Способ очистки газового диэлектрика в высоковольтных газоизолированных устройствах

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1,790025 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 281?78 (21) 2703566/24-07 (51)М. Кл. с присоединением заявки М—

К 01 В 9/06

f осударствеиный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 23.12.80, Бюллетень Йо 47

Дата опубликования описания 23,1280 (53} УДК 621.315, (088.8) (72) Авторы изобретения

А.Л.Виленчук и В.Г.Титкова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВОГО ДИЭЛЕКТРИКА

В ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ГАЗОИЗОЛИРОВАННЫХ

УСТРОЙСТВАХ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при производстве и эксплуатации высоковольтного энергетического оборудования, например комплектных распределительных устройств и токопроводов, изолированных сжатым газом, например SP< .

Анализ влияния количества загрязнений на снижение электрической проч- 1О ности газовой изоляции, свободной от частиц, показывает, что частицы или конгломераты частиц с линейными размерами до 2-3 мм снижают электрическую прочность газовой изоляции до

30-40%, Практика выбора изоляции с применением газообразного диэлектрика при учете кратности коммутационных перенапряжений и вероятности перекрытия загрязненной газовой изоляции 29 показывает, что уровень электрической прочности загрязненной в процессе монтажа и эксплуатации изоляции должен превышать уровень коммутаци онных перенапряжений на 15-204. Та- 25 ким образом, расчетный уровень изо« ляции с учетом загрязнений должен быть на 50-60% выше уровня коммутационных перенапряжений. Улучшение ,степени очистки газового диэлектри- 3() ка позволяет уменьшить радиальные размеры устройств, снизить металлоемкость, трудоемкость изготовления и стоимость.

Для иллюстрации этого положения приведен график, на котором условно показаны состояние газовой изоляции при разных степенях загрязнения, уровни изоляции и воздействующих напряжений, где Ен — напряженность электрического поля, воздействующего на частицы при номинальном напряжении 0и; Екп — напряженность электрического поля, воздействующего на частицы при коммутационных перенапряжениях, ограниченных до величины 0 кп =

0н Ккп; Ккп — расчетная кратность коммутационных перенапряжений; Ерп,„ расчетный уровень загрязненной газовой изоляции, выдерживающий коммутационные перенапряжения за весь срок службы, равный величине, не меньшей, чем .Екп

; Ь «п — с«аы«аРтное отклонение разрядных напряжений при коммутационных воздействиях, например, для Вишь равное 0,05-0,0Ч; Ер расчетный уровень изоляции, которому соответствует количество загрязнений о» 0; Ер (-и) — примерный ход зависимо

790025 ти Ер от количества загрязнений П;

К вЂ” коэффициент снижения Ер с появлением при монтаже и эксплуатации уровня загрязнений и с„„, равный, например

1,4; n — и н — количество загрязнений частицами мелких фракций, очищаемое в процессе эксплуатации полем Ен; ин — Ии, — количество загрязнений частицами крупных фракций, накаплинаемое н процессе эксплуатации; л,ид„ количество загрязнений частйцами крупных фракций, создающее аварийную ситуацию при возникновении Екп.

Таким образом, расчетный коэффициент запаса, равный отношению уРовней чистой изоляции и загрязненной, целесообразно с экономической точки зре- 15 ния уменьшить с величины 1,4, соответствующей загрязнениям устройств за весь срок службы без очистки, до значения, например 1, 05-1,1.

Известны технологические и конст- 20 руктивные приемы очистки газового диэлектрика при производстве и эксплуатации газоизолированного оборудования, которые сводятся к специальной подготовке заводских помещений (поддув обеспыленного воздуха, частый контроль замыленности помещения) (lj; неоднократной очистке монтируемых деталей и узлов устройств от загрязнений производственного и монтажного характера (2); применению липких сос-З0 тавов, наносимых на электроды ).3) и 4 1; оксидированию металлических частиц окислителями (5) .

Однако перечисленные приемы не обеспечивают необходимой очистки, так З как в процессе эксплуатации газовая

:изоляция загрязняется постепенно про,дуктами износа вэаимоперемещающихся

;частей устройств.

Наиболее близким к предлагаемому 40 является способ очистки газового диэлектрика путем перемещения загрязняющих частиц н ловушки электромагнитным полем при номинальном напряжении и токе, режим которого имеет случайный ха-45 рактер, определяемый суточной и сезон- . ной нагрузками j6) .

Недостатком этого способа является очистка от частиц только относительно мелких фракций, которые снижают электрическую прочность газовой изоляции в незначительной степени (на 5-7 Ъ) .

Применение известного способа не позволяет очистить газовую изоляцию в процессе монтажа и эксплуатации от кр1(®тных частиц (0,3-3мм). Поэтому по- 55 янляется большая вероятность аварийного перекрытия газового диэлектрика при коммутационных перенапряжениях.

Цель изобретения - повышение эксплуатационных качестн газоизолирован- щ ных устройств путем повышения степени очистки газового диэлектрика в высо" ковольтных устройствах.

Поставленная цель достигается тем, что перед воздействием электромагнит- 5 ным полем н высоковольтных устройствах повышают разрядные характеристики загрязненного газового диэлектрика на 20-25о путем повышения его плотности, а воздейстние электромагнитным полем производят путем постепенного изменения значения напряженности магнитного поля от нуля до номинального и электрического поля от номинального до значения, превышающего разрядную напряженность чистого газового диэлектрика, соответствующую номинальной плотности газового диэлектрика на 10-15%, после чего доводят плотность газового диэлектрика до номинальной.

На фиг,l и 2 показан примерный вид зависимостей уменьшения электрической прочности газового диэлектрика от загрязнений и изменения напряженности электрического поля при очистке, где ЕР1 — расчетный уровень изоляции, -свободной от загрязнений с коэффициентом запаса к (к; к — коэффи1 1 циент снижения Ер, выбираемый с учетом периодической очистки равным, например, 1,1; Е (и) — кривая изменения электрического поля при очистке газового диэлектрика до степени очистки и, Е2 и1 „— максимальное значение напряженйости регулируемого электрического поля; Ep2 — расчетный уронень электрической прочности газовой изоляции усиленной дополнительным количеством газового диэлектрика, равный, например, Е

2 ma

1-3 b

Ем допустимое значение уровня электрической прочности газовой изоляции, определяемое степенью механической очистки при монтаже, равное, например, Ем=0,8 Ер„„;„; Ъ 1 — стандатрное отклонение разрядного напряжения промышленной частоты, равное 0,03-0,04; уровень загрязнений монтажного характера; и н — уровень загрязнений, очищаемых полем Ен; И,„ — уровень опасных загрязнений; и — уровень загрязнений, очищаемых полем Е2

2Enax .

Для очистки от монтажных загрязнений, например и, которым соответствует уровень электрической прочности газового диэлектрика Ем,.например

EM С Ер„,;, повышают плотность газового диэлектрика до уровня ЕР2 и, изменяя напряженность электрического поля Е, например, в .соответствии с

xBpcLKTepoM Е rz (И) до Е „,С „H регулируя ток от нуля до номинального значения, доводят степень очистки до ио T .e .до уровня Ерр Ер бп

Частицы под влиянием электромагнитного поля движутся по сложным траекториям, характер которых определяется параметрами поля. Очистка газового диэлектрика происходит, когда частицы попадают в ловушки и удерживают790025

Формула изобретения

Е,%

"И Я ся в них, после чего снижают плотность газового диэлектрика до номинальной, В процессе эксплуатации накапливаются загрязнения в диапазоне пн

И . После .определения критическоюох го загрязнения Ищс„„, например, акустическим способом, производят описанную операцию.

Предлагаемый способ очистки позволяет повысить эффективность использования газового диэлектрика на 30%, уменьшить радиальные размеры устройств на 30-35%,. снизить металлоемкость, трудоемкость и стоимость до 60% применительно к аналогичным параметрам устройств, очистка газового диэлектрика в которых не предусмотрена.

Способ очистки газового диэлектри— ка в высоковольтных газоизолированных устройствах от загрязняющих частиц, включающий воздействие на них магнитного и электрического полей и перемещение их электромагнитным полем в ловушки, о т л и ч а ю щ и и .с я тем, что, с целью повышения эксплуатационных качеств газоизолированных устройств путем повышения степени очистки, перед воздействием упомянутых полей повышают плотность газового диэлектрика до уровня,обеспечивающего повышение его разрядной характеристики на 20-25%, воздействие магнитного поля производят путем постепенного повышения его от нуля до номинального значения, а воздействие

5 электрического поля путем повышения его от номинального до значения,превышающего разрядную напряженность чистого газового диэлектрика соответствующую номинальной плотности газового

10 диэлектрика íà 10-15%, после чего .очистку прекращают, а плотность газового диэлектрика доводят до номинальной.

Источники информации, )5 принятые во внимание при экспертизе

1. Материалы фирмы Hitachi 96651151-0343.

2, Вгоып Вочегй Nitteilungen 4,65, 1978, 20 3. Чатент США 9 3856978, кл. 174-14, 24.12.74.

4. Чатент CtlA Р 3911937,кл. 174-28, 14.10.75.

25 5. Чатент США 93794749, кл. 174-28, 26.02.74.

6. Материалы фирмы Westingfrause (раздел 7), симпозиум по высоковольт3Q ному оборудованию с 5((6 . Запорожье, 1975 (прототип) .

790025 г,% лИ5 -12D

/5

Составитель Е.Зиновьев

Редактор Н.Лазаренко Техред С,Мигунова .Корректор М.демчик

Заказ 9044/51 Тираж 844 Подписное

ЙНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35., Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул,Проектная, 4