Высоковольтный кабель

 

и 11 72508 9

О АНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ беюз Сееетеклк

Сс11нелнстлческлк

Республнк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.04.77 (21) 2478417/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.03.80. Бюллетень № 12 (45) Дата опубликования описания 30.03.80 (51) M. Кл.

Н 01В 7/03

Гасударственный кемнтет

СССР пе делам нзсбретенлй н сткрытнл (53) УДК 621.315 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. А. Бибергаль, Н. И. Городецкая, H. В. Пушков и С. С. Соломоник (71) Заявитель (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ КАБЕЛЬ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к области кабельной техники, и может быть использовано при проектировании и изготовлении малогабаритных импульсных кабелей. 5

Известны высоковольтные кабели с высокой электрической прочностью и однородностью изоляции (1). В этих известных кабелях высокие электроизоляционные характеристики достигаются введением двух 1О дополнительных слоев в основной слой изоляции из материала с высокой диэлектрической проницаемостью, причем внутренний слой материала с высокой диэлектрической проницаемостью должен располагаться обя- 15 зательно поверх слоя из полупроводящего материала.

Недостатками известной конструкции являются ее сложность, трудоемкость изготовления и большие габариты, определяе- 2р мые наличием дополнительных слоев. Кроме того, наличие полупроводящего слоя приводит к тому, что известные кабели не могут быть использованы в режиме передачи униполярных импульсов с фронтом ме- 25 нее 1 мкс из-за больших потерь в полупроводящем слое.

Известен малогабаритный кабель для передачи униполярных импульсов, имеющий малые габариты и простую конструк- зО цию (2).

К недостаткам этого кабеля относятся неоднородность изоляции и большой разброс значений электрической прочности, что в свою очередь определяет низкое значение надежности кабеля.

Цель изобретения — увеличение надежности импульсного кабеля путем снижения уровня местных перенапряжений.

Поставленная цель достигается тем, что он содержит дополнительный изоляционныи слой, расположенный между жилой и основной изоляцией и выполненный из материала с диэлектрической проницаемостью, не менее чем вдвое превышающей диэлектрическую проницаемость материала основной изоляции, а пространство между внутренней поверхностью дополнительного слоя и поверхностью жилы заполнено материалом, диэлектрическая проницаемость которого не меньше диэлектрической проницаемости материала дополнительного слоя. При этом соотношение толщин основной изоляции и дополнительного слоя доло жно быть в пределах = 0,08 — 0,3, в-+- л где 6 — толщина дополнительной изоляции;

Л вЂ” толщина основной изоляции.

С целью улучшения характеристик кабелей при работе в режиме передачи коротких импульсов с длительностью фронта менее 0,1 мкс, диэлектрическая проницаемость

725089

Толщина изоляции (суммарная), мм

Материал дополйитель-ного слоя

Толщина дополнительного слоя, мм

Материал заполнения

Диаметр жилы, мм

Материал изоляции

Отношение

Поливинилиденфторид

То же

0,06

Поливинилиденфторид

То же

0,54

0,3

0,2

0,06

0,06

0,1

0,15

0,25

ПЭ, Ф-4МБ ф-4MB

ПЭ

ПЭ

ПЭ

0,78

1,3

1,6

3,2

6,5

0,61

0,35

0,45

0,9

2,65

0,1

0,17

0,22

0,17

0,09 дополнительного слоя должна не менее чем втрое превышать диэлеКтрическую проницаемость материала основной изоляции, а жила должна быть выполнена из металла с работой выхода не ниже 3 эВ.

При использовании кабеля в условиях воздействия повышенных температур в качестве материала заполнения и дополнительного слоя может использоваться поливинилиденфторид.

На фиг. 1 изображен кабель, поперечный разрез.

Он содержит центральную жилу 1, дополнительный слой 2, основную изоляцию 3, экран 4, защитную оболочку 5, межпроволочное заполнение 6.

На фиг. 2 приведена зависимость пробивного напряжения от отношения толщины дополнительного слоя к суммарной толщине изоляции. По оси абсцисс отложена суммарная толщина, по оси ординат — пробивное напряжение. Зависимость А приведена для суммарной толщины 1,11 мм, зависимость Б — для толщины 0,61 мм.

Эксплуатационные испытания показали высокую надежность работы этих кабелей в режиме передачи униполярных импульсов с напряжением от 10 до 30 кВ и длительностью фронта менее 1 мкс.

Формула изобретения

1. Высоковольтный кабель, преимущественно для передачи высоковольтных импульсов с длительностью фронта менее

1 мкс, содержащий центральную многопроволочную жилу, основную изоляцию, расположенную концентрично с токопроводящей жилой, и экран, расположенный поверх изоляции, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности кабеля путем снижения уровня местных перенапряжений, он содержит дополнительный изоляционный слой, расположенный между жилой и основной изоляцией и выполненный из материала с диэлектрической проницаемостью, не менее чем вдвое превышающей диэлектрическую проницаемость материала основной изоляции, а пространство между внутренней поверхностью дополнительного изоляционного слоя и поверхноПри приложении импульсного напряжения между центральной жилой 1 и экраном

4 электроны, инжектируемые в изоляцию из. жилы, разгоняются полем и образуют

5 первоначальные лавины, которые при повышении приводят к пробою изоляции. Однако дополнительный слой 2 и межпроволочное заполнение 6 благодаря высокой диэлектрической проницаемости снижают зна10 чение напряженности в непосредственной близости к центральному электроду, в силу чего нарушаются условия, необходимые для зарождения первичных лавин. В то же время, дополнительный слой, занимая часть

15 объема изоляции, увеличивает напряженность поля в основной изоляции, что в свою очередь приводит к возникновению максимума в зависимости электрической прочности изоляции от толщины дополнительного

20 слоя.

В соответствии с изобретением изготовлены малогабаритные каоели для работы в импульсном режиме (см. таблицу). стью проволок, образующих жилу, заполнено материалом, диэлектическая проницаемость которого не меньше диэлектрической проницаемости материала дополнительного слоя, при этом соотношение толщин основ30 ной и дополнительной изоляции должно о быть в пределах = 0,08 — 0,30, где о - - Л б — толщина дополнительной изоляции;

Л вЂ” толщина основной изоляции.

35 2. Кабель по и. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности при работе в режиме передачи импульсов с длительностью фронта менее 0,1 мкс, материал дополнительного слоя имеет диэлек40 трическую проницаемость не менее чем втрое превышающую диэлектрическую проницаемость материала основной изоляции, при этом токопроводящая жила выполнена из металла с работой выхода не менее

3 эВ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3885085, НКИ 174—

36, 1975.

50 2. Технические условия ТУ 16-505.379 — 72.