ITMI992481A1

ITMI992481A1 - Isolatore passante a semi-condensatore del tipo a riempimento di gas isolante quale sf6

Info

Publication number: ITMI992481A1
Application number: IT1999MI002481A
Authority: IT
Inventors: Giorgio Villa; Giancarlo Villa
Original assignee: Passoni & Villa Fabbrica Isola
Priority date: 1999-11-26
Filing date: 1999-11-26
Publication date: 2001-05-26
Also published as: EP1103988A2; ITMI992481A0; DE60024399D1; IT1313854B1; DE60024399T2; EP1103988A3; EP1103988B1

Description

Descrizione della domanda di brevetto per invenzione industriale avente per titolo:

"Isolatore passante a semi-condensatore del tipo a riempimento di gas isolante, quale SF6"

La presente invenzione concerne un isolatore passante a semicondensatore del tipo a riempimento di gas isolante, quale ad esempio esafluoruro di zolfo. Ambito dell'invenzione

Scopo della presente invenzione é di prevedere un isolatore passante a semicondensatore che permetta l'uscita in aria di un conduttore di alta tensione capace di portare corrente nella connessione fra linea aerea ed un apparecchio elettrico, quale ad esempio interruttore, sistema a isolamento gassoso (GIS-Gas Insulated System), linea a isolamento gassoso (GIL-Gas Insulated Line), e simili contenenti gas in pressione .

Stato della tecnica nota

Allo stato attuale dell'arte esistono tre sistemi per realizzare un isolatore passante del tipo indicato, vale a dire:

1- Isolatore passante riempito di gas, generalmente SF6, con elettrodo od elettrodi fissi per una migliore distribuzione del gradiente elettrico radiale e longitudinale (Figura 1).

Questo sistema, che normalmente viene utilizzato per tensioni non molto elevate, vale a dire fino a 220 kV, é sicuramente il più economico ma non permette una distribuzione ideale del campo elettrico sia in senso radiale che longitudinale. Qualora si voglia utilizzarlo per tensioni maggiori di 220 kV, le dimensioni sia in lunghezza che in diametro diventano molto grandi e, considerando anche le sollecitazioni meccaniche che ne derivano, si raggiungono costi molto elevati.

2- Isolatore con corpo isolante a condensatore del tipo in carta impregnata di resina (Figura 2).

In questo caso la distribuzione del campo elettrico é molto migliore perché assicurata da un discreto numero di armature che vengono inserite durante l'avvolgimento del corpo isolante. Pur avendo dimensioni più ridotte, non si sfruttano le proprietà altamente isolanti dell*esafluoruro di zolfo ma si utilizza la tecnica normalmente impiegata nei diversi tipi di passanti impiegati congiuntamente ad apparecchiature riempite d'olio o nel caso di passamuro.

Lo svantaggio di questo sistema risiede nel costo elevato e nel peso eccessivo del complesso.

3- Isolatore con corpo isolante a condensatore del tipo in film plastico impregnato di gas (Figura 2).

Anche in questo caso si ottengono gli stessi vantaggi e svantaggi descritti in precedenza. L'avvolgimento del corpo isolante deve essere fatto non in maniera continua con un unico foglio di film, ma mediante nastratura con un sistema simile a quello utilizzato nei cavi, date le dimensioni limitate delle bobine di film plastico.

Un aspetto negativo é legato anche alla maggiore difficoltà di introduzione delle armature e di impregnazione longitudinale del gas in corpi isolanti di dimensioni di alcuni metri di lunghezza.

Sommario dell'invenzione

Lo scopo principale della presente invenzione é quello di ridurre al massimo il costo dell'apparecchio per tensioni uguali o maggiori di 220 kv.

Lo spazio isolante fra il conduttore centrale e la flangia é diviso in due parti. La prima parte é costituita dal gas isolante e la seconda parte, verso la flangia, é costituita da un corpo isolante a condensatore di dimensioni ridotte avente un isolamento di film plastico, solitamente polipropilene, impregnato di SF6 O un isolamento di carta impregnata di resina. Le dimensioni di quest'ultimo, pur essendo limitate dalla larghezza del foglio isolante, permettono una buona distribuzione del campo elettrico attorno alla flangia e lungo una buona parte dell'isolatore esterno. La distribuzione del campo elettrico relativamente alla parte superiore é assicurata dal prolungamento del tubo su cui viene avvolto il corpo isolante a condensatore e che funge da elettrodo di ripartizione. Questo elettrodo di ripartizione e l'elettrodo superiore, avente il potenziale della testa 3 e della piastra superiore 2, permettono una buona distribuzione longitudinale anche nella zona superiore della porcellana e nella regione contigua della testa del passante.

Il campo elettrico, anche radialmente, viene distribuito uniformemente tenendo conto delle capacità dei due mezzi isolanti calcolate con le rispettive costanti dielettriche . I gradienti vengono contenuti nei limiti permessi dai due tipi di dielettrico.

I vantaggi di questo sistema consistono nell'utilizzazione di un corpo isolante a condensatore, di dimensioni e peso ridotti, che può essere avvolto in modo continuo con il vantaggio di un'inserzione più facile delle armature e con la possibilità, nel caso del film plastico, di impregnazione facilitata dalle ridotte dimensioni longitudinali.

L'altro grosso vantaggio é che il gas che circonda il conduttore agisce anche come veicolo di trasmissione del calore prodotto dal passaggio della corrente nel conduttore.

Questi vantaggi si traducono in un'importante riduzione dei costi.

L'isolatore passante a semicondensatore in conformità alla presente invenzione é descritto qui di seguito facendo riferimento a due forme di realizzazione illustrate nella Figura 3.

Come illustrato nella Figura 3, il passante é costituito da un conduttore 1 fissato, nella parte superiore, ad una piastra 2 e, nella parte inferiore, é fissato, attraverso un contatto mobile 4, all'elettrodo fisso 5 del condotto blindato 6, e da un corpo isolante a condensatore 7, costituito da un avvolgimento di materiale isolante, in generale film plastico o carta impregnata di resina, in cui sono inserite le armature conduttrici o semiconduttrici 8, avvolto su di un tubo 9, che si prolunga rispetto al corpo isolante in modo da fungere da elettrodo, opportunamente schermato con anelli di ripartizione 10.

11 corpo isolante a condensatore 7 é sostenuto dalla flangia 11 solidale alla porcellana esterna 12 attraverso un anello di cementazione 13, e fissato al tubo di vetroresina 14 posto all'interno della porcellana 12 per prevenire lo shock termico provocato da un eventuale cortocircuito interno. Il tutto viene riempito con gas isolante in pressione, generalmente SF6 . La capacità, avente come armature il conduttore 1 e l'elettrodo 9 e come dielettrico il gas, é messa in cascata alla capacità del corpo isolante a condensatore e stabilisce quindi una ripartizione della tensione opportunamente calcolata tenendo conto anche delle rispettive costanti dielettriche.

Per ulteriormente migliorare la ripartizione del campo elettrico nella zona attorno all'elettrodo terminale 16, un elettrodo 15 é collegato alla piastra 2 e quindi alla piena tensione.

Inoltre, possono essere previsti ulteriori elettrodi intermedi 17, rappresentati con linee a trattini nella Figura 3, che vengono utilizzati soprattutto per tensioni molto elevate, cioè superiori a 550 kV.

Come ulteriore variante, al posto della porcellana esterna 12 potrebbe essere utilizzato un contenitore cilindrico isolante rivestito o meno di alette di materiale polimerico, quale silicone, EPDM ed altri .

Viene inoltre prevista in entrambe le forme di realizzazione una presa di misura capacitiva 18 che, oltre al controllo della capacità e del tgδ del passante, può essere utilizzata, con opportuno accoppiamento capacitivo, come presa per la misura della tensione e/o per l'azionamento di organi di protezione della linea d'alta tensione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Passante a semicondensatore, caratterizzato dal fatto di comprendere un conduttore (1) fissato, nella parte superiore, ad una piastra (2) della testa (3) e, nella parte inferiore attraverso un contatto mobile (4), all'elettrodo fisso (5) del condotto blindato (6), un corpo isolante a condensatore (7) costituito da un avvolgimento di materiale isolante, in generale di film plastico o di carta impregnata di resina, in cui sono inserite le armature conduttrici o semiconduttrici (8), un tubo (9) che si prolunga rispetto al corpo isolante a condensatore (7) in modo da fungere da elettrodo opportunamente schermato con anelli di ripartizione (10), il corpo isolante a condensatore (7) essendo sostenuto dalla flangia (11) solidale alla porcellana esterna (12) attraverso un anello di cementazione (13), e un tubo di vetroresina (14) posto all'interno della porcellana (12), il tutto essendo riempito con gas isolante in pressione, generalmente SF6, la capacità, avente come armature il conduttore (1) e l'elettrodo (9) e come dielettrico il gas, essendo messa in cascata alla capacità del corpo isolante a condensatore (7) e stabilendo quindi una ripartizione della tensione opportunamente calcolata tenendo conto anche delle rispettive costanti dielettriche.
2. Passante a semicondensatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che un elettrodo (15) di ripartizione del campo elettrico nella zona attorno all'elettrodo terminale (16) é collegato alla piastra (2) e quindi alla piena tensione.
3. Passante a semicondensatore secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che sono previsti ulteriori elettrodi intermedi (17) che vengono utilizzati soprattutto per tensioni molto elevate, cioè superiori a 550 kV.
4. Passante a semicondensatore secondo le rivendicazioni 1 a 3, caratterizzato dal fatto che é prevista una presa di misura capacitiva (18) che, oltre al controllo della capacità e del tgS del passante, può essere utilizzata, con opportuno accoppiamento capacitivo, come presa per la misura della tensione e/o per l'azionamento di organi di protezione della linea d'alta tensione.
5. Passante a semicondensatore secondo le rivendicazioni 1 a 4, caratterizzato dal fatto che il corpo isolante a condensatore (7) é avvolto sul tubo (9) e fissato al tubo di vetroresina (14), l'ultima armatura essendo generalmente connessa alla flangia (11).
6. Passante a semicondensatore secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che l'elettrodo intermedio (17) é disposto all'interno del tubo di avvolgimento (9).
7. Passante a semicondensatore secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che al posto della porcellana esterna (12) é utilizzato un contenitore cilindrico isolante rivestito o meno di alette di materiale polimerico, quale silicone, EPDM ed altri.