RU209592U1 - Герметичный корпус высоковольтного устройства, работающего в среде жидкого диэлектрика - Google Patents

Герметичный корпус высоковольтного устройства, работающего в среде жидкого диэлектрика Download PDF

Info

Publication number
RU209592U1
RU209592U1 RU2021120494U RU2021120494U RU209592U1 RU 209592 U1 RU209592 U1 RU 209592U1 RU 2021120494 U RU2021120494 U RU 2021120494U RU 2021120494 U RU2021120494 U RU 2021120494U RU 209592 U1 RU209592 U1 RU 209592U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
liquid dielectric
voltage
housing
voltage device
movable
Prior art date
Application number
RU2021120494U
Other languages
English (en)
Inventor
Сергей Борисович Красильников
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Синтез НПФ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Синтез НПФ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Синтез НПФ"
Priority to RU2021120494U priority Critical patent/RU209592U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU209592U1 publication Critical patent/RU209592U1/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C1/00Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/06Hermetically-sealed casings
    • H05K5/067Hermetically-sealed casings containing a dielectric fluid

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике и применяется в высоковольтных трансформаторах, как силовых, так и измерительных, в высоковольтных делителях, высоковольтных размыкателях электрических цепей, в защитных разрядниках, нелинейных защитных сопротивлениях (варисторах) и высоковольтных источниках питания с их электрическими нагрузками - рентгеновскими трубками. Технический результат заключается в разработке конструкции жесткого корпуса, обеспечивающего повышенное давление в жидком диэлектрике, окружающем высоковольтное устройство, тем самым увеличить электрическую прочность жидкого диэлектрика, что позволяет уменьшить размеры и массу устройства. Герметичный корпус высоковольтного устройства работает в среде жидкого диэлектрика, имеет жесткие стенки и не менее одной подвижной стенки. Заполнен жидким диэлектриком и выполнен с возможностью размещения в нем высоковольтного устройства. К герметичному корпусу прикреплено не менее одного дополнительного герметичного корпуса, заполненного газом под повышенным давлением. Каждая подвижная стенка является общей стенкой для корпуса с высоковольтным устройством и каждым дополнительным герметичным корпусом. Кроме того, с внешней стороны подвижных стенок герметичного корпуса предусмотрена возможность закрепления механических устройств, создающих механические силы, приложенные к подвижным стенкам в направлении снаружи внутрь и создающие в герметичном корпусе повышенное давление в жидком диэлектрике. 3 ил.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к электротехнике и применяется в высоковольтных трансформаторах, как силовых, так и измерительных, в высоковольтных делителях, высоковольтных размыкателях электрических цепей, в защитных разрядниках, нелинейных защитных сопротивлениях (варисторах) и высоковольтных источниках питания с их электрическими нагрузками - рентгеновскими трубками.
Известно устройство - переносной рентгеновский аппарат «МАРТ200» компании ООО «Спектрофлэш» (www.spectroflash.ru), выбранное в качестве прототипа, в котором в герметичном жестком металлическом корпусе 1 с подвижной стенкой 3 и заполненным жидким диэлектриком 4 - трансформаторным маслом, находится высоковольтное устройство 2 - высоковольтный трансформатор. (Фиг. 1). В случае если подвижная стенка расположена сверху корпуса, то она может вообще отсутствовать, а функцию подвижной стенки выполняет свободная поверхность жидкого диэлектрика, отделяющая жидкий диэлектрик от окружающего атмосферного воздуха.
В таких устройствах давление в жидком диэлектрике всегда равно атмосферному. При увеличении температуры жидкого диэлектрика объем его увеличивается и подвижная стенка жесткого герметичного корпуса, двигаясь, обеспечивает необходимое увеличение объема без нарушения целостности конструкции корпуса и изменения давления в нем.
Известно, что удельные электрические прочности жидкого диэлектрика и газа зависят от давления и с ростом давления в них возрастают, поэтому высоковольтные устройства, предназначенные для работы как в жидком диэлектрике, так и в газообразном, могут иметь существенно меньшие вес и габариты при работе в изолирующей среде с повышенным давлением.
Известны герметичные высоковольтные устройства, где в качестве изолирующей среды используется газ под давлением в качестве изолирующей среды. Такие устройства имеют жесткий металлический корпус постоянного объема. При этом с ростом температуры газообразного диэлектрика давление в нем увеличивается. Этот эффект широко используется в герметичных высоковольтных устройствах с газовой изоляцией, например, на основе элегаза, в которых внутренний объем устройства заполняется элегазом под повышенным давлением. Благодаря этому удается снизить массу и размеры таких высоковольтных устройств.
Известно также, что удельные теплопроводность и теплоемкость газов на несколько порядков ниже аналогичных параметров жидких диэлектриков, поэтому в мощных высоковольтных устройствах обычно используется жидкий диэлектрик, который обладает более высокими эксплуатационными свойствами, а именно, большей теплопроводностью в сравнении с газом и большой величиной коэффициента теплового расширения, обеспечивающего дополнительно эффективное конвекционное охлаждение тепловыделяющих элементов высоковольтной конструкции устройства.
Таким образом, если в герметичном корпусе высоковольтного устройства, наполненного жидким диэлектриком, увеличить давление выше атмосферного, то этим достигается положительный эффект - увеличение электрической прочности жидкого диэлектрика, что позволяет уменьшить размеры и массу такого устройства.
Задачей данного технического решения является улучшение весогабаритных характеристик высоковольтных устройств, предназначенных для работы в среде жидкого диэлектрика за счет разработки конструкции жесткого корпуса, обеспечивающего повышенное давление в жидком диэлектрике, окружающем высоковольтное устройство.
Для решения поставленной задачи предлагается герметичный корпус высоковольтного устройства, имеющий жесткие стенки и не менее одной подвижной стенки, заполненный жидким диэлектриком с размещенным внутри него высоковольтным устройством.
В отличие от прототипа, к герметичному корпусу высоковольтного устройства прикреплено не менее одного дополнительного герметичного корпуса, заполненного газом под повышенным давлением, а каждая подвижная стенка является общей стенкой для герметичного корпуса с высоковольтным устройством и каждым дополнительным герметичным корпусом.
Кроме того, в отличие от прототипа, с внешней стороны подвижных стенок герметичного корпуса предусмотрена возможность неподвижного закрепления механических устройств, создающих механические силы, приложенные к каждой подвижной стенке в направлении снаружи внутрь герметичного корпуса и создающие в герметичном корпусе повышенное давление в жидком диэлектрике.
Сущность полезной модели заключается в том, что для жидкого диэлектрика существует физическая зависимость, а именно, чем выше абсолютная величина давления в жидкости, тем выше электрическая прочность жидкого диэлектрика. Следовательно, если в герметичном корпусе мы обеспечиваем повышенное давление в жидком диэлектрике, то мы можем внутри герметичного корпуса поместить высоковольтное устройство меньшего размера и массы, и с более высокими удельными параметрами, тем самым, решая поставленную задачу.
Сущность полезной модели поясняется чертежами:
на фиг. 1 представлен прототип герметичного корпуса высоковольтного устройства;
на фиг. 2 представлен корпус высоковольтного устройства с дополнительными герметичными корпусами;
на фиг. 3 представлен корпус высоковольтного устройства с механическими устройствами,
где:
1 - герметичный корпус;
2 - высоковольтное устройство;
3 - подвижная стенка;
4 - жидкий диэлектрик;
5 - дополнительный герметичный корпус;
6 - газ под повышенным давлением;
7 - механическое устройство.
На фиг. 2 к герметичному корпусу 1 прикреплены дополнительные герметичные корпуса 5, заполненные газом под повышенным давлением 6, а каждая подвижная стенка 3 является общей для герметичного корпуса 1, заполненного жидким диэлектриком 4 и каждого дополнительного корпуса 5, заполненного газом под повышенным давлением 6. Благодаря подвижным стенкам 3 давление газа 6 в дополнительных герметичных корпусах 5 и давление жидкого диэлектрика 4 в герметичном корпусе 1 всегда оказываются равными.
На фиг. 3 герметичный корпус 1 заполнен жидким диэлектриком 4 внутри которого размещено высоковольтное устройство 2. Данная конструкция герметичного корпуса 1 дополнена механическими устройствами 7, создающими усилие давления на подвижные стенки 3, например, сжатыми пружинами, которые создают силу F, приложенную снаружи к подвижным стенкам 3 и за счет этого, создающую в жидком диэлектрике повышенное давление.
Устройство, представленное на Фиг. 2 работает следующим образом. При сборке устройства сначала заполняется жидким диэлектриком 4 объем герметичного корпуса 1 с высоковольтным устройством 2 так, чтобы подвижные стенки 3 оказалась в правильном положении, а атмосферного воздуха в герметичном корпусе 1 не было. После этого объем герметичного корпуса 1 герметизируется. Затем, объемы дополнительных герметичных корпусов 5, находящихся по другую сторону подвижных перегородок 3, заполняются газом 6 до заданного повышенного давления и герметизируются. В результате весь срок эксплуатации устройства давления газа 6 и жидкого диэлектрика 4 в устройстве будут равны.
При изменении температуры жидкого диэлектрика 4, в частности при его нагреве во время работы высоковольтного устройства 2, температура возрастает, что приводит к увеличению объема жидкого диэлектрика 4, а объемы дополнительных герметичных корпусов 5, заполненные газом 6 под давлением уменьшаются за счет перемещения подвижных стенок 3 наружу. При этом в соответствии с газовыми законами, давление в газе 6, а значит, и в жидком диэлектрике 4 увеличивается, что приводит к дополнительному росту электрической прочности жидкого диэлектрика 4. По окончании работы устройства, оно остывает, и повышенное давление возвращается к своей первоначальной величине.
Устройство, представленное на Фиг. 3 работает следующим образом.
При сборке устройства сначала заполняется жидким диэлектриком 4 объем жесткого герметичного корпуса 1 с высоковольтным устройством 2 так, чтобы подвижные стенки 3 оказались в правильном положении, а атмосферного воздуха в герметичном корпусе 1 не было. После этого корпус 1 герметизируется.
Механическое давление на подвижные стенки 3 создается механическими устройствами 7, например, сжатыми пружинами, неподвижный конец которых жестко закреплен на конструкции герметичного корпуса 1.
До приложения внешней силы F давление внутри герметичного корпуса 1 в жидком диэлектрике 4 равно атмосферному. После приложения внешней силы F давление возрастает, то есть становится повышенным в течение всего времени эксплуатации, до тех пор, пока внешняя сила F положительна.
При нагреве высоковольтного устройства 2 подвижные стенки 3 герметичного корпуса 1 будут двигаться наружу. Если внешняя сила F, приложенная к подвижным стенкам 3 остается постоянной, то и повышенное давление в жидком диэлектрике 4 тоже будет постоянным.
Итак, предлагаемая полезная модель решает поставленную задачу, а именно, улучшение весогабаритных характеристик высоковольтных устройств, предназначенных для работы в среде жидкого диэлектрика, за счет разработки конструкции жесткого герметичного корпуса высоковольтного устройства, обеспечивающего повышенное давление в жидком диэлектрике при работе высоковольтного устройства.

Claims (2)

1. Герметичный корпус высоковольтного устройства, работающего в среде жидкого диэлектрика, имеющий жесткие стенки и не менее одной подвижной стенки, заполненный жидким диэлектриком, выполненный с возможностью размещения в нем высоковольтного устройства, отличающийся тем, что к герметичному корпусу прикреплено не менее одного дополнительного герметичного корпуса, заполненного газом под повышенным давлением, а каждая подвижная стенка является общей стенкой для корпуса с высоковольтным устройством и каждым дополнительным герметичным корпусом.
2. Герметичный корпус высоковольтного устройства по п. 1, отличающийся тем, что с внешней стороны подвижных стенок предусмотрена возможность закрепления механических устройств, создающих механические силы, приложенные к подвижным стенкам в направлении снаружи внутрь и создающие в герметичном корпусе повышенное давление в жидком диэлектрике.
RU2021120494U 2021-07-12 2021-07-12 Герметичный корпус высоковольтного устройства, работающего в среде жидкого диэлектрика RU209592U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021120494U RU209592U1 (ru) 2021-07-12 2021-07-12 Герметичный корпус высоковольтного устройства, работающего в среде жидкого диэлектрика

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021120494U RU209592U1 (ru) 2021-07-12 2021-07-12 Герметичный корпус высоковольтного устройства, работающего в среде жидкого диэлектрика

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU209592U1 true RU209592U1 (ru) 2022-03-17

Family

ID=80737565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021120494U RU209592U1 (ru) 2021-07-12 2021-07-12 Герметичный корпус высоковольтного устройства, работающего в среде жидкого диэлектрика

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU209592U1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2091980C1 (ru) * 1995-04-21 1997-09-27 Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики Генератор импульсов напряжения
US6213217B1 (en) * 1999-04-15 2001-04-10 Weatherford International, Inc. Gas operated apparatus and method for maintaining relatively uniformed fluid pressure within an expandable well tool subjected to thermal variants
RU2317637C1 (ru) * 2006-07-11 2008-02-20 Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии Генератор импульсного напряжения
RU2580101C1 (ru) * 2015-01-19 2016-04-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом" Корпус генератора импульсных напряжений
RU203974U1 (ru) * 2020-07-28 2021-04-29 Общество с ограниченной ответственностью "Синтез НПФ" Герметичный корпус высоковольтного устройства, работающего в среде жидкого диэлектрика

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2091980C1 (ru) * 1995-04-21 1997-09-27 Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики Генератор импульсов напряжения
US6213217B1 (en) * 1999-04-15 2001-04-10 Weatherford International, Inc. Gas operated apparatus and method for maintaining relatively uniformed fluid pressure within an expandable well tool subjected to thermal variants
RU2317637C1 (ru) * 2006-07-11 2008-02-20 Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии Генератор импульсного напряжения
RU2580101C1 (ru) * 2015-01-19 2016-04-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом" Корпус генератора импульсных напряжений
RU203974U1 (ru) * 2020-07-28 2021-04-29 Общество с ограниченной ответственностью "Синтез НПФ" Герметичный корпус высоковольтного устройства, работающего в среде жидкого диэлектрика

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Characteristics of C 3 F 7 CN/CO 2 as an alternative to SF 6 in HVDC-GIL systems
TWI267245B (en) Gas insulated switchgear
Luo et al. How temperature and pressure affect the electric field distribution in HVDC GIS/GIL: A numerical study
RU209592U1 (ru) Герметичный корпус высоковольтного устройства, работающего в среде жидкого диэлектрика
KR100668877B1 (ko) Sf6 gas 절연 주상 변압기
RU203974U1 (ru) Герметичный корпус высоковольтного устройства, работающего в среде жидкого диэлектрика
Özgönenel et al. SF6 gas-insulated 50-kVA distribution transformer design
JP4177628B2 (ja) 複合絶縁方式ガス絶縁開閉装置
CN1171365C (zh) 高压电系统的具有冷却装置的部分
Taghikhani Power transformer winding thermal analysis considering load conditions and type of oil
Hering et al. Flashover behaviour of insulators with inhomogeneous temperature distribution in gas insulated systems under DC voltage stress
CN217281849U (zh) 一种高压交流金属封闭开关设备
CN111987626B (zh) 一种具有温度保护结构的电气设备连接装置
Friedrich et al. A new concept in power circuit-breaker design utilizing SF6
KR102302479B1 (ko) 가스절연 개폐장치
Fan et al. Research on Simulation and Calculation of Temperature Field and Pressure of High Voltage Transformer
Cheng et al. Temperature rise prediction of gas-insulated transmission lines based on thermal network model considering contact fingers
CN214588594U (zh) 一种真空灭弧室
CN208673973U (zh) 阻抗装置
Xiao et al. Prediction of Temperature Performance for SF 6 Alternative Gas Mixtures
EP3007184B1 (en) Electrical bushing
Tong et al. Electromagnetic-thermal coupled analysis of a 10 kV silicone rubber cast dry-type transformer
Taghikhani Modeling of heat transfer in layer-type power transformer
US3170131A (en) Supporting means for electrical coils in electrical apparatus
US3038955A (en) Dielectric material including perchloryl fluoride