RU2456732C2 - Method for protection of insulation clearances in liquid dielectric against electric breakdown with help of mesh screens with controllable electric potentials - Google Patents

Method for protection of insulation clearances in liquid dielectric against electric breakdown with help of mesh screens with controllable electric potentials Download PDF

Info

Publication number
RU2456732C2
RU2456732C2 RU2009130030/07A RU2009130030A RU2456732C2 RU 2456732 C2 RU2456732 C2 RU 2456732C2 RU 2009130030/07 A RU2009130030/07 A RU 2009130030/07A RU 2009130030 A RU2009130030 A RU 2009130030A RU 2456732 C2 RU2456732 C2 RU 2456732C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
insulation
breakdown
conductor
liquid dielectric
mesh screens
Prior art date
Application number
RU2009130030/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009130030A (en
Inventor
Андрей Александрович Виноградов (RU)
Андрей Александрович Виноградов
Алексей Васильевич Шурупов (RU)
Алексей Васильевич Шурупов
Original Assignee
Андрей Александрович Виноградов
Алексей Васильевич Шурупов
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 Андрей Александрович Виноградов, Алексей Васильевич Шурупов filed Critical Андрей Александрович Виноградов
Priority to RU2009130030/07A priority Critical patent/RU2456732C2/en
Publication of RU2009130030A publication Critical patent/RU2009130030A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2456732C2 publication Critical patent/RU2456732C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Insulating Bodies (AREA)
  • Testing Relating To Insulation (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: method for protection against electric breakdown is based on retardation of pre-breakage phenomena in insulation clearances around the conductor. Supplied through active resistances between the mesh screens and the conductor being insulated are corresponding differential electric potentials that, in case of breakdown occurrence in one insulation layer, prevent its further development in the adjacent layers. Breakdown retardation enables complete preservation of the layer insulation properties, the equipment continuing normal operation. The protection method enables complete usage of liquid dielectric service life.
EFFECT: design and production of new generation equipment that will not become disabled in case of breakdown.
12 cl, 6 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к прикладной электротехнике. Более конкретно, оно относится к методам (способам) защиты от электрического пробоя вводов и внутрикорпусных проводников (электродов, деталей) в заполненных жидким диэлектриком высоковольтных трансформаторах, автотрансформаторах, трансформаторах тока и другом электротехническом оборудовании.The invention relates to applied electrical engineering. More specifically, it relates to methods (methods) of protection against electrical breakdown of bushings and internal conductors (electrodes, parts) in high-voltage transformers filled with liquid dielectric, autotransformers, current transformers, and other electrical equipment.

Уровень техникиState of the art

Для защиты электрических проводников, которые расположены внутри корпуса электротехнического оборудования, заполненного жидким диэлектриком, по настоящее время уже более 50 лет используется бумажно-маслянная изоляция (БМИ) [1]. Суть этой изоляции состоит в том, что поверхность изолируемого проводника покрыта бумагой, которая пропитана жидким диэлектриком. Для увеличения пробивного напряжения применяют также БМИ с относительно тонкими несколькими слоями, которые чередуются с электропроводящими слоями из металлической фольги (сетки), так называемая, бумажно-маслянная конденсаторная изоляция (БМКИ).[1]. Во время эксплуатации в устройствах ввода проводников и внутри корпуса часто происходят пробои достаточно протяженных изоляционных промежутков. Такие пробои изоляции в жидком диэлектрике сопровождаются большими ударными волнами, которые во всех случаях приводят к разрушению высоковольтных трансформаторов, см. фото Фиг.1.To protect the electrical conductors that are located inside the body of electrical equipment filled with a liquid dielectric, paper-oil insulation (BMI) has been used for over 50 years now [1]. The essence of this insulation is that the surface of the insulated conductor is covered with paper, which is impregnated with a liquid dielectric. To increase the breakdown voltage, BMIs are also used with relatively thin several layers that alternate with electrically conductive layers of metal foil (mesh), the so-called paper-oil capacitor insulation (BMCI). [1]. During operation, breakdowns of sufficiently long insulating gaps often occur in the conductors input devices and inside the case. Such breakdowns of insulation in a liquid dielectric are accompanied by large shock waves, which in all cases lead to the destruction of high-voltage transformers, see photo Fig. 1.

Других экспериментально обоснованных решений защиты от пробоя изоляции внутрикорпусных электрических проводников в жидком диэлектрике нет. Существующие методики контроля изоляционных свойств жидкого диэлектрика полностью зависят от человеческого фактора, который предопределяет аварию почти в 100% случаев.There are no other experimentally justified solutions for protection against breakdown of insulation of internal electrical conductors in a liquid dielectric. Existing methods for monitoring the insulating properties of a liquid dielectric are completely dependent on the human factor, which determines the accident in almost 100% of cases.

На Фиг.2 [1] представлена электрическая напряженность участка в масле в БМИ при Еб=2,5 кВ/мм (кривая 2) в сравнении с электрической прочностью трансформаторного масла (кривая 1). БМИ может наноситься на отдельные участки электродов, получается так называемая частичная бумажно-маслянная изоляция (ЧБМИ). Например, толщина ЧБМИ у российских трансформаторов тока типа ТФН составляет: на напряжение 35 кВ -16 мм, на 110 кВ - 54 мм, на 154 кВ - 67 мм, на 220 кВ - 100 мм. Видно, что толщина БМИ делает внутрикорпусные проводники массивными. В то время как прочность всей ЧБМИ определяется прочностью на пробой прослойки масла [1].Figure 2 [1] shows the electrical tension of the plot in oil in the BMI at Eb = 2.5 kV / mm (curve 2) in comparison with the electrical strength of transformer oil (curve 1). BMI can be applied to individual sections of the electrodes, so-called partial paper-oil insulation (BWMI) is obtained. For example, the thickness of BWMI for Russian current transformers of type TFN is: for voltage 35 kV -16 mm, for 110 kV - 54 mm, for 154 kV - 67 mm, for 220 kV - 100 mm. It is seen that the thickness of the BMI makes the internal conductors massive. While the strength of the whole BWMI is determined by the breakdown strength of the oil layer [1].

Ближайшим по назначению прототипом настоящего изобретения является БМКИ [1, 7]. Она выполняется намоткой бумаги на изолируемую деталь (проводник, электрод) до получения слоя заданной толщины и наложения поверх этого слоя проводящей (фольга, сетка) или полупроводящей обкладки. Затем снова наматывается бумажный слой и поверх него обкладка и т.д. Таким образом, толщина всей бумажной изоляции оказывается разделенной проводящими (полупроводящими) обкладками на отдельные слои. Последняя внешняя обкладка подлежит заземлению, то есть соединению с корпусом электротехнического оборудования. Затем производятся сушка и пропитка слоев изоляции маслом. Вся изоляция проводника представляет собой систему последовательно соединенных конденсаторов, исполняющих роль емкостного делителя напряжения. Напряжение между корпусом и проводником делится обратно пропорционально значениям емкостей последовательно соединенных конденсаторов этого делителя. Причем, чем меньше слой БМИ между ближайшими обкладками, см. график на Фиг.2 [1], тем большее напряжение выдерживается каждым отдельным конденсатором. И тем большее напряжение выдерживает вся изоляция проводника в целом, что, в конечном счете, позволяет уменьшить толщину изоляции.The closest to the destination prototype of the present invention is BMKI [1, 7]. It is performed by winding paper onto an insulated part (conductor, electrode) until a layer of a given thickness is obtained and applied over this layer of conductive (foil, mesh) or semiconducting lining. Then again the paper layer is wound and over it a lining, etc. Thus, the thickness of the entire paper insulation is divided by conductive (semi-conductive) plates into separate layers. The last outer lining must be earthed, that is, connected to the housing of electrical equipment. Then drying and impregnation of the insulation layers with oil are carried out. All insulation of the conductor is a system of series-connected capacitors acting as a capacitive voltage divider. The voltage between the housing and the conductor is divided inversely with the capacitance values of the series-connected capacitors of this divider. Moreover, the smaller the BMI layer between the nearest plates, see the graph in figure 2 [1], the greater the voltage is maintained by each individual capacitor. And the greater the voltage can withstand the entire insulation of the conductor as a whole, which, ultimately, can reduce the thickness of the insulation.

Из принципиальной схемы емкостного делителя напряжения видно, что при пробое одного из конденсаторов, если пробой бумажно-масляного слоя вызвал короткое замыкание между обкладками, напряжение между электродом и корпусом перераспределяется между непробитыми слоями (конденсаторами в делителе). Напряжение на каждом изоляционном слое БМКИ возрастает, и далее происходит пробой следующего слабого слоя (с наименьшей электрической прочностью материала). Анализ механизма пробоя в слое БМКИ показывает, что ввиду плотной среды бумаги, пропитанной маслом, в канале пробоя под действием электрического разряда возникают значительные давления и температуры. Продукты разложения жидкого диэлектрика под действием давления имеют возможность в большей степени перемещаться в слое только вдоль канала пробоя, см. фото на Фиг.3 [2]. При пробоях жидких диэлектриков в сильных локальных полях ~1-100 МВ/см (для различных жидкостей) анизотропная неустойчивость [3], возможно, является ключевым механизмом зарождения стримерных структур, их быстрого распространения (экспериментально наблюдались скорости более 100 км/с [4]) в виде тонких ветвящихся каналов, в среднем ориентированных вдоль локального электрического поля [3]. В процессе образования газовой фазы в одном из этих каналов происходит электрический пробой. В [4] отмечено, что при энергии разряда до 1,2 ·103 Дж и скорости нарастания тока в плазменном канале до ~1011 А/с, после пробоя жидкости плазма разрядного канала, имеющая начальную температуру ~(1-2)·104 К, расширяется со скоростью порядка (3-5)·103 м/с (Ушаков В.Я.). Это приводит к зарождению и эволюции ударных волн, сопровождающейся ростом перепада давления на фронте, на расстояниях около 3-5 мм от оси плазменного канала (Вилков К.В., Нагель Ю.А.).From the circuit diagram of a capacitive voltage divider, it is clear that when one of the capacitors is broken, if a breakdown of the paper-oil layer caused a short circuit between the plates, the voltage between the electrode and the housing is redistributed between the non-broken layers (capacitors in the divider). The voltage on each insulating layer of BMKI increases, and then the breakdown of the next weak layer occurs (with the least electric strength of the material). An analysis of the breakdown mechanism in the BMCI layer shows that, due to the dense medium of paper saturated with oil, significant pressures and temperatures arise in the breakdown channel under the influence of an electric discharge. The decomposition products of a liquid dielectric under pressure have the ability to move to a greater extent in the layer only along the breakdown channel, see photo in Figure 3 [2]. During breakdowns of liquid dielectrics in strong local fields of ~ 1-100 MV / cm (for various liquids), anisotropic instability [3] is probably the key mechanism for the nucleation of streamer structures and their rapid propagation (experimentally observed velocities of more than 100 km / s [4] ) in the form of thin branching channels, on average oriented along a local electric field [3]. In the process of gas phase formation, electrical breakdown occurs in one of these channels. It was noted in [4] that at a discharge energy of up to 1.2 · 10 3 J and a current rise rate in the plasma channel of ~ 10 11 A / s, after the breakdown of the liquid, the plasma of the discharge channel having an initial temperature of ~ (1-2) · 10 4 K, expands at a speed of the order of (3-5) · 10 3 m / s (Ushakov V.Ya.). This leads to the nucleation and evolution of shock waves, accompanied by an increase in the pressure drop at the front, at distances of about 3-5 mm from the axis of the plasma channel (K. Vilkov, Yu.A. Nagel).

В слое бумажной изоляции, пропитанной жидким диэлектриком, плотность среды вокруг канала пробоя значительно больше, чем в одном жидком диэлектрике. Следовательно, давление среды в канале пробоя БМКИ при одинаковых энерговыделениях будет больше. В БМКИ продукты разложения в виде многофазного потока (смеси газов, твердых частиц бумаги, капель жидкости, ионов) перемещаются по каналу пробоя в противоположные направления от центра давления с большой скоростью. После пробоя БМКИ часть продуктов разложения изоляции обязательно остается в канале пробоя, что приводит практически во всех случаях к замыканию обкладок. За счет динамического напора многофазного потока и сил инерции продукты разложения, двигаясь по каналу пробоя в противоположные направления от центра слоя, упираются в токопроводящие обкладки слоя БМКИ. Применяемые материалы для прокладок не обладают достаточной прочностью, чтобы противостоять возникающим на торцах канала пробоя температуре и давлению. Продукты разложения проникают в соседние слои БМКИ через обкладки пробитого слоя, и эти выходы канала пробоя в соседних слоях, см. фото Фиг.3, становятся центрами образования последующих пробоев. Электрический разряд мгновенно прошивает слой за слоем. Тем самым, случайный пробой в одном конденсаторе (слабом слое) создает условия цепной серии пробоев в соседних слоях БМКИ до тех пор, пока не разрушится вся изоляция проводника.In a layer of paper insulation impregnated with a liquid dielectric, the density of the medium around the breakdown channel is much higher than in a single liquid dielectric. Consequently, the pressure of the medium in the breakdown channel of the BMKI with the same energy release will be greater. In BMKI, decomposition products in the form of a multiphase flow (a mixture of gases, paper solid particles, liquid droplets, ions) move along the breakdown channel in opposite directions from the pressure center at a high speed. After the breakdown of BMKI, some of the decomposition products of insulation necessarily remain in the breakdown channel, which leads in almost all cases to the closure of the plates. Due to the dynamic pressure of the multiphase flow and inertia forces, the decomposition products, moving along the breakdown channel in opposite directions from the center of the layer, abut against the conductive plates of the BMKI layer. The materials used for gaskets do not have sufficient strength to withstand temperature and pressure that arise at the ends of the breakdown channel. The decomposition products penetrate into the adjacent layers of BMCI through the plates of the punctured layer, and these outputs of the breakdown channel in the neighboring layers, see photo of Figure 3, become the centers of formation of subsequent breakdowns. An electric discharge instantly flashes layer by layer. Thus, a random breakdown in one capacitor (weak layer) creates the conditions for a chain series of breakdowns in the adjacent layers of BMCI until all insulation of the conductor is destroyed.

Анализ аварий, которые были вызваны пробоями высоковольтных вводов в трансформаторах, подтвердил вывод о том, что во всех случаях полностью разрушается вся изоляция проводника в трансформаторном масле. Пробой в слое БМКИ необратим, то есть изолирующие свойства не восстанавливаются после отключения напряжения. Более того, поскольку сила тока пробоя однозначно определена рабочим напряжением и сопротивлением в цепи короткого замыкания, то мощность взрыва при пробоях вводов чрезвычайно велика. Корпуса вводных устройств разрушаются в 100% случаев аварий, вызванных такими пробоями. Конструирование неразрушающихся корпусов вводных устройств и средств гашения ударных волн в трансформаторах решает только часть проблемы - пожаробезопасность, но не решает проблему надежности работы оборудования в целом. То есть пожара и выброса в атмосферу масла не будет, но оборудование выйдет из строя.The analysis of accidents that were caused by breakdowns of high-voltage bushings in transformers confirmed the conclusion that in all cases all insulation of the conductor in the transformer oil is completely destroyed. Breakdown in the BMKI layer is irreversible, that is, the insulating properties are not restored after disconnecting the voltage. Moreover, since the breakdown current is uniquely determined by the operating voltage and resistance in the short circuit, the explosion power during breakdowns of the inputs is extremely large. Cases of input devices are destroyed in 100% of cases of accidents caused by such breakdowns. The design of non-destructible casings of input devices and shock absorbers in transformers solves only part of the problem - fire safety, but does not solve the problem of the reliability of the equipment as a whole. That is, there will be no fire and no release of oil into the atmosphere, but the equipment will fail.

Известно, что при пробоях слоя жидкого диэлектрика, без каких либо наполнителей (бумаги), изоляционные свойства межэлектродного промежутка восстанавливаются. Опыт эксплуатации подтверждает, что при пробоях жидкого диэлектрика между витками обмоток трансформаторов, которые составляют около 48% случаев аварий на высоковольтных подстанциях, изоляционный промежуток восстанавливал свои свойства после отключения нагрузки. И после включения оборудование могло дальше продолжать работу под нагрузкой.It is known that during breakdowns of a liquid dielectric layer, without any fillers (paper), the insulating properties of the interelectrode gap are restored. The operating experience confirms that during breakdowns of a liquid dielectric between the turns of the transformer windings, which make up about 48% of cases of accidents at high-voltage substations, the insulation gap restored its properties after disconnecting the load. And after switching on, the equipment could continue to work under load.

Электрическая прочность жидкого диэлектрика прямо не связана с удельной проводимостью или диэлектрическими потерями, однако сильно зависит от присутствия примесей. Относительная электрическая прочность изоляционного промежутка, заполненного жидким диэлектриком, увеличивается с уменьшением зазора промежутка и, как правило, уменьшается с увеличением растворенных в нем воды, присутствия газовых пузырьков, ионогенов, ионофоров и других кислородных органических соединений, возникающих как от энергетического воздействия, так и в результате его старения [5] в процессе эксплуатации. В БМКИ между слоями все эти вредные накопления сохраняются и не вымываются в процессе эксплуатации в основной объем жидкого диэлектрика. Зависимость ухудшения электрической прочности жидкого диэлектрика в составе БМКИ от времени эксплуатации установить сложно. Разбросы в определении электрической прочности жидкого диэлектрика даже без наполнителя велики [5]. И многое зависит от природы изоляционной жидкости и бумаги, а для минерального масла - от его структурно-группового состава. За счет возможности образовывать заряженные мицеллы и проводящие мостики вода оказывает более существенное влияние на пробой масла в том случае, если она находится в коллоидном состоянии. Все эти вредные накопления в слоях пропитанной маслом бумаги удалить из работающего электротехнического оборудования вообще невозможно, кроме как с помощью вывода оборудования в ремонт и полной замены БМКИ.The dielectric strength of a liquid dielectric is not directly related to conductivity or dielectric loss, but it is highly dependent on the presence of impurities. The relative electric strength of the insulating gap filled with a liquid dielectric increases with decreasing gap gap and, as a rule, decreases with increasing dissolved water, the presence of gas bubbles, ionogenes, ionophores and other oxygen organic compounds arising both from energy exposure and the result of its aging [5] during operation. In BMKI between layers, all these harmful accumulations are preserved and are not washed out during operation into the bulk of the liquid dielectric. It is difficult to establish the dependence of the deterioration in the dielectric strength of a liquid dielectric in a BMKI composition on the operating time. The scatter in determining the dielectric strength of a liquid dielectric even without a filler is large [5]. And a lot depends on the nature of the insulating liquid and paper, and for mineral oil - on its structural-group composition. Due to the ability to form charged micelles and conducting bridges, water has a more significant effect on the breakdown of oil if it is in a colloidal state. It is generally impossible to remove all these harmful accumulations in layers of oil-soaked paper from working electrical equipment, except by using the equipment for repair and complete replacement of the BMKI.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Способ защиты от электрического пробоя изоляционных промежутков в жидком диэлектрике с помощью сеточных экранов с управляемыми электрическими потенциалами основан на торможении предпробивных явлений в слоях изоляции (слоях жидкого диэлектрика без бумаги) вокруг изолируемого проводника. Это достигается путем подачи между изолированными жидким диэлектриком друг от друга сеточными экранами (обкладками) и проводником минимально возможной (запирающей пробой) разности электрических потенциалов или, синхронно с возникновением пробоя, подачи такой разности электрических потенциалов, которая меньше электрической прочности изоляционного промежутка. Управляющие электрические потенциалы формируют двумя резистивными делителями напряжения, см. Фиг.4, один из которых соединен с корпусом и сеточными экранами наружной группы, а другой - с проводником и сеточными экранами внутренней группы вокруг проводника. Активные сопротивления (резисторы) делителей устанавливают такими, чтобы при нормальной работе изоляции (при отсутствии пробоя) разници электрических потенциалов между сеточными экранами в группах наружних и внутренних были минимально возможными (запирающими), а рабочее напряжение прикладывалось практически полностью к нагруженному (среднему) изоляционному слою (или слоям с промежуточными сеточными экранами). В случае возникновения предпробивных явлений или пробоя в нагруженном (среднем) слое изоляции разницу электрических потенциалов между сеточными экранами в группах определяют параметрами резистивных делителей. Параметры резистивных делителей делают такими, что когда через них течет ток пробоя через нагруженный слой, напряжение на делителях перераспределяется и на сеточные экраны, соседние с нагруженным слоем, поступают разницы электрических потенциалов меньше электрической прочности этих промежутков, чем полностью исключают их пробой. Пробитый нагруженный слой изоляции мгновенно заменяется двумя свежими соседними слоями изоляции с меньшими разницами электрических потенциалов на каждом из них. Таким образом с двух сторон пробитого слоя создают изоляционные промежутки с меньшей напряженностью электрического поля, что препятствует дальнейшему развитию пробоя в соседние слои изоляции (изоляционные промежутки). Резисторы делителей напряжения в цепях сеточных экранов в то же время ограничивают ток пробоя, в результате чего снижают мощность ударных волн от пробоя нагруженного слоя изоляции, и его сеточные экраны не разрушаются. Короткого замыкания слоя не происходит. В силу ограничения тока пробой быстро гаснет. После некоторого времени изоляционные свойства промежутка с жидким диэлектриком (нагруженного слоя) восстанавливаются и оборудование может продолжать работу. Ток через нагруженный слой и делители напряжения прекращается, и распределение электрических потенциалов на всех сеточных экранах восстанавливается до состояния, которое было до пробоя. Способ защиты исключает возможность накопления в изоляционных промежутках (слоях изоляции) в процессе эксплуатации продуктов старения и разложения жидкого диэлектрика. Для этого используют гидродинамически прозрачные для жидкого диэлектрика сеточные экраны и дистанционирующие спирали, а также отверстия в сеточных экранах для циркуляции жидкого диэлектрика, что в комплексе позволяет выработать весь срок службы жидкого диэлектрика, который находится в корпусе электротехнического оборудования. Жидкий диэлектрик циркулирует в изоляционных промежутках (слоях изоляции) между сеточными экранами вокруг проводника и свободно замещается свежим жидким диэлектриком из окружающего его объема.The method of protection against electrical breakdown of insulating gaps in a liquid dielectric using grid screens with controlled electric potentials is based on the inhibition of pre-breakdown phenomena in the insulation layers (liquid dielectric layers without paper) around the insulated conductor. This is achieved by supplying between the insulated liquid dielectric from each other the grid screens (plates) and the conductor the minimum possible (locking breakdown) difference in electric potentials or, simultaneously with the occurrence of breakdown, supplying such a difference in electric potentials that is less than the electric strength of the insulation gap. The control electric potentials are formed by two resistive voltage dividers, see Figure 4, one of which is connected to the housing and the mesh screens of the outer group, and the other to the conductor and the mesh screens of the inner group around the conductor. The active resistances (resistors) of the dividers are set so that, during normal operation of the insulation (in the absence of breakdown), the differences in electrical potentials between the grid screens in the external and internal groups are minimized (blocking), and the operating voltage is applied almost completely to the loaded (middle) insulation layer (or layers with intermediate grid screens). In the event of pre-breakdown phenomena or breakdown in the loaded (middle) insulation layer, the difference in electric potentials between the grid screens in the groups is determined by the parameters of the resistive dividers. The parameters of resistive dividers are such that when the breakdown current flows through them through the loaded layer, the voltage on the dividers is redistributed and the grid potentials adjacent to the loaded layer receive electric potential differences less than the electrical strength of these gaps than completely breakdown them. The punctured loaded insulation layer is instantly replaced by two fresh adjacent insulation layers with smaller differences in electrical potentials on each of them. Thus, insulation gaps with less electric field strength are created on both sides of the punched layer, which prevents further development of breakdown in neighboring insulation layers (insulation gaps). Resistors of voltage dividers in the chains of the mesh screens at the same time limit the breakdown current, as a result of which they reduce the power of the shock waves from the breakdown of the loaded insulation layer, and its mesh screens are not destroyed. Short circuiting of the layer does not occur. Due to current limitation, the breakdown quickly goes out. After some time, the insulating properties of the gap with the liquid dielectric (loaded layer) are restored and the equipment can continue to work. The current through the loaded layer and voltage dividers stops, and the distribution of electric potentials on all grid screens is restored to the state that was before the breakdown. The protection method eliminates the possibility of accumulation in the insulation gaps (insulation layers) during the operation of the aging products and the decomposition of the liquid dielectric. To do this, use mesh screens and spacing spirals, hydrodynamically transparent for a liquid dielectric, as well as openings in the mesh screens for circulating a liquid dielectric, which in combination allows you to develop the entire service life of a liquid dielectric, which is located in the body of electrical equipment. A liquid dielectric circulates in the insulating gaps (insulation layers) between the mesh screens around the conductor and is freely replaced by a fresh liquid dielectric from the surrounding volume.

Проведенные авторами настоящего изобретения опыты на испытательной камере, внешний вид и расположение сеточных экранов в которой представлены на Фиг.5 и 6, подтвердили возможность реализации данного способа защиты изоляционных промежутков от пробоя.The experiments carried out by the authors of the present invention on a test chamber, the appearance and location of the mesh screens in which are shown in FIGS. 5 and 6, confirmed the feasibility of implementing this method of protecting insulation gaps from breakdown.

Способ защиты от электрического пробоя изоляционных промежутков в жидком диэлектрике с помощью сеточных экранов с управляемыми электрическими потенциалами включает в себя следующие известные операции:The method of protection against electrical breakdown of insulating gaps in a liquid dielectric using grid screens with controlled electric potentials includes the following known operations:

- покрытие поверхности проводника электрически изолированными между собой и проводником слоями электропроводящей обкладки - сеточными экранами (металлической сетки);- coating the surface of the conductor electrically isolated between itself and the conductor layers of the electrically conductive lining - mesh screens (metal mesh);

- установку внутри корпуса электротехнического оборудования проводника (электрода, детали), присоединение его к другим проводникам и деталям;- installation of a conductor inside the case of electrical equipment (electrode, parts), its connection to other conductors and parts;

- соединение внешнего сеточного экрана с корпусом электротехнического оборудования;- connection of the external mesh screen with the housing of electrical equipment;

- заполнение внутреннего объема корпуса жидким диэлектриком;- filling the internal volume of the housing with a liquid dielectric;

- включение рабочего электрического напряжения между проводником и корпусом; отличающийся тем, что:- the inclusion of a working electrical voltage between the conductor and the housing; characterized in that:

1. Сеточный экран выполняют в виде чулка (без шва) с ячейкой сетки в виде квадрата (ромба), диагональ которого располагают вдоль оси изолируемого проводника, что позволяет использовать для всех слоев изоляции один условный диаметр чулка;1. The mesh screen is made in the form of a stocking (without a seam) with a grid cell in the form of a square (rhombus), the diagonal of which is placed along the axis of the insulated conductor, which allows one conventional diameter of the stocking to be used for all insulation layers;

- условный диаметр чулка выбирают исходя из обеспечения плотного облегания изолируемого проводника по всей его длине, в том числе в самом малом и большом его сечениях (на изгибе, месте сварки внахлест, месте болтового соединения и т.п.).- the conditional diameter of the stocking is chosen based on ensuring a tight fit of the insulated conductor along its entire length, including in its smallest and largest sections (at a bend, a lap weld point, a bolt joint, etc.).

2. Дистанционирование и изолирование сеточных экранов между проводником и между собой выполняют спиралями из упругого твердого диэлектрика, который совместим с жидким диэлектриком;2. The spacing and isolation of the mesh screens between the conductor and between them is performed by spirals made of an elastic solid dielectric that is compatible with a liquid dielectric;

- применяют в качестве материала для дистанционирующих спиралей упругий, без пор, не абсорбирующий газы диэлектрик, в результате чего отпадает необходимость в трудоемкой сушке изолируемых проводников, электродов и деталей для электротехнического оборудования.- an elastic, pore-free, non-absorbing gas insulator is used as a material for spacing spirals, as a result of which there is no need for laborious drying of insulated conductors, electrodes and parts for electrical equipment.

3. Условный диаметр дистанционирующей спирали, ее толщину, шаг витков и длину выбирают исходя из обеспечения плотного облегания поверх изолируемых проводника и всех слоев сеточных экранов по всей их длине для создания требуемых толщин изоляционных промежутков между проводником и сеточными экранами с учетом их провисов между витками.3. The nominal diameter of the spacing spiral, its thickness, the pitch of the turns and the length are selected based on ensuring a tight fit over the insulated conductor and all layers of the mesh screens along their entire length to create the required thicknesses of the insulation gaps between the conductor and the mesh screens, taking into account their slack between the turns.

4. Фактический диаметр чулка сеточного экрана для конкретного слоя получают путем его продольного растяжения или сжатия при натягивании на изолируемый проводник поверх дистанционирующих спиралей, в результате чего не требуется изготовление чулков разных условных диаметров.4. The actual diameter of the stocking of the mesh screen for a particular layer is obtained by longitudinal stretching or compression by pulling it on an insulated conductor over spacing spirals, as a result of which stockings of different nominal diameters are not required.

5. Дистанционирующие спирали натягивают поверх проводника и сеточных экранов вплотную с перехлестом витков одной спирали в соседние спирали, чем обеспечивают требуемую толщину изоляционного промежутка между проводником и сеточным экраном и между сеточными экранами по всей длине проводника.5. Remote spirals are pulled over the conductor and the mesh screens closely with the overlap of the turns of one spiral into adjacent spirals, which ensures the required thickness of the insulation gap between the conductor and the mesh screen and between the mesh screens along the entire length of the conductor.

6. Сеточный экран и дистанционирующие спирали выполняют гидродинамически прозрачными для жидкого диэлектрика, в объеме которого размещают изолируемый проводник, чем обеспечивают в течение эксплуатации постоянное вымывание продуктов старения и разложения жидкого диэлектрика из изоляционных промежутков между сеточными экранами вокруг проводника в основной объем жидкого диэлектрика, находящегося внутри корпуса электротехнического оборудования, в результате чего после пробоев происходит быстрое восстановление изоляции (изоляционных промежутков с жидким диэлектриком).6. The mesh screen and spacing spirals are made hydrodynamically transparent to the liquid dielectric, in the volume of which the insulated conductor is placed, which ensures the continuous washing out of the aging products and decomposition of the liquid dielectric from the insulation gaps between the mesh screens around the conductor into the main volume of the liquid dielectric inside enclosures of electrical equipment, resulting in a quick recovery of insulation after breakdowns (insulation gaps with a liquid dielectric).

7. Сеточные экраны вокруг изолируемого проводника соединяют как минимум с двумя резистивными делителями напряжения таким образом, см. Фиг.4, что один делитель соединяют с корпусом и сеточными экранами наружной группы, а другой соединяют с проводником и сеточными экранами внутренней группы вокруг проводника;7. The mesh screens around the insulated conductor are connected to at least two resistive voltage dividers in this way, see Figure 4, that one divider is connected to the casing and the mesh screens of the outer group, and the other is connected to the conductor and the mesh screens of the inner group around the conductor;

- в объеме жидкого диэлектрика между сеточными экранами внутренней и наружной групп образуют нагруженный рабочим напряжением как минимум один изоляционный промежуток с требуемой электрической прочностью (далее по тексту - нагруженный слой) и соседние с ним ненагруженные рабочим напряжением изоляционные промежутки, лежащие в направлениях к поверхностям изолируемого проводника и корпуса (далее по тексту - ненагруженные слои);- in the volume of liquid dielectric between the grid screens of the inner and outer groups, at least one insulating gap with the required electric strength (hereinafter referred to as the loaded layer) is formed, loaded with operating voltage, and insulating gaps adjacent to it, which are not loaded with operating voltage, lying in the directions to the surfaces of the insulated conductor and hulls (hereinafter referred to as unloaded layers);

- количество и толщины нагруженных и ненагруженных слоев изоляции определяют из расчетов требуемой прочности и вероятности пробоя всей изоляции.- the number and thickness of loaded and unloaded insulation layers is determined from calculations of the required strength and the probability of breakdown of the entire insulation.

8. Параметры резистивных делителей напряжения устанавливают такими, которые ограничивают ток пробоя нагруженного слоя до исключающего повреждение сеточных экранов значения и, при отсутствии через них тока от пробоя нагруженного слоя (и/или тока утечки изоляции), подают на сеточные экраны внутренней и наружной групп управляющие электрические потенциалы, которые создают минимальные напряженности электрического поля на ненагруженных слоях такие, что практически все рабочее напряжение прикладывается к нагруженному слою изоляции.8. The parameters of the resistive voltage dividers are set so that they limit the breakdown current of the loaded layer to a value that excludes damage to the grid screens and, if there is no current through them from the breakdown of the loaded layer (and / or leakage current of the insulation), control signals are fed to the grid screens of the inner and outer groups electrical potentials that create minimal electric field strengths on unloaded layers are such that almost all of the operating voltage is applied to the loaded insulation layer.

9. Параметры резистивных делителей напряжения устанавливают такими, которые при возникновении через них тока от пробоя нагруженного слоя, синхронно с его нарастанием, подают на сеточные экраны внутренней и наружной групп управляющие электрические потенциалы, создающие как минимум на двух слоях изоляции, ближайших с пробитым слоем, разницу электрических потенциалов значительно меньше напряжения пробоя так, что практически все рабочее напряжение на время восстановления изоляции нагруженного слоя перекладывается с него на соседние слои изоляции.9. The parameters of resistive voltage dividers are set such that, when a current arises from them from the breakdown of the loaded layer, simultaneously with its growth, control electric potentials are generated on the grid screens of the inner and outer groups, creating at least two insulation layers closest to the punctured layer, the difference in electric potentials is much smaller than the breakdown voltage so that almost all of the operating voltage is transferred from it to neighboring layers during the restoration of the insulation of the loaded layer isolation.

10. Одновременно с включением напряжения между проводником и корпусом с резистивных делителей на сеточные экраны подают управляющие электрические потенциалы, которые при отсутствии пробоя нагруженного слоя создают на ненагруженных слоях изоляции минимальные разницы электрических потенциалов, исключающие старение и разложение жидкого диэлектрика;10. Simultaneously with the inclusion of voltage between the conductor and the housing, resistive dividers supply grid screens to the electric screens, which, in the absence of breakdown of the loaded layer, create on the unloaded insulation layers the minimum differences in electric potentials, which exclude aging and decomposition of the liquid dielectric;

- в случае пробоя нагруженного слоя (и/или возникновения тока утечки через него), синхронно с нарастанием тока пробоя создают уменьшенные (запирающие пробой) напряженности электрического поля как минимум на двух ближайших соседних слоях, что препятствует дальнейшему развитию пробоя, одновременно, последующие соседние слои (до пробоя не нагруженные) нагружают всем рабочим напряжением;- in the event of a breakdown of the loaded layer (and / or the occurrence of a leakage current through it), simultaneously with an increase in the breakdown current, reduced (blocking the breakdown) electric field intensities are created at least at the two nearest adjacent layers, which prevents further breakdown development, at the same time, subsequent adjacent layers (not loaded before breakdown) load with all operating voltage;

- способ защиты уменьшает вероятность полного пробоя всей изоляции практически до нуля.- the protection method reduces the likelihood of a complete breakdown of the entire insulation to almost zero.

11. В нагруженный и ненагруженные слои изоляции с целью увеличения их электрической прочности устанавливают изолированные друг от друга дистанционирующими спиралями пассивные сеточные экраны, которые не соединяют с резистивными делителями напряжения;11. In the loaded and unloaded insulation layers, in order to increase their electric strength, passive mesh screens isolated from each other by spacing spirals are installed, which are not connected to resistive voltage dividers;

- все сеточные экраны снабжают отверстиями, расположением которых усиливают циркуляцию жидкого диэлектрика в изоляционных промежутках.- all mesh screens are provided with holes, the location of which enhance the circulation of the liquid dielectric in the insulation gaps.

12. Количество сеточных экранов, изоляционных промежутков, пассивных сеточных экранов определяют исходя из свойств жидкого диэлектрика, рабочего напряжения и требуемой вероятности пробоя изоляции.12. The number of mesh screens, insulation gaps, passive mesh screens is determined based on the properties of the liquid dielectric, the operating voltage and the required probability of insulation breakdown.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Изобретение может быть применено при конструировании вводов высоковольтных трансформаторов напряжения, трансформаторов тока и другого электротехнического оборудования с целью исключения в них электрических пробоев, приводящих к выходу из строя. Использование изобретения позволяет повысить эксплуатационную надежность и безопасность работы электрических подстанций.The invention can be applied in the design of bushings of high voltage voltage transformers, current transformers and other electrical equipment in order to eliminate electrical breakdowns in them, leading to failure. The use of the invention improves the operational reliability and safety of electrical substations.

ЛитератураLiterature

1. Справочник по электрическим аппаратам высокого напряжения. И. М. Адоньер, В. В. Афанасьев, и др. Под ред. В. В. Афанасьева. - Л: Энергоатомиздат, Ленингр. отделение, 1987, - 544 с. с ил.1. Handbook of high voltage electrical apparatus. I. M. Adoniere, V. V. Afanasyev, et al. Ed. V.V. Afanasyev. - L: Energoatomizdat, Leningrad. Department, 1987, 544 s. with silt.

2. Мелехов А. В. Исследование предпробойных катодных процессов в дистиллированной воде. / С.М.Коробейников, А.В.Мелехов, В.Г.Посух, А.Г.Пономаренко, Э.Л.Бояринцев, В.М.Антонов. // Материалы 13 Межд. школы-семинара «Физика импульсных разрядов в конденсированных средах», г.Николаев, 2007. - С.11-13.2. Melekhov A. V. Research of prebreakdown cathode processes in distilled water. / S.M. Korobeinikov, A.V. Melekhov, V.G. Posukh, A.G. Ponomarenko, E.L. Boyarintsev, V.M. Antonov. // Materials 13 Int. school-seminar "Physics of pulsed discharges in condensed matter", Nikolaev, 2007. - S.11-13.

3. Куперштох А. Л., Медведев Д. А. Электрогидродинамическая неустойчивость жидких диэлектриков в сильных электрических полях и распад на анизотропную двухфазную систему жидкость-пар. Доклады РАН, 2006, том 411, №6, с.766-769.3. Kuperstokh A. L., Medvedev D. A. Electro-hydrodynamic instability of liquid dielectrics in strong electric fields and decay into an anisotropic two-phase liquid-vapor system. Reports of the Russian Academy of Sciences, 2006, volume 411, No. 6, pp. 766-769.

4. Григорьев А.Л. Формирование ударных волн импульсными электрическими разрядами в воде и исследование их воздействия на преграды. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Специальность: 01.02.05: Механика жидкости, газа и плазмы. Москва. 2007.4. Grigoriev A.L. The formation of shock waves by pulsed electric discharges in water and the study of their impact on obstacles. Abstract of dissertation for the degree of candidate of technical sciences Specialty: 02/01/05: Mechanics of liquid, gas and plasma. Moscow. 2007.

5. Аракелян В.Г. Цели, понятия и общие принципы диагностического контроля высоковольтного электротехнического оборудования // Электротехника. 2002. №5. С.23-27.5. Arakelyan V.G. Goals, concepts and general principles of diagnostic control of high-voltage electrical equipment // Electrical Engineering. 2002. No5. S.23-27.

6. Коробейников С.М., Мелихов А.В., Ганенко К.Б. Поведение пузырьков в перфтортриэтиламине под действием сильных электрических полей. Теплофизика высоких температур. - 2002. - Т.39. - №6. - С.885-889.6. Korobeinikov S. M., Melikhov A. V., Ganenko K. B. Behavior of bubbles in perfluorotriethylamine under the influence of strong electric fields. Thermophysics of high temperatures. - 2002. - T.39. - No. 6. - S. 885-889.

7. RU 2004114918/28 от 18.05.2004. Устройство контроля состояния оборудования с бумажно-маслянной изоляцией конденсаторного типа. Авт. Крылов И.П.7. RU 2004114918/28 of 05/18/2004. A device for monitoring the condition of equipment with paper-oil insulation of a capacitor type. Auth. Krylov I.P.

Claims (12)

1. Способ защиты от электрического пробоя изоляционных промежутков в жидком диэлектрике с помощью сеточных экранов с управляемыми электрическими потенциалами, включающий операции покрытия проводника (электрода, детали) электрически изолированными между собой и проводником слоями сеточного экрана (электропроводящей сетки), установки проводника внутри корпуса электротехнического оборудования, заполненного жидким диэлектриком, включения электрического напряжения между проводником и корпусом, отличающийся тем, что сеточный экран выполняют в виде чулка (без шва) с ячейкой сетки в виде квадрата (ромба), диагональ которого располагают вдоль оси изолируемого проводника, и используют для всех слоев изоляции условный единый диаметр чулка, который выбирают исходя из обеспечения плотного облегания им изолируемого проводника по всей его длине.1. A method of protecting against electrical breakdown of insulating gaps in a liquid dielectric using grid screens with controllable electrical potentials, including the steps of coating a conductor (electrode, part) with layers of a grid screen (electrically conductive grid) electrically isolated between itself and the conductor, installing the conductor inside the case of electrical equipment filled with a liquid dielectric, the inclusion of electrical voltage between the conductor and the housing, characterized in that the mesh screen is they are molded in the form of a stocking (without a seam) with a grid cell in the form of a square (rhombus), the diagonal of which is placed along the axis of the insulated conductor, and the conditional single diameter of the stocking is used for all layers of insulation, which is chosen based on providing a tight fit for the insulated conductor throughout it length. 2. Способ защиты от электрического пробоя изоляционных промежутков по п.1, отличающийся тем, что дистанционирование и изолирование сеточных экранов между проводником и между собой выполняют спиралями из упругого твердого диэлектрика, который совместим с жидким диэлектриком по изоляционным свойствам, применяют в качестве материала для дистанционирующих спиралей упругий, без пор, не ассорбирующий газы диэлектрик.2. The method of protection against electrical breakdown of the insulation gaps according to claim 1, characterized in that the spacing and isolation of the mesh screens between the conductor and between them is performed by spirals made of an elastic solid dielectric, which is compatible with the liquid dielectric in terms of its insulating properties, is used as a material for distance spirals elastic, pore-free, non-gas-absorbing dielectric. 3. Способ защиты от электрического пробоя изоляционных промежутков по п.1, отличающийся тем, что условный диаметр дистанционирующей спирали, ее толщину, шаг витков и длину выбирают исходя из обеспечения плотного облегания поверх изолируемого проводника и всех слоев сеточных экранов по всей их длине для создания требуемых толщин изоляционных промежутков между проводником и сеточными экранами с учетом их провисов между витками.3. The method of protection against electrical breakdown of the insulation gaps according to claim 1, characterized in that the conditional diameter of the spacing spiral, its thickness, pitch of turns and length are selected based on ensuring tight fit over the insulated conductor and all layers of mesh screens along their entire length to create the required thicknesses of the insulation gaps between the conductor and the mesh screens, taking into account their slack between the turns. 4. Способ защиты от электрического пробоя изоляционных промежутков по п.1, отличающийся тем, что фактический диаметр чулка сеточного экрана для конкретного слоя изоляции получают путем его продольного растяжения или сжатия при натягивании на изолируемый проводник поверх дистанционирующих спиралей.4. The method of protection against electrical breakdown of the insulation gaps according to claim 1, characterized in that the actual diameter of the mesh screen stocking for a particular insulation layer is obtained by longitudinal stretching or compression by pulling it on an insulated conductor over spacer spirals. 5. Способ защиты от электрического пробоя изоляционных промежутков по п.1, отличающийся тем, что дистанционирующие спирали натягивают поверх проводника и сеточных экранов вплотную с перехлестом витков одной спирали в соседние спирали, чем обеспечивают требуемую толщину изоляционного промежутка между проводником и сеточным экраном, и между сеточными экранами по всей длине проводника.5. The method of protection against electrical breakdown of the insulation gaps according to claim 1, characterized in that the spacing spirals are pulled over the conductor and the mesh screens closely with the overlap of the turns of one spiral into adjacent spirals, which ensures the required thickness of the insulation gap between the conductor and the mesh screen, and between mesh screens along the entire length of the conductor. 6. Способ защиты от электрического пробоя изоляционных промежутков по п.1, отличающийся тем, что сеточный экран и дистанционирующие спирали выполняют гидродинамически прозрачными для жидкого диэлектрика, в объеме которого размещают изолируемый проводник, чем обеспечивают в течение эксплуатации вымывание продуктов старения и разложения жидкого диэлектрика из изоляционных промежутков между сеточными экранами и быстрое восстановление изоляции жидкого диэлектрика после пробоя.6. The method of protection against electrical breakdown of the insulation gaps according to claim 1, characterized in that the mesh screen and the spacing spirals are hydrodynamically transparent to a liquid dielectric, in the volume of which an insulated conductor is placed, which ensures the washing out of aging products and decomposition of the liquid dielectric from insulating gaps between the mesh screens and fast recovery of liquid dielectric insulation after breakdown. 7. Способ защиты от электрического пробоя изоляционных промежутков по п.1, отличающийся тем, что сеточные экраны вокруг изолируемого проводника соединяют как минимум с двумя резистивными делителями напряжения таким образом, как вариант см. Фиг.4, что один делитель соединяют с корпусом и сеточными экранами наружной группы, а другой соединяют с проводником и сеточными экранами внутренней группы вокруг проводника, что в объеме жидкого диэлектрика между сеточными экранами внутренней и наружной групп образуют нагруженный рабочим напряжением как минимум один изоляционный промежуток с требуемой электрической прочностью (далее по тексту - нагруженный слой) и соседние с ним ненагруженные рабочим напряжением изоляционные промежутки, лежащие в направлениях к поверхностям изолируемого проводника и корпуса (далее по тексту - ненагруженные слои), что количество и толщины нагруженных и ненагруженных слоев изоляции определяют из расчетов требуемой их прочности и вероятности пробоя всей изоляции проводника.7. The method of protection against electrical breakdown of the insulation gaps according to claim 1, characterized in that the mesh screens around the insulated conductor are connected to at least two resistive voltage dividers, so as an alternative, see Figure 4, that one divider is connected to the housing and the grid screens of the outer group, and the other is connected to the conductor and the mesh screens of the inner group around the conductor, which in the volume of liquid dielectric between the mesh screens of the inner and outer groups is formed loaded with operating voltage at least one insulating gap with the required electric strength (hereinafter referred to as the loaded layer) and adjacent insulation gaps not loaded with operating voltage lying in the directions to the surfaces of the insulated conductor and the housing (hereinafter referred to as unloaded layers), which is the number and thickness of the loaded and unloaded insulation layers are determined from calculations of their required strength and the probability of breakdown of the entire insulation of the conductor. 8. Способ защиты от электрического пробоя изоляционных промежутков по п.1, отличающийся тем, что устанавливают параметры резистивных делителей напряжения такими, которые ограничивают ток пробоя нагруженного слоя до исключающего повреждение сеточных экранов значения и, при отсутствии через них тока от пробоя нагруженного слоя и/или тока утечки изоляции, подают на сеточные экраны внутренней и наружной групп управляющие электрические потенциалы, которые создают минимальные напряженности электрического поля наненагруженных слоях такие, что практически все рабочее напряжение прикладывается к нагруженному слою изоляции.8. The method of protection against electrical breakdown of the insulation gaps according to claim 1, characterized in that the parameters of the resistive voltage dividers are set to limit the breakdown current of the loaded layer to a value that excludes damage to the grid screens and, if there is no current through them from the breakdown of the loaded layer and / or insulation leakage current, control electric potentials are applied to the mesh screens of the inner and outer groups, which create minimal electric field strengths in the unloaded layers, virtually all the operating voltage is applied to the loading layer of insulation. 9. Способ защиты от электрического пробоя изоляционных промежутков по п.1, отличающийся тем, что устанавливают параметры резистивных делителей напряжения такими, которые, при возникновении через них тока от пробоя нагруженного слоя, синхронно с его нарастанием, подают на сеточные экраны внутренней и наружной групп управляющие электрические потенциалы, создающие как минимум на двух слоях изоляции, ближайших с пробитым слоем, разницу электрических потенциалов значительно меньше напряжения пробоя так, что практически все рабочее напряжение на время восстановления изоляции нагруженного слоя перекладывается с него на соседние слои изоляции.9. The method of protection against electrical breakdown of the insulation gaps according to claim 1, characterized in that the parameters of the resistive voltage dividers are set such that, when current arises through them from the breakdown of the loaded layer, simultaneously with its increase, they are fed to the mesh screens of the inner and outer groups control electric potentials, creating at least two insulation layers closest to the punctured layer, the difference in electric potentials is much less than the breakdown voltage so that almost all operating voltage e on the recovery of the loaded insulation layer is shifted from it to the adjacent layers of insulation. 10. Способ защиты от электрического пробоя изоляционных промежутков по п.1, отличающийся тем, что одновременно с включением напряжения между проводником и корпусом с резистивных делителей на сеточные экраны подают управляющие электрические потенциалы, которые при отсутствии пробоя нагруженного слоя создают на ненагруженных слоях изоляции минимальные разницы электрических потенциалов, исключающие старение и разложение жидкого диэлектрика, что в случае пробоя нагруженного слоя и/или возникновения тока утечки через него, синхронно с нарастанием тока пробоя создают уменьшенные (запирающие пробой) напряженности электрического поля как минимум на двух ближайших соседних слоях, чем препятствуют дальнейшему развитию пробоя, одновременно последующие соседние слои (до пробоя ненагруженные) нагружают всем рабочим напряжением, чем уменьшают вероятность полного пробоя всей изоляции проводника практически до нуля.10. The method of protection against electrical breakdown of the insulation gaps according to claim 1, characterized in that simultaneously with the inclusion of voltage between the conductor and the housing from resistive dividers, control electric potentials are supplied to the grid screens, which in the absence of breakdown of the loaded layer create minimal differences on the unloaded insulation layers electrical potentials, excluding aging and decomposition of a liquid dielectric, which in case of breakdown of the loaded layer and / or occurrence of leakage current through it, synchronously with When the breakdown current is generated, they create reduced (blocking the breakdown) electric field strengths at least on the two nearest adjacent layers, which prevent further breakdown development, at the same time subsequent adjacent layers (unloaded before the breakdown) load with all operating voltage, thereby reducing the probability of a complete breakdown of the entire conductor insulation almost to zero. 11. Способ защиты от электрического пробоя изоляционных промежутков по п.1, отличающийся тем, что в нагруженные и ненагруженные слои изоляции устанавливают изолированные друг от друга дистанционирующими спиралями пассивные сеточные экраны, которые не соединяют с резистивными делителями напряжения, что все сеточные экраны снабжают отверстиями, расположение которых усиливает циркуляцию жидкого диэлектрика в изоляционных промежутках.11. The method of protection against electrical breakdown of the insulation gaps according to claim 1, characterized in that in the loaded and unloaded insulation layers, passive grid screens isolated from each other by spacing spirals are installed, which are not connected to resistive voltage dividers, that all grid screens are provided with openings, the location of which enhances the circulation of the liquid dielectric in the insulating gaps. 12. Способ защиты от электрического пробоя изоляционных промежутков по п.1, отличающийся тем, что количество сеточных экранов, изоляционных промежутков, пассивных сеточных экранов определяют исходя из свойств жидкого диэлектрика, рабочего напряжения и требуемой вероятности пробоя изоляции. 12. The method of protection against electrical breakdown of the insulation gaps according to claim 1, characterized in that the number of mesh screens, insulation gaps, passive mesh screens is determined based on the properties of the liquid dielectric, the operating voltage and the required probability of insulation breakdown.
RU2009130030/07A 2009-08-05 2009-08-05 Method for protection of insulation clearances in liquid dielectric against electric breakdown with help of mesh screens with controllable electric potentials RU2456732C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009130030/07A RU2456732C2 (en) 2009-08-05 2009-08-05 Method for protection of insulation clearances in liquid dielectric against electric breakdown with help of mesh screens with controllable electric potentials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009130030/07A RU2456732C2 (en) 2009-08-05 2009-08-05 Method for protection of insulation clearances in liquid dielectric against electric breakdown with help of mesh screens with controllable electric potentials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009130030A RU2009130030A (en) 2011-02-10
RU2456732C2 true RU2456732C2 (en) 2012-07-20

Family

ID=46309017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009130030/07A RU2456732C2 (en) 2009-08-05 2009-08-05 Method for protection of insulation clearances in liquid dielectric against electric breakdown with help of mesh screens with controllable electric potentials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2456732C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU168397U1 (en) * 2016-09-27 2017-02-01 Сергей Александрович Перегудов VOLTAGE DIVIDER WITH THREE-DIMENSIONAL GRID STRUCTURE OF HIGH VOLTAGE SHOULDER

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112462207A (en) * 2020-11-11 2021-03-09 许继变压器有限公司 Transformer neutral point composite claw gap selection method and device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU344954A1 (en) * Куйбышевский авиационный институт академика С. П. Королева METHOD OF PROTECTION OF UNPROCESSABLE SURFACES OF PARTS UNDER ELECTROCHEMICAL TREATMENT
US4672290A (en) * 1985-07-26 1987-06-09 Siemens Aktiengesellschaft Circuit arrangement in which a capacitor unit is connected in series with an a.c. load
RU2249285C2 (en) * 2000-01-04 2005-03-27 Уильям Б. Мл. ДАФФ Method and circuit arrangement for using polarized devices in operation on ac current
RU2265861C1 (en) * 2004-05-18 2005-12-10 Закрытое акционерное общество "Саратовское предприятие промышленной электроники и энергетики" (ЗАО "Промэлектроника") Device for checking condition of equipment with condenser-type paper-oil isolation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU344954A1 (en) * Куйбышевский авиационный институт академика С. П. Королева METHOD OF PROTECTION OF UNPROCESSABLE SURFACES OF PARTS UNDER ELECTROCHEMICAL TREATMENT
US4672290A (en) * 1985-07-26 1987-06-09 Siemens Aktiengesellschaft Circuit arrangement in which a capacitor unit is connected in series with an a.c. load
RU2249285C2 (en) * 2000-01-04 2005-03-27 Уильям Б. Мл. ДАФФ Method and circuit arrangement for using polarized devices in operation on ac current
RU2265861C1 (en) * 2004-05-18 2005-12-10 Закрытое акционерное общество "Саратовское предприятие промышленной электроники и энергетики" (ЗАО "Промэлектроника") Device for checking condition of equipment with condenser-type paper-oil isolation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Справочник по электрическим аппаратам высокого напряжения. / Под ред. АФАНАСЬЕВА В.В. - Ленинград: Энергоатомиздат, 1987, с.544. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU168397U1 (en) * 2016-09-27 2017-02-01 Сергей Александрович Перегудов VOLTAGE DIVIDER WITH THREE-DIMENSIONAL GRID STRUCTURE OF HIGH VOLTAGE SHOULDER

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009130030A (en) 2011-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kind et al. High-voltage insulation technology
Mansour et al. Partial discharges and associated mechanisms for micro gap delamination at epoxy spacer in GIS
Hammer et al. Insulating systems for HVDC power apparatus
Wu et al. Effectiveness of on-site dielectric test of GIS equipment
RU2456732C2 (en) Method for protection of insulation clearances in liquid dielectric against electric breakdown with help of mesh screens with controllable electric potentials
Souza et al. Analysis of the impulse breakdown behavior of covered cables used in compact distribution lines
Zainuddin Study of surface discharge behaviour at the oil-pressboard interface
Taheri et al. Electrical performance evaluation of EHV post insulators covered with ice under different air gap configurations
Shirasaka et al. Cross-sectional comparison of insulation degradation mechanisms and lifetime evaluation of power transmission equipment
Indarto et al. Influence of different adhesives on partial discharge in power transformer winding cylinder insulation
CN103941165B (en) GIS device experimental rig and method
Robinson Ageing characteristics of paper-insulated power cables
US10842007B2 (en) Method for proactive mitigation of coronal discharge and flash-over events within high voltage x-ray generators used in borehole logging
Sharma et al. Simulation model of partial discharge in power equipment
Rahman et al. A new approach to study partial discharge inception due to particles in transformer oil using electric field analysis
Bean et al. HVDC surface flashover in compressed air for various dielectrics
Hopkinson et al. Progress report on failures of high voltage bushings with draw leads
Christou Optimisation of high voltage electrical systems for aerospace applications
Shirkovets Integral arc models at single phase-to-ground faults and special characteristics of arcing in power cable insulation
Ushakov et al. Causes of Power Transformer Failure
Deolankar et al. Partial discharge analysis in high voltage current transformers
Benguesmia et al. AC flashover: An analysis with influence of the pollution, potential and electric field distribution on high voltage insulator
Yin et al. Feasibility of cable through a hollow cross-arm as down-lead for a 400 kV Y-shaped composite pylon
Kumar et al. Investigation of impulse voltage test of ohmic coil system in ADITYA-U tokamak
Gao et al. Flow electrification characteristics of oil-pressboard insulation under polarity reversal electric field

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120806