NO742899L - - Google Patents

Description

Styreelektrode i en støtteisolator i en kapslet, gassisolert

rørledning..

Oppfinnelsen angår en styreelektrode anbragt på den mot innerlederen anliggende side av en hovedsakelig traktformig isolator mellom en kapslet,gassisolert rørlednings innér- og ytterleder.

Kapslede, gassisolerte rørledninger består vanligvis av en spennings- og strømførende innerleder som via spesielle støtteelementer har støtte på den kapslede rørlednings hylster. Blant annet for å skaffe mest mulig lange krypstrekninger til tross for rørledningens kompakte dimensjoner er støtteisolatorene ikke henlagt langs den kortes-te vei mellom inner- og ytterleder. Isteden har det vist seg gunstig å utføre støtteisolatorene som traktformede rotasjonsiegemer rundt lederaksen. På støtteisolatorens festesteder blir det både ved innerlederen og ved hylsteret hos rørledningen plasert spesielle styreelektroder somvskal sørge for en mest mulig j evn nedbygning av potensialet mellom innerlederen og det jordede hylster.

Hittil har der på forbindelsesstedet mellom støtteisolator og innerleder vært bygget inn rotasjonslegemer med symmetriske tverr-snittsflater som styreelektroder. Disse støtteisolatorer var under de forekommende overføringsspenninger på 110 kV og 220 kV tilstrekkelig og fylte de krav som ble stillet til.dem. Med tiltagende, høyde av overf ringsspenningene inntrer, der imidlertid ved de tidligere kjente symmetds styreelektroder i traktformede støtteisolatorer en sammentrengning av elektriske feltlinjer og dermed en økning av støtteisolatorens spenning belastning på den halvdel av styreelektroden som vender mot støtteisola torens festepuriktpå ytterlederen. På grunnlag av erfaringsverdier om støtteisolatorenes elde blir det ansett som gunstig ikke å belaste dem med høye spenninger, skjønt de i ny tilstand kunne utholde langt høyere varige belastninger. Med kjente styreelektroder inntrer der imidlertid i støtteisolatoren ved høyere overføringsspenninger/omtrent fra og med 380 kV, spenningsbelastninger som til og med overskrider de maksimaleybelastningsverdier som blir ansett som tillatelige.

Der foreligger således den oppgave å skaffe en styreelektrode som er bestemt for en kapslet gassisolert rørlednings traktformede isolator og ikke gir for høye spenningspåkjenninger. på støtteisola-toren.

Ved en styreelektrode av den innledningsvis.nevnte art blir denne oppgave ifølge oppfinnelsen løst ved at dens tverrsnitt er usymmetrisk med hensyn på midtperpendikulæren på sin mot innerlederen anliggende side, nemlig på en,slik måte at alle til midtperpendikulæren ekvidistante parallelle strekninger mellom innerlederen og den mot lederhylsteret vendende yttervegg av styreelektroden er kortere i den halvdel som vender mot støtteisolatorens festepunkter på ytterlederen enn i den annen halvdel. Foruten denne avflatning av. styreelektroden-.-i den halvdel som vender mot støtteisolatorens festepunkter på ytterlederen, blir det oppnådd at den sterke sammentrengning av ekvipotensiallinjer som ved symmetriske styreelektroder opptrer på denne halvdel, blir minsket. Derved minskes den høye spenningspåkjenning pr. lengde-enhet av støtteisolatoren, og der<kan til og med ved høye overførings-spenninger (f.eks. over 380 kV) oppnås tilfredsstillende verdier av støtteisolatorens spenningsbelastning.

Det er gunstig om de til styreelektrodens •median ekvidistante, parallelle strekninger<1>i halvdelen med smalere tverrsnitt blir kortere med tiltagende avstand fra midtperpendikulæren. Videre er det i den forbindelse gunstig om dens yttervegg har en krumningsradius som tiltar kontinuerlig fra den i tverrsnitt bredere til den 1 smalere halvdel. Denne utformning av styreelektroden er dels fordelaktig for å unngå spissutladningseffekter, idet der ut fra dette hensyn ikke må opptre noen som helst skarpe kanter. Og samtidig blir der oppnådd et langt på vei homogent feltforløp i støtteisolatoren uten at der fås potensial sprang. •

Styreelektrodens yttervegg kan i tverrsnitt følge en logaritmisk

spiral hvis radius i polarkoordinater er beregnet etter ligningen

k *P;r = ae (med a og k konstante). I en annen utførelsesform kan styreelektrodens yttervegg i tverrsnitt følge en sici-spiral som lar seg konstruere etter integral-kosinuskurven ; og integral-sinuskurven ; idet man for faste verdier av x inntegner de respektive korresponderende verdier i et'-.rettvinklet koordinatsystem med koordinataksene f ^ (x) og f2(x). En slik sici-spiral er vist i Jahnke-Emde-Losch: "Tafeln hoher< ;Funktionen", 7. opplag, 1966, B.G. Teubner Verlagsgesellschaf, Stuttgarl side 21". Spesielt den annen form av styreelektroden har vist seg meget gunstig ved forskjellige beregnings forsøk under anvendelse av en elek-tronisk regnemaskin. Av støpetekniske grunner er det i den forbindelse gunstig om styreelektroden har soppformet tverrsnitt og overgangen mellom spiralformet yttervegg av sopphatten og stilkens sider, som er innbyrdes parallelle / og står tilnærmelsesvis loddrett på innerlederen, skjer via sirkelbuer. Denne form er særlig gunstig når det gjelder fremstillingen av den traktformede isolator som anbringes rundt styreelektroden. ;Oppfinnelsen vil i det følgende bli belyst ved eksempler under ;henvisning til tegningen.;Fig. 1 viser aksialsnitt av en kapslet, gassisolert rørledning ;med en styreelektrode i henhold til teknikkens stadium.;Fig. 2 viser i større målestokk et utsnitt av fig. 1, hvor den sterke sammentrengning av ekvipotensiallinjer i støtteisolatoren er inntegnet skjematisk. Fig. 3 viser et idealisert utførelseseksempel på en styreelektrode ifølge oppfinnelsen, i samt det tilhørende forløp av ekvipotensiallinjer i støtteisolatoren. Fig. 4 viser et virkelig utførelseseksempel på en styreelektrode. ifølge oppfinnelsen. ;På fig. 1, som viser et utsnitt av en kjent kapslet, gassisolert rørleder,ses en traktforraet støtteisolator 3 som avstøtter innerlederen 1 innenfor hylsteret 2. Til å styre nedbygningen av .feltet mellom spennings- og.strømførende innerleder 1 og jordet hylster 2 er der i støtteisolatoren 3 utenpå innerlederen 1 anbragt en styreelektrode 4 på festestedet for støtteisolatoren 3 på innerlederen.1. Lignende styreelektroder anbringes også på festestedene på ytterlederen, men de er uvesentlige for forklaringen i den foreliggende forbindelse og er derfor ikke vist. Styreelektroden 4 er elektrisk ledende forbundet med innerlederen 1. Den består altså selv av elektrisk ledende materi-ale jiog har således på sin yttervegg samme potensial som innerlederen. ;På fig. 2 ses likedan som på fig. 1 den kjente oppbygning av;en styreelektrode. Denne elektrode er utført ringformet og er i sitt tverrsnitt symmetrisk på midtperpendikulæren .41 på sin grunnlinje. Styreelektroden 4 har til oppgave å nedbygge det elektriske felt mellom innerleder og hylster mest mulig jevnt uten } der opptrer spissutladningseffekter. Ytterflaten er derfor for unngåelse av skarpe kanter ,• ;utført krum med jevne overganger. På fig. 2 er der!'vist fire ékvipoten';siallirijer 5. Deres forløp er vist noe;overdrevet^" for å tydeliggjøre problemstillingen. Betinget ved styreelektrodens anordning og støtte-isolatorens form, løfter disse ekvipotensiallinjer seg på forsiden av ;støtteisolatoren (til venstre på fig. 2) av fra innerlederen 1, under-går en brytning ved overgangen til støtteisolatoren, snører seg noe sammen i høyre.del av styreelektroden på fig. 2. og forløper etter en fornyet brytning ved utgangen fra støtteisolatoren 3 snart igjen paral-lelt med innerlederen 1.'ISToe som er uheldig ved høye driftsspenninger, er imidlertid sammentrengningen av ekvipotensiallinjene i det indre av støtteisolatoren over høyre halvdel av den viste styreelektrode. -Støtti isolatoren blir herved undergitt spenningsbelastninger som den på et ren/t ;■ beregningsmessig grunnlag riktignok kan utholde selv på lengre sikt, men som ligger for høyt når man anvender de innledningsvis nevnte, ;empirisk bestemte sikkerhetsparametre. ;Fig. 3 viser et idealisert utf ørelseseksempel på en .. '. ;styreelektrode 4 ifølge oppfinnelsen. Der er her valgt en form av ytterveggen som i tverrsnitt følger en. ,,;'.sici4-spiral.. Ved denne spiral tiltar krumningsradien fra den bredere halvdel (til venstre på fig. 3) eksponensielt til den smalere halvdel. Det ses tydelig hvorledes den på fig.'<J>2 viste sammentrengning av ekvipotensiallinj ene 5 er sterkt minsket /ved' samme ytterdimensjoner av isolatoren. Også ved støtte-isolatorens oppstigende kant, til venstre på fig. 3, er sammentrengning*

av ekvipotensiallinjene mindre enn ved de hittil kjente styreelektroder, noe som også her fører til en mindre spenningspåkjenning på isolasjons-gassen. ■ I tillegg blir der takket være den mindre utstrekning av styreelektroden i den høyre del av fig. 3, oppnådd en forsterkning av støtte-isolatoren uten økning av dens' ■)<y>tterdimensjoner<.>Dette blir mulig på grunn av det reduserte plassbehov for styreelektroden.

Fig. 4 viser et praktisk utførelseseksempel på en styreelektrode ifølge oppfinnelsen. Ut fra støpetekniske overveielser om isolatorens fremstilling og fra elektriske og mekaniske overveielser om driften av en kapslet, gassisolert rørledning, resulterte denne form,hvor støtte-isolatoren. 3 ikke er fast forbundet direkte med innerlederen 1, men;

med styreelektroden 4, og hvor de randpartier 31 av støtteisolatoren som forløper rundt styreelektroden 4, ennå har tilstrekkelig fasthet til å tåle alle belastninger under en rørlednings drift. Der fremkom således en styreelektrode 4 med soppformet tverrsnitt og med overgang via sirkelbuer 48 mellom sopphatten 47 og stilken ; 46, som har innbyrdes parallelle sider 4 5 i rett vinkel til innerlederen 1. Av de stiplede linjer 49 ser man at soppen konstrueres slik at ytterveggen av ".. dens hatt, følger en sici-spiral på lignende måte som ved den idealiserte styreelektrode på fig. 3. Alle detaljer som behøves til befestigelse av styreelektroden på innerlederen,er her sløyfet, idet de er uvesentlige for forklaringen av oppfinnelsen.

Claims (6)

1. Styreelektrode anbragt på den mot innerlederen anliggende side

av en. i det vesentlige traktformet isolator mellom innerleder og hylster hos en kapslet, gassisolert rørledning, karakterisert ved at den i tverrsnitt er usymmetrisk med hensyn på.Imidtperpendikulæren (41) på sin mot innerlederen (1) anliggende bunnside (42) , så alle til midtperpendikulæren ekvidistante, parallelle strekninger (43) mellom innerlederen (1) og den mot lederhylsteret vendende yttervegg (44) av . styreelektroden (4) er kortere i den halvdel som vender mot støtteiso-latorens (3)-festesteder på lederhylsteret (2),enn i den annen halvdel.-,

2. Styreelektrode som angitt i krav 1, karakterisert ved at de til -V^-iijéidianen (41) ekvidistante, parallelle strekninger (43) i delen med smalere tverrsnitt blir kortere med tiltagende avstand fra midtperpendikulæren.

3. Styreelektrode som angitt i krav 1 eller 2, karakteri- ser t ved at dens mot lederhylsteret vendende yttervegg i det minste delvis har kontinuerlig "tiltagende krumningsradius fra den i tverr-- snittet bredere til den smalere halvdel.

4. Styreelektrode som angitt i krav 3, karakterisert ved at dens yttervegg (44) i tverrsnitt følger en logaritmisk spiral, hvis radius i polarkoordinater følger ligningen r = aek ^ (med a og k konstante).

5. Styreelektrode som angitt i krav 3, karakterisert ved at dens yttervegg (44) i tverrsnitt følger en sici-spiral som lar seg konstruere fra integral-cosinuskurven

dt og integral-sinuskurven

idet man for faste verdier av x inntegner de respektive korresponderend verdier i et:rettvinklet koordinatsystem med koordinataksene f-^(x) og <f>2 ( <x> ).

6. Styreelektrode- som angitt i krav 4, *. karakterisert ved at den er utformet med ' ' soppformet tverrsnitt, og at overgangen mellom spiralformet yttervegg (44) av sopphatten (47) og stilkens (46) sider (45), som er innbyrdes parallelle og tilnærmelsesvis står i rett vinkel til innerlederen (1), .forløper via sirkelbuer (48).