в технологии чистого газа, при этом модуль вилочного типа содержит изоляционную трубку, которая продолжается в осевом направлении на ее первом конце внутренней трубчатой секцией центральной фланцевой части, размещенной на первом конце модуля вилочного типа, при этом изоляционная трубка и центральная фланцевая часть окружают центральный цилиндрический проводник, проводник проходит в осевом направлении вдоль модуля вилочного типа, при этом модуль вилочного типа имеет на его втором конце фланец, который уплотняет его и который поддерживает центральный проводник, при этом модуль вилочного типа выполнен таким образом, чтобы электрически вставляться в модуль розеточного типа, который образует другую секцию стенового проходного изолятора высокого напряжения AC или DC, выполненного в технологии чистого газа, посредством уплотнения обратимым образом центральной фланцевой части модуля вилочного типа центральной фланцевой частью модуля розеточного типа и посредством разъемного соединения центрального проводника модуля вилочного типа с центральным проводником модуля розеточного типа.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения центральная фланцевая часть модуля вилочного типа содержит, по меньшей мере, один поддерживающий изолятор, соединяющий внутреннюю трубчатую секцию центральной фланцевой части модуля вилочного типа со скользящей муфтой, которая окружает центральный проводник, при этом центральный проводник проходит в осевом направлении наружу модуля вилочного типа на его первом конце, причем концевая часть центрального проводника имеет диаметр, уменьшающийся по направлению к его концу.

Предпочтительно концевая часть центрального проводника имеет неодинаковый уменьшающийся диаметр и содержит проводящий участок и проводящий направляющий стержень, который имеет диаметр меньше, чем диаметр проводящего участка. Предпочтительно направляющий стержень, по меньшей мере, частично закрыт на его цилиндрической поверхности втулкой низкого трения для способствования его вставки.

Центральная фланцевая часть модуля вилочного типа может содержать крепежное средство, приспособленное для закрепления модуля вилочного типа на стене.

Модуль розеточного типа образует вторую секцию стенового проходного изолятора высокого напряжения AC или DC, выполненного в технологии чистого газа, при этом модуль розеточного типа содержит изоляционную трубку, которая продолжается в осевом направлении на ее первом конце внутренней трубчатой секцией центральной фланцевой части, размещенной на первом конце модуля розеточного типа, при этом центральная фланцевая часть, изоляционная трубка и центральная фланцевая часть модуля розеточного типа окружают центральный цилиндрический проводник, который проходит в осевом направлении вдоль модуля розеточного типа, при этом модуль розеточного типа имеет на его втором конце фланец, который уплотняет его и который поддерживает центральный проводник, при этом модуль розеточного типа выполнен таким образом, чтобы размещать модуль вилочного типа, образующий внешнюю секцию стенового проходного изолятора высокого напряжения AC или DC, выполненного в технологии чистого газа, посредством уплотнения обратимым образом центральной фланцевой части модуля вилочного типа центральной фланцевой частью указанного модуля розеточного типа и посредством разъемного соединения центрального проводника модуля розеточного типа с центральным проводником модуля вилочного типа.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения длина центрального проводника модуля розеточного типа меньше, чем длина модуля розеточного типа, при этом концевая часть центрального проводника, расположенная на первом конце модуля розеточного типа, обеспечена полым соединительным экраном, который проходит в осевом направлении наружу модуля розеточного типа, при этом соединительный экран содержит отверстие, имеющее увеличивающийся диаметр по направлению к свободной концевой части соединительного экрана, таким образом, чтобы образовывать розетку для размещения приспособленной концевой части центрального проводника модуля вилочного типа и чтобы обеспечивать возможность электрического контакта между центральным проводником вилочного типа и центральным проводником модуля розеточного типа.

Предпочтительно внутренняя секция соединительного экрана имеет первый, второй и третий участки, при этом внутренний диаметр третьего участка приблизительно равен диаметру направляющего стержня центрального проводника модуля вилочного типа, внутренний диаметр второго участка приблизительно равен диаметру проводящего участка центрального проводника модуля вилочного типа, и центральный проводник имеет постоянный основной диаметр на большей части его длины, при этом внутренний диаметр первого участка приблизительно равен основному диаметру.

Центральная фланцевая часть модуля розеточного типа может содержать крепежное средство, приспособленное для закрепления модуля розеточного типа на стене.

Изобретение также относится к стеновому проходному изолятору высокого напряжения AC или DC, выполненному в технологии чистого газа, содержащему модуль розеточного типа и модуль вилочного типа, при этом первый конец модуля вилочного типа и первый конец модуля розеточного типа находятся в контакте, при этом центральный фланец стенового проходного изолятора образован посредством уплотнения обратимым образом центральной фланцевой части модуля вилочного типа и центральной фланцевой части розеточного модуля, при этом центральный проводник стенового проходного изолятора образован посредством центрального проводника вилочного модуля и центрального проводника розеточного модуля, которые электрически соединены на первом конце каждого модуля, при этом фланец каждого модуля имеет соединительный зажим, который выступает из модуля для соединения проходного изолятора с устройствами высокого напряжения, при этом центральный фланец содержит средства для заполнения стенового проходного изолятора газом под высоким давлением.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение будет лучше понятным после прочтения нижеследующего описания иллюстративных вариантов осуществления, данных только для руководства и которые никоим образом не являются ограничивающими, со ссылкой на прилагаемые чертежи.

На фиг. 1 схематично показана общая конструкция стенового проходного изолятора по предшествующему уровню техники;

на фиг. 2 схематично показан продольный разрез общей конструкции модуля в соответствии с изобретением;

на фиг. 3 показана концевая часть центрального проводника модуля вилочного типа на его первом конце в предпочтительном варианте осуществления изобретения;

на фиг. 4 показана конструкция поддерживающих изоляторов в предпочтительном варианте осуществления изобретения;

на фиг. 5 показана центральная фланцевая часть модуля розеточного типа в предпочтительном варианте осуществления изобретения;

на фиг. 6 показана концевая часть центрального проводника модуля розеточного типа и разные участки, составляющие соединительный экран на его первом конце в предпочтительном варианте осуществления изобретения;

на фиг. 7 показан стык, образованный между двумя центральными проводниками, когда модуль вилочного типа и модуль розеточного типа собраны.

Идентичные, аналогичные или эквивалентные части разных чертежей обозначены одинаковыми позициями для облегчения сравнения между разными чертежами.

Разные части, показанные на чертежах, необязательно изображены в одинаковом масштабе для того, чтобы сделать чертежи легче понимаемыми.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Концепция в основе изобретения заключается в разработке стенового проходного изолятора, который может быть изготовлен в виде узла, выполненного из двух разных функциональных модулей: модуля вилочного типа и модуля розеточного типа.

Следовательно, транспортировка и сборка стенового проходного изолятора высокого напряжения AC или DC на основе технологии чистого газа значительно упрощена, особенно так как технология чистого газа предусматривает легковесные конструкции.

Следовательно, если условия транспортировки идентифицируются как трудные, каждый отдельный модуль может перевозиться в относительно небольших коробках, и, таким образом, уменьшая риски повреждения во время транспортировки. Кроме того, эта концепция обеспечивает возможность транспортировки очень больших узлов, иным образом невозможной.

На фиг. 2 показан продольный разрез общей конструкции модуля 20, 30, которые также могут называться модулем вилочного типа или модулем розеточного типа. Спецификация каждого модуля будет описана позже в описании.

Модули как вилочного типа 20, так и розеточного типа 30 основаны на технологии чистого газа. Модуль 20 вилочного типа образует одну из двух секций (внешнюю секцию для использования на открытом воздухе или внутреннюю секцию для использования внутри помещений) стенового проходного изолятора высокого напряжения AC или DC, тогда как модуль 30 розеточного типа образует соответствующую другую секцию (внутреннюю секцию или внешнюю секцию) того же проходного изолятора.

Каждый модуль содержит изоляционную трубку 3, которая проходит в осевом направлении на ее первом конце с внутренней трубчатой секцией центральной фланцевой части 2а, 2b, размещенной на первом конце модуля 21, 31. Изоляционная трубка 3 выполнена из изоляционного материала, отличающегося высокими механическими, электрическими, термическими и резистентными качествами. Например, изоляционная трубка может быть выполнена из армированной стекловолокном эпоксидной трубки с юбками из силиконовой резины, формирующимися посредством экструзии на ее внешней поверхности, или выполнена из традиционного фарфорового изолятора.

Центральная фланцевая часть 2а, 2b модуля выполнена из проводящего материала, такого как алюминий. Центральная фланцевая часть 2а модуля 20 вилочного типа выполнена так, чтобы обратимым образом уплотняться центральной фланцевой частью 2b модуля 30 розеточного типа.

Изоляционная трубка 3 и центральная фланцевая часть 2а, 2b каждого модуля окружают центральный цилиндрический проводник 15а, 15b, имеющий основной диаметр. Центральный цилиндрический проводник 15а, 15b выполнен из алюминия или меди и проходит в осевом направлении вдоль модуля 20, 30.

Каждый модуль 20, 30 имеет на его втором конце 22, 32 фланец 4, который уплотняет модуль, поддерживает концевую часть центрального проводника 15а, 15b, поддерживая его в центре изоляционной трубки. Фланец 4 также поддерживает соединительный зажим 5, который выступает наружу модуля и соединяет центральный проводник 15а, 15b с устройствами AC или DC силовой установки. В действительности конструкция выполнена таким образом, чтобы обеспечивать возможность прохождения электрического тока от соединительного зажима 5 через фланец 4 и в центральный проводник 15а, 15b.

Кольцеобразный экран 6 предпочтительно смонтирован на второй концевой части каждого модуля 22, 32 для уменьшения до минимума частичных разрядов и ионизации в воздухе.

В предпочтительном варианте осуществления соответствующие соединения изоляционной трубки 3 с центральной фланцевой частью 2а, 2b и фланцем 4 состоят из литого или механически обработанного алюминия и скреплены винтами и гайками и обеспечены с уплотнителями, такими как прокладки уплотнительного кольца.

Предпочтительно множество внутренних полых защитных элементов 16, 17 смонтировано в каждом модуле 20, 30. Первый внутренний экран 16 смонтирован на фланце 4, а второй внутренний экран 17 смонтирован на центральной фланцевой части 2а, 2b. Эти внутренние защитные элементы 16, 17 предпочтительно выполнены из алюминия или другого проводящего материала, и они локально управляют электрическим полем. Это улучшает эксплуатационные характеристики изоляционной трубки 3 относительно центрального проводника 15а, 15b.

Форма этих внутренних защитных элементов 16, 17 оптимизирована для уменьшения поверхностного электрического поля на изоляционной трубке 3 и также для уменьшения до минимума накапливания заряда на ее поверхности. Следовательно, каждый экран 16, 17 имеет параболоидную форму, сечение которой уменьшается по направлению к центру изоляционной трубки 3.

Простая конструкция каждого модуля 20, 30 и ограниченное количество частей, использующихся в обоих модулях, существенно уменьшает производственные затраты.

Разделение стенового проходного изолятора на два модуля 20, 30 также обеспечивает возможность проверки и испытания каждого модуля до сборки. Следовательно, риск сборки дефектных частей существенно уменьшен.

Признаки каждого модуля 20, 30 будут описаны во взаимосвязи с фиг. 3-6.

На фиг. 3 показана концевая часть центрального проводника модуля вилочного типа на его первом конце в предпочтительном варианте осуществления изобретения.

Первый конец 21 модуля 20 вилочного типа выполнен таким образом, чтобы размещать с возможностью удаления модуль 30 розеточного типа посредством уплотнения обратимым образом центральной фланцевой части 2а модуля 20 вилочного типа относительно центральной фланцевой части 2b модуля 30 розеточного типа и посредством электрического соединения центрального проводника 15а модуля 20 вилочного типа с центральным проводником 15b модуля 30 розеточного типа.

С этой целью предпочтительный вариант осуществления изобретения заключается в том, что центральный проводник 15а проходит в осевом направлении наружу модуля 20 вилочного типа на его первом конце 21. Центральный проводник 15а имеет постоянный основной диаметр вдоль модуля за исключением на его первом конце 21, где концевая часть центрального проводника 15а имеет диаметр, уменьшающийся по направлению к его концу.

В действительности, концевая часть центрального проводника 15а имеет неодинаковый уменьшающийся диаметр и содержит проводящий участок 25 и металлический направляющий стержень 26, который имеет диаметр меньше, чем диаметр проводящего участка 25.

Проводящий участок 25 оснащен, по меньшей мере, одним окружным пружинным контактом 28.

В примере, показанном на фиг. 3, направляющий стержень 26 представляет собой часть, которая ввинчена в проводящий участок 25. Однако направляющий стержень 26 и проводящий участок 25 могут быть выполнены в виде одного целого. В качестве альтернативы направляющий стержень 26 может привариваться к проводящему участку 25.

Предпочтительно направляющий стержень 26, по меньшей мере, частично закрыт на его цилиндрической поверхности пластиковой втулкой 27 низкого трения для способствования его вставки в розетку, при этом соединяя центральный проводник 15а модуля 20 вилочного типа с центральным проводником 15b модуля 30 розеточного типа. Втулка 27 может быть выполнена из полимерного материала, такого как ПЭТ или ПТФЭ.

Такой вилочный модуль 20 также содержит поддерживающее средство для обеспечения изоляции и механической поддержки центрального проводника 15а на первом конце 21 модуля (при этом центральный проводник поддерживается посредством фланца 4 на втором конце модуля). Это поддерживающее средство содержит, по меньшей мере, один поддерживающий изолятор, который соединяет внутреннюю трубчатую секцию центральной фланцевой части 2а модуля 20 вилочного типа со скользящей муфтой, которая окружает центральный проводник 15а. Скользящая муфта обеспечивает возможность осевых перемещений вследствие термического расширения центрального проводника 15а.

Описание этого поддерживающего средства будет выполняться относительно фиг. 4, на которой показана его конструкция в предпочтительном варианте осуществления изобретения. Концевая часть центрального проводника 15а не показана для облегчения понимания фиг. 4.

В этом варианте осуществления поддерживающее средство содержит три поддерживающих изолятора 41, 42, 43, равномерно распределенных (3 шт. со смещением на 120°) вокруг центрального проводника 15а, который они поддерживают. Каждый поддерживающий изолятор 41, 42, 43 прикреплен на одном из его концов к внутренней поверхности центральной фланцевой части 2а модуля 20 вилочного типа, при этом другой конец не прикреплен непосредственно к центральному проводнику 15а, а закреплен на металлической скользящей муфте 44, которая является соосной с центральным проводником 15а. Металлическая скользящая муфта 44 электрически соединена с центральным проводником 15а посредством подходящих скользящих или гибких электрических контактов.

Следовательно, когда центральный проводник 15а расширяется вследствие термического эффекта, он может свободно перемещаться внутри муфты 44 без риска сгибания центрального проводника 15а или передачи механических усилий на поддерживающие изоляторы 41, 42, 43.

Предпочтительно металлическая скользящая муфта 44 электрически экранирована для уменьшения до минимума эффекта интенсивности электрического поля на поддерживающих изоляторах 41, 42, 43.

Предпочтительно поддерживающие изоляторы 41, 42, 43 выполнены из эпоксидной смолы с минеральными изоляционными составными частями, и их форма оптимизирована для уменьшения поверхностного электрического поля для уменьшения до минимума накапливания заряда на поверхности поддерживающих изоляторов.

Фиг. 5 показывает центральную фланцевую часть модуля розеточного типа и фокусируется на концевой части центрального проводника модуля розеточного типа на его первом конце.

На фиг. 5 модуль 30 розеточного типа выполнен таким образом, чтобы образовывать внутреннюю секцию стенового проходного изолятора высокого напряжения AC или DC. Следовательно, конструкция центральной фланцевой части 2b модуля 30 розеточного типа содержит крепежные средства для закрепления модуля на стене.

В примере, показанном на фиг. 5, эти крепежные средства представлены крепежной пластиной 29, приваренной к центральной фланцевой части. Эта пластина выполнена таким образом, чтобы монтироваться, например, посредством винтов, вдоль стены.

В соответствии с изобретением центральная фланцевая часть, на которой обеспечено крепежное средство, может представлять собой либо центральную фланцевую часть 2а модуля 20 вилочного типа, либо центральную фланцевую часть 2b модуля 30 розеточного типа.

Центральная фланцевая часть 2b модуля розеточного типа также обеспечена множеством просверленных отверстий 38 для обеспечения возможности вставки удаляемых поддерживающих элементов 39 таким образом, чтобы служить в качестве механических поддерживающих элементов для центрального проводника на первом конце 31 модуля розеточного типа, являющегося центральным проводником 15b, поддерживающимся посредством фланца 4 на втором конце 32 модуля, во время фаз сборки или транспортировки модуля 30 розеточного типа.

Эти отверстия 38 представляют собой сквозные отверстия, которые просверлены на поверхности центральной фланцевой части и через ее толщину.

В действительности во время этих фаз центральный проводник 15b должен поддерживаться посредством этих предварительных удаляемых поддерживающих элементов 39, выполненных, например, из пластика, для предотвращения его перемещения и, таким образом, исключения повреждения модуля.

Первый конец 31 модуля 30 розеточного типа выполнен таким образом, чтобы размещать с возможностью удаления модуль 20 вилочного типа посредством уплотнения обратимым образом центральной фланцевой части 2b модуля 30 розеточного типа относительно центральной фланцевой части 2а модуля 20 вилочного типа и посредством электрического соединения центрального проводника 15b модуля 30 розеточного типа с центральным проводником 15а модуля 20 вилочного типа.

С этой целью длина центрального проводника 15b модуля 30 розеточного типа меньше, чем длина модуля 30 розеточного типа.

Предпочтительно проводник 15b имеет постоянный диаметр вдоль модуля розеточного типа и этот диаметр равен основному диаметру центрального проводника 15а модуля вилочного типа.

Так как центральный проводник 15b поддерживается посредством фланца 4 на втором конце 32 модуля 30 розеточного типа, свободная концевая часть центрального проводника 15b, расположенная на первом конце 31 модуля 30 розеточного типа, обеспечена полым соединительным экраном 40, который удлиняет в осевом направлении центральный проводник 15b наружу модуля 30 розеточного типа. Соединительный экран 40 содержит отверстие, которое имеет увеличивающийся диаметр по направлению к свободной концевой части экрана таким образом, чтобы образовывать розетку для размещения приспособленной концевой части центрального проводника 15а модуля 20 вилочного типа и, следовательно, обеспечения возможности электрического контакта между центральным проводником 15а модуля 20 вилочного типа и центральным проводником 15b модуля 30 розеточного типа.

В действительности в предпочтительном варианте осуществления изобретения отверстие имеет неодинаковый увеличивающийся диаметр. Следовательно, отверстие осуществлено таким образом, что соединительный экран 40 имеет внутреннюю секцию, которая имеет три разных участка, каждый имеющий разный диаметр, и, таким образом, экран 40 выполнен таким образом, чтобы размещать неодинаковый уменьшающийся диаметр центрального проводника 15а модуля 20 вилочного типа, как описано выше.

Когда свободный конец центрального проводника 15а модуля 20 вилочного типа вставлен в соединительный экран 40, электрический контакт возникает между свободным концом направляющего стержня 26 и свободным концом центрального проводника 15b модуля розеточного типа.

В таком случае образуется электрический и механический соединительный стык. Этот стык или уплотнение выполнено таким образом, чтобы обеспечивать компенсацию термического расширения двух секций проводника. В действительности, по меньшей мере, один окружной пружинный контакт 28, расположенный на проводящем участке 25, обеспечивает возможность компенсации какого-либо термического расширения обоих проводников 15а, 15b, когда они соединены.

На фиг. 6 показаны другие участки, составляющие этот соединительный стык.

Длина и диаметр третьего 36, второго 35 и первого 34 участков выбираются для того, чтобы соответствующим образом размещать направляющий стержень 26 с втулкой 27, если она осуществлена, проводящий участок 25 и часть центрального проводника 15а модуля вилочного типа. Кроме того, эти участки выполнены таким образом, чтобы обеспечивать возможность термического расширения либо центрального проводника 15а модуля 20 вилочного типа, либо центрального проводника 15b модуля 30 розеточного типа или обоих проводников. Следовательно, внутренний диаметр третьего участка 36 приблизительно равен диаметру направляющего стержня 26 центрального проводника 15а модуля 20 вилочного типа, при этом внутренний диаметр второго участка 35 приблизительно равен диаметру проводящего участка 25 центрального проводника 15а модуля 20 вилочного типа, и внутренний диаметр первого участка 34 приблизительно равен основному диаметру центрального проводника 15а модуля 20 вилочного типа.

Под термином приблизительно равен понимается, что диаметры первого 34, второго 35 и третьего 36 участков выбираются незначительно больше, чем диаметры основного проводника 15а, проводящего участка 25 и направляющего стержня 26 соответственно для того, чтобы обеспечить незначительный зазор для компенсации термического расширения проводников 15а, 15b, как объяснено выше.

Сборка двух модулей теперь будет описываться относительно фиг.2 и 7.

На фиг. 7 показан соединительный стык, образованный между двумя центральными проводниками 15а, 15b, когда модуль 20 вилочного типа и модуль 30 розеточного типа собраны. На фиг. 7, концевая часть проводника 15а модуля вилочного типа частично вставлена в концевую часть проводника 15b модуля 30 розеточного типа.

Сборка модуля вилочного типа и модуля розеточного типа дает в результате стеновой проходной изолятор высокого напряжения AC или DC, выполненный в технологии чистого газа.

Если два модуля имеют рациональные размер и массу, является возможным собрать оба модуля 20, 30 непосредственно на стене. В этом случае секция, обеспеченная с крепежной пластиной 29 (которая нормально также внутренняя секция), представляет собой часть, которая будет устанавливаться первой на стену.

Первый конец 21 модуля вилочного типа и первый конец 31 модуля розеточного типа вставляются друг в друга, и электрический стык образуется между двумя центральными проводниками 15а, 15b.

Более конкретно, центральная фланцевая часть 2а модуля вилочного типа и центральная фланцевая часть 2b розеточного модуля прикрепляются друг к другу, при этом между центральными проводниками 15а, 15b образуется точный стык посредством вставки направляющего стержня 26 в третий участок 36. Получающийся центральный фланец стенового проходного изолятора выполняется таким образом, чтобы электрически соединяться с землей и прикрепляться к стене посредством крепежной пластины 29. Две центральные фланцевые части 2а, 2b прикрепляются друг к другу посредством винтов и гаек, и уплотнение между обеими частями обеспечивается посредством уплотнений, таких как уплотнительные кольца, для обеспечения газонепроницаемости. Следовательно, две центральные фланцевые части уплотняются обратимым образом, так как посредством такого простого средства прикрепления, является возможным снова отделить два модуля.

Таким образом, является возможным легко заменить деформированный модуль новым модулем такого же типа. Это представляет двойное преимущество: с одной стороны, является возможным заменить модуль без необходимости смены всего стенового проходного изолятора. С другой стороны, смена требует меньше рабочей силы или специализированного оборудования, так как размеры манипулируемого модуля уменьшены, и его демонтаж может выполняться непосредственно со стены.

Следовательно, внешняя секция стенового проходного изолятора, которая подвергается изменяющимся погодным условиям, может легко заменяться без необходимости смены всего стенового проходного изолятора. Кроме того, концепция выполнения стенового проходного изолятора в двух модулях обеспечивает возможность разъединения двух модулей для проверки защитных элементов 16, 17, 40 и окружного стыка между центральным проводником 15а модуля вилочного типа и скользящей муфтой. Таким образом, поврежденная часть может легко заменяться на месте с существенной экономией времени и затрат.

После сборки модуля вилочного типа и модуля розеточного типа удаляемые поддерживающие элементы 39 удаляются, и просверленные отверстия 38 будут закрываться посредством подходящих фланцев, обеспеченных уплотняющими прокладками.

Средства для заполнения газом и оборудование для управления газом устанавливаются на центральный фланец, нормально на внешнюю секцию, для того, чтобы быть легко доступными, когда проходной изолятор обесточивается и заземляется.

1. Модуль (20) вилочного типа, образующий одну секцию стенового проходного изолятора высокого напряжения переменного тока (AC) или постоянного тока (DC), выполненного в технологии чистого газа, при этом модуль вилочного типа содержит изоляционную трубку (3), которая продолжается в осевом направлении на ее первом конце внутренней трубчатой секцией центральной фланцевой части (2а), размещенной на первом конце (21) модуля вилочного типа, при этом изоляционная трубка (3) и указанная центральная фланцевая часть (2а) окружают центральный цилиндрический проводник (15а), причем проводник проходит в осевом направлении вдоль модуля вилочного типа и имеет концевую часть на первом конце (21) модуля вилочного типа, при этом модуль вилочного типа имеет на его втором конце (22) фланец (4), который уплотняет его и который поддерживает центральный проводник, при этом модуль вилочного типа выполнен таким образом, чтобы электрически вставляться на рабочем месте в модуль (30) розеточного типа, который образует другую секцию стенового проходного изолятора высокого напряжения AC или DC, выполненного в технологии чистого газа, посредством уплотнения обратимым образом центральной фланцевой части (2а) модуля вилочного типа центральной фланцевой частью (2b) модуля розеточного типа и посредством разъемного соединения концевой части центрального проводника (15а) модуля вилочного типа с центральным проводником (15b) модуля розеточного типа, таким образом, вилочный и розеточный модули могут быть транспортированы в виде отдельных частей, подлежащих сборке на месте.

2. Модуль вилочного типа по п. 1, в котором центральная фланцевая часть (2а) модуля вилочного типа содержит, по меньшей мере, один поддерживающий изолятор (41, 42, 43), соединяющий внутреннюю трубчатую секцию центральной фланцевой части (2а) модуля вилочного типа со скользящей муфтой (44), которая окружает центральный проводник (15а), при этом центральный проводник проходит в осевом направлении наружу модуля вилочного типа на его первом конце, причем концевая часть центрального проводника имеет диаметр, уменьшающийся по направлению к его концу.

3. Модуль вилочного типа по п. 2, в котором концевая часть центрального проводника (15а) имеет неодинаковый уменьшающийся диаметр и содержит проводящий участок (25) и проводящий направляющий стержень (26), который имеет диаметр меньше, чем диаметр проводящего участка.

4. Модуль вилочного типа по п. 3, в котором проводящий участок (25) оснащен, по меньшей мере, одним окружным пружинным контактом (28).

5. Модуль вилочного типа по п. 3, в котором направляющий стержень (26), по меньшей мере, частично закрыт на его цилиндрической поверхности втулкой (27) низкого трения для обеспечения его вставки.

6. Модуль вилочного типа по п. 1, в котором центральная фланцевая часть (2а) содержит крепежное средство (29), выполненное с возможностью закрепления модуля вилочного типа на стене.

7. Модуль (30) розеточного типа, образующий вторую секцию стенового проходного изолятора высокого напряжения переменного тока (AC) или постоянного тока (DC), выполненного в технологии чистого газа, при этом модуль розеточного типа содержит изоляционную трубку (3), которая продолжается в осевом направлении на ее первом конце внутренней трубчатой секцией центральной фланцевой части (2b), размещенной на первом конце (31) модуля розеточного типа, при этом центральная фланцевая часть (2b), изоляционная трубка и центральная фланцевая часть (2b) модуля розеточного типа окружают центральный цилиндрический проводник (15b), который проходит в осевом направлении вдоль модуля розеточного типа и имеет концевую часть на первом конце (31) модуля розеточного типа, при этом модуль розеточного типа имеет на его втором конце (32) фланец (4), который уплотняет его и который поддерживает центральный проводник (15b), при этом модуль розеточного типа выполнен таким образом, чтобы размещать на рабочем месте модуль (20) вилочного типа, образующий внешнюю секцию стенового проходного изолятора высокого напряжения AC или DC, выполненного в технологии чистого газа, посредством уплотнения обратимым образом центральной фланцевой части (2а) модуля вилочного типа центральной фланцевой частью (2b) модуля розеточного типа и посредством разъемного соединения концевой части центрального проводника (15b) модуля розеточного типа с концевой частью центрального проводника (15а) модуля вилочного типа, таким образом, вилочный и розеточный модули могут быть транспортированы в виде отдельных частей, подлежащих сборке на месте.

8. Модуль розеточного типа по п. 7, в котором длина центрального проводника (15b) модуля розеточного типа меньше, чем длина модуля розеточного типа, при этом концевая часть центрального проводника, расположенная на первом конце (31) модуля розеточного типа, обеспечена с полым соединительным экраном (40), который проходит в осевом направлении наружу модуля розеточного типа, при этом соединительный экран (40) содержит отверстие, имеющее увеличивающийся диаметр по направлению к свободной концевой части соединительного экрана, таким образом, чтобы образовывать розетку для размещения приспособленной концевой части центрального проводника (15а) модуля (20) вилочного типа и чтобы обеспечивать возможность электрического контакта между центральным проводником вилочного типа (20) и центральным проводником модуля розеточного типа.

9. Модуль розеточного типа по п. 8, в котором внутренняя секция соединительного экрана (40) имеет первый (34), второй (35) и третий (36) участки, при этом внутренний диаметр третьего участка (36) приблизительно равен диаметру направляющего стержня (26) центрального проводника модуля вилочного типа, внутренний диаметр второго участка (35) приблизительно равен диаметру проводящего участка (25) центрального проводника модуля вилочного типа, и центральный проводник (15а) имеет постоянный основной диаметр на большей части его длины, при этом внутренний диаметр первого участка (34) приблизительно равен основному диаметру.

10. Модуль розеточного типа по п. 7, в котором центральная фланцевая часть (2b) содержит крепежное средство (29), выполненное с возможностью закрепления модуля розеточного типа на стене.

11. Модуль розеточного типа по п. 7, в котором указанная центральная фланцевая часть (2b) содержит множество просверленных отверстий (38) для обеспечения возможности вставки удаляемых поддерживающих элементов (39) таким образом, чтобы служить в качестве механических поддерживающих элементов для центрального проводника (15b) на первом конце (31) модуля розеточного типа.

12. Стеновой проходной изолятор высокого напряжения переменного тока (AC) или постоянного тока (DC), выполненный в технологии чистого газа, содержащий модуль розеточного типа по п. 7 и модуль вилочного типа по п. 1, при этом первый конец (21) модуля вилочного типа и первый конец (31) модуля розеточного типа находятся в контакте, при этом центральный фланец стенового проходного изолятора образован посредством уплотнения обратимым образом центральной фланцевой части (2а) модуля вилочного типа и центральной фланцевой части (2b) розеточного модуля, при этом центральный проводник стенового проходного изолятора образован посредством центрального проводника (15а) вилочного модуля и центрального проводника (15b) розеточного модуля, которые электрически соединены на первом конце каждого модуля, при этом фланец (4) каждого модуля имеет соединительный зажим (5), который выступает из модуля для соединения проходного изолятора с устройствами высокого напряжения, при этом центральный фланец содержит средство для заполнения стенового проходного изолятора газом под высоким давлением.



 

Похожие патенты:

Предложенная конструкция и способ изготовления герметичного ввода используются в ракетной техники при строительстве специальных фортификационных сооружений, подвергающихся воздействию внешних нагрузок, включая поражающие факторы ядерных взрывов.

Изобретение относится к узлам высоковольтного ввода. Узел высоковольтного ввода (1) включает изоляционную втулку (20), которая выполнена из высокопрочного глиноземистого фарфора и предназначена для того, чтобы окружать проводник (10), фланец (30), расположенный на внешней поверхности изолирующей трубки, и полосу полупроводниковой глазури (22,23), расположенную на внешней поверхности изоляционной втулки, удаленную от конца изоляционной втулки.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к кабельным вводам, работающим в жидких и газообразных средах, где требуются герметичность и надежность конструкции.

Изобретение относится к проходному изолятору для баков электрических трансформаторов, распределительных шкафов и др. Изолятор состоит из центрального соединительного стержня (10), установленного вдоль продольной оси (10у), из втулки (20), расположенной соосно вокруг центрального соединительного стержня (10) и содержащей цилиндрический кожух (21), расположенный в радиальном направлении с промежутком (D-21) относительно центрального соединительного стержня (10) и содержащий внутреннюю поверхность (22), из датчика (30) электрического и/или магнитного поля, расположенного в зоне внутренней поверхности (22) цилиндрического кожуха (21) втулки (20), и из несущего корпуса (40), выполненного из диэлектрического материала с возможностью установки и размещения в нем центрального соединительного стержня (10), втулки (20) и датчика (30) электрического и/или магнитного поля, при этом на центральном соединительном стержне установлен по меньшей мере один экранирующий элемент (161, 162/261, 262/361, 362).

Изобретение относится к электрическим изоляторам, предназначенным для использования в конструкциях генераторов высокого напряжения, в ускорителях заряженных частиц и в других вакуумных высоковольтных установках.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к высоковольтной импульсной технике, и может быть использовано при проектировании высоковольтных секционированных изоляторов для вакуумных камер.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к изготовлению секционированных проходных изоляторов. В способе определения оптимального числа секций в проходном высоковольтном вакуумном изоляторе, выполненном в виде чередующихся кольцевых, дисковых или цилиндрических элементов из изоляционного материала и прокладок из проводящего материала заданной толщины b, предварительно снимают зависимость пробивного напряжения по поверхности элемента из изоляционного материала, помещенного в вакуум, от толщины d указанного элемента, строят график снятой зависимости, аппроксимируют построенный график степенной функцией вида U=kdα, определяют коэффициенты k и α в упомянутой зависимости, используя экспериментальные данные, полученные при снятии зависимости пробивного напряжения по поверхности элемента из изоляционного материала от его толщины, затем рассчитывают оптимальную толщину и количество секций по определенным зависимостям.

Проходной элемент для прохода функционального элемента через отверстие электрически изолированным образом, при этом проходной элемент пригоден для использования в условиях окружающей среды с температурами выше 260°С и/или давлением выше 289,6 МПа (42000 фунтов/дюйм2), при этом проходной элемент включает в себя опорный корпус, по меньшей мере, с одним отверстием для прохода, в котором расположен, по меньшей мере, один функциональный элемент в электрически изолирующем фиксирующем материале; электрически изолирующий материал электрически изолирует функциональный элемент от опорного корпуса, при этом электрически изолирующий материал содержит стекло или стеклокерамику с удельным объемным сопротивлением более 1,0·1010 Ом.см при температуре 350°C.

Изобретение относится к изготовлению секционированных проходных изоляторов. В способе определения оптимального числа секций N секционированного изолятора заданной высоты H, выполненного в виде чередующихся кольцевых, дисковых или цилиндрических элементов из изоляционного материала и прокладок из проводящего материала заданной толщины b, предварительно снимают зависимость пробивного напряжения U по поверхности диэлектрика, помещенного в вакуум, от толщины диэлектрика d, аналитическое описание которой представляют в виде степенной функции U=kdα, и, используя полученные при снятии зависимости пробивного напряжения по поверхности диэлектрика от его толщины экспериментальные данные, определяют коэффициенты k и α в упомянутой функции.

Изобретение относится к электроэнергетическим устройствам и может быть использовано для передачи электрической энергии посредством кабелей, проводов, жгутов различных конструкций в герметичных системах.
Наверх