RU2584543C1 - Method of determining optimum number of sections of partitioned insulator - Google Patents
Method of determining optimum number of sections of partitioned insulator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2584543C1 RU2584543C1 RU2014148022/07A RU2014148022A RU2584543C1 RU 2584543 C1 RU2584543 C1 RU 2584543C1 RU 2014148022/07 A RU2014148022/07 A RU 2014148022/07A RU 2014148022 A RU2014148022 A RU 2014148022A RU 2584543 C1 RU2584543 C1 RU 2584543C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- insulator
- thickness
- sections
- voltage
- dependence
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнической технике, а именно к изготовлению секционированных проходных изоляторов.The invention relates to electrical engineering, namely to the manufacture of sectioned bushings.
Известно, что пробивная напряженность поверхности диэлектрика в вакууме возрастает с уменьшением толщины испытуемого на электрическую прочность образца. Указанное положение находит свое отражение в конструкциях высоковольтных изоляторов, применяемых в высоковольтных трансформаторах, ускорительной технике и т.д. [1].It is known that the breakdown strength of the surface of a dielectric in a vacuum increases with decreasing thickness of the test specimen for electric strength. The indicated position is reflected in the designs of high-voltage insulators used in high-voltage transformers, accelerator technology, etc. [one].
С целью повышения электрической прочности изоляторов последние делят на множество секций проводящими градиентными кольцами. При этом применяют цилиндрическую или дисковую форму элементов секций. Высоту секций в этих конструкциях изоляторов определяют, как правило, исходя из большого объема экспериментальных исследований, что связано со значительным расходом времени и материалов, идущих на изготовление испытуемых образцов изоляторных секций. Кроме того, полученный при исследованиях результат не гарантирует создания конструкции секционированного изолятора с оптимальными габаритами.In order to increase the dielectric strength of the insulators, the latter are divided into many sections by conducting gradient rings. In this case, a cylindrical or disk shape of the elements of the sections is used. The height of the sections in these designs of insulators is determined, as a rule, based on a large amount of experimental research, which is associated with a significant expenditure of time and materials spent on the manufacture of the tested samples of insulator sections. In addition, the result obtained during research does not guarantee the creation of a sectional insulator design with optimal dimensions.
Известен способ выбора высоты диэлектрического кольца в секционированном изоляторе по графику зависимости поверхностного пробивного напряжения изоляционного материала от толщины испытуемого образца [2]. Этот способ заключается в том, что набор образцов из одинакового изоляционного материала разной толщины подвергают испытанию на электрическую прочность поверхности в какой-либо среде, строят зависимость пробивного напряжения от толщины образца, определяют на этой зависимости точку изменения наклона кривой и толщину изоляционного кольца секционированного изолятора выбирают такой, чтобы она не превышала толщины образца, при которой снятая зависимость меняет свой наклон.A known method of selecting the height of the dielectric ring in a partitioned insulator according to the graph of the dependence of the surface breakdown voltage of the insulating material on the thickness of the test sample [2]. This method consists in the fact that a set of samples of the same insulating material of different thicknesses is tested for electric surface strength in any medium, the dependence of breakdown voltage on the thickness of the sample is built, the point of change of the slope of the curve and the thickness of the insulating ring of the sectioned insulator are determined on this dependence such that it does not exceed the thickness of the sample at which the measured dependence changes its slope.
Известный способ не позволяет выбрать для проходного изолятора конкретную толщину диэлектрического кольца в секции, которая обеспечила бы получение максимальных пробивных градиентов при заданной высоте изолятора.The known method does not allow to choose for the bushing insulator the specific thickness of the dielectric ring in the section, which would ensure maximum breakdown gradients at a given height of the insulator.
Оптимальная толщина диэлектрика в секционированных изоляторах зависит от толщины градиентных прокладок, материала диэлектрика и конструктивных особенностей изолятора. Поэтому для каждой конкретной конструкции проходного изолятора должна быть определена конкретная оптимальная толщина секционного кольца, а следовательно, и количество колец в конструкции.The optimal thickness of the dielectric in sectioned insulators depends on the thickness of the gradient gaskets, the material of the dielectric and the design features of the insulator. Therefore, for each specific design of the bushing, the specific optimal thickness of the sectional ring, and therefore the number of rings in the structure, must be determined.
Наиболее близким к заявляемому способу является способ определения оптимального числа секций секционированного изолятора [3].Closest to the claimed method is a method for determining the optimal number of sections of a partitioned insulator [3].
Способ-прототип заключается в том, что известным способом определяют среднюю пробивную напряженность Ei изоляционного слоя высотой H и среднюю пробивную напряженность En набора из n произвольных, но равных по толщине изоляционных слоев, разделенных градиентными прокладками толщиной b, причем высота набора должна равняться Н, после чего определяют оптимальное количество секций по формулеThe prototype method consists in the fact that the average breakdown strength E i of the insulating layer of height H and the average breakdown strength E n of a set of n arbitrary but equal in thickness insulating layers separated by gradient spacers of thickness b are determined in a known manner, and the height of the set should be equal to N then determine the optimal number of sections by the formula
где N - оптимальное количество секций в изоляторе;where N is the optimal number of sections in the insulator;
H - высота изолятора; b - толщина градиентной прокладки;H is the height of the insulator; b is the thickness of the gradient strip;
Ei - средняя пробивная напряженность не секционированного слоя высотой H;E i is the average breakdown strength of a non-partitioned layer of height H;
En - средняя пробивная напряженность произвольно секционированного слоя высотой H;E n is the average breakdown strength of an arbitrarily sectioned layer of height H;
n - количество изоляционных слоев, произвольных и равных по толщине в наборе высотой H.n is the number of insulating layers, arbitrary and equal in thickness, in a set of height H.
Следует отметить, что выбор толщины градиентного кольца диктуется условиями эксплуатации всего изолятора, технологией его сборки. В частности, при определении b учитывают электрическую прочность среды, окружающей изолятор, требования к механической прочности кольца.It should be noted that the choice of the thickness of the gradient ring is dictated by the operating conditions of the entire insulator, its assembly technology. In particular, when determining b, the dielectric strength of the medium surrounding the insulator and the requirements for the mechanical strength of the ring are taken into account.
Недостатки способа-прототипа следующие.The disadvantages of the prototype method are as follows.
Во-первых, при конструировании изолятора задают, как правило, не его высоту H, а рабочее напряжение U, исходя из величины которого определяют его габариты. В способе-прототипе, наоборот, задают высоту изолятора H, исходя из которой определяют оптимальное количество N секций в изоляторе, величину же рабочего напряжения U изолятора, являющегося одной из его наиболее важных характеристик, непосредственно по способу-прототипу определить невозможно.First, when designing an insulator, it is usually set not its height H, but the operating voltage U, based on the size of which its dimensions are determined. In the prototype method, on the contrary, the height of the insulator H is set based on which the optimal number N of sections in the insulator is determined, but the value of the operating voltage U of the insulator, which is one of its most important characteristics, cannot be determined directly from the prototype method.
Во-вторых, способ-прототип имеет низкую точность определения оптимального числа секций в изоляторе, что не позволяет при заданной высоте изолятора H и заданной толщине градиентной прокладки b получить максимально возможное пробивное напряжение для указанных габаритов изолятора.Secondly, the prototype method has low accuracy in determining the optimal number of sections in the insulator, which does not allow, for a given height of the insulator H and a given thickness of the gradient strip b, to obtain the maximum possible breakdown voltage for the indicated dimensions of the insulator.
В-третьих, способ-прототип достаточно сложен и требует для своего воплощения, особенно для изоляторов с большими габаритами, изготовления испытательного стенда со сверхвысоким источником напряжения, что не всегда возможно воплотить в жизнь.Thirdly, the prototype method is quite complicated and requires for its implementation, especially for insulators with large dimensions, the manufacture of a test bench with an ultra-high voltage source, which is not always possible to implement.
Техническая задача, поставленная в рамках настоящего изобретения, заключается в том, чтобы упростить способ и повысить точность определения оптимального количества секций в изоляторе, позволяющего получить минимальные габариты изолятора, рассчитанного на заданное рабочее напряжение U.The technical problem posed in the framework of the present invention is to simplify the method and improve the accuracy of determining the optimal number of sections in the insulator, allowing to obtain the minimum dimensions of the insulator, designed for a given operating voltage U.
Поставленная задача решается тем, что в способе определения оптимального числа секций в проходном высоковольтном вакуумном изоляторе, выполненном в виде чередующихся кольцевых, дисковых или цилиндрических элементов из изоляционного материала и прокладок из проводящего материала заданной толщины b, предварительно снимают зависимость пробивного напряжения по поверхности элемента из изоляционного материала, помещенного в вакуум, от толщины d указанного элемента, строят график снятой зависимости, аппроксимируют построенный график степенной функцией вида U=kdα, определяют коэффициенты k и α в упомянутой зависимости, используя экспериментальные данные, полученные при снятии зависимости пробивного напряжения по поверхности элемента из изоляционного материала от его толщины, затем рассчитывают оптимальную толщину изоляционного элемента dопт одной секции изолятора по формуле послеThe problem is solved in that in a method for determining the optimal number of sections in a passage high-voltage vacuum insulator made in the form of alternating ring, disk or cylindrical elements of insulating material and gaskets of conductive material of a given thickness b, the dependence of the breakdown voltage on the surface of an insulating element is previously removed material, placed in vacuum, on the thickness d of the specified element, build a graph of the removed dependence, approximate the plotted step ennoy function of the form U = kd α, determine the coefficients k and α in said function using experimental data obtained by removing the dependence of breakdown voltage on the surface of the element of insulating material on its thickness, then calculating the optimal thickness of the insulation element d opt one section of formula insulator after
чего определяют оптимальное количество секций nопт в изоляторе, по формулеwhich determines the optimal number of sections n opt in the insulator, according to the formula
где Kз - коэффициент запаса изолятора по электрической прочности, Upaб - рабочее напряжение, кВ.where K h - safety factor insulator dielectric strength, U pab - operating voltage, kV.
На фиг. 1 представлена зависимость пробивного напряжения поверхности пирексовых колец от их толщины.In FIG. 1 shows the dependence of the breakdown voltage of the surface of pyrex rings on their thickness.
Сущность изобретения заключается в следующем. Пробивное напряжение поверхности любого диэлектрика в любой среде и, в частности, в вакууме достаточно точно можно описать в виде степенной функции, имеющей видThe invention consists in the following. The breakdown voltage of the surface of any dielectric in any medium and, in particular, in vacuum can be quite accurately described in the form of a power function, which has the form
Пробивное напряжение для секционированного изолятора, имеющего n секций можно переписать в виде:Breakdown voltage for a partitioned insulator having n sections can be rewritten as:
где U1 - пробивное напряжение поверхности изоляционного элемента одной секции толщиной d1; where U 1 - breakdown voltage of the surface of the insulating element of one section with a thickness of d 1 ;
Для определения оптимального числа секций в секционированном изоляторе найдем максимум значения Uпр. Для этого продифференцируем выражение 2 и приравняем значение производной к 0.To determine the optimal number of sections in a partitioned insulator, we find the maximum value of U pr To do this, we differentiate
Преобразовав выражение (3), получим:Transforming the expression (3), we obtain:
Из уравнения (4) после преобразования получим:From the equation (4) after the conversion we get:
Из выражения (5) следует:From the expression (5) it follows:
Коэффициенты к и α в выражении (1) для каждого конкретного случая можно рассчитать методом наименьших квадратов, используя экспериментальные значения, полученные при снятии зависимости пробивного напряжения U от толщины диэлектрика d.The coefficients k and α in expression (1) for each particular case can be calculated by the least squares method using the experimental values obtained by removing the dependence of the breakdown voltage U on the thickness of the dielectric d.
Оптимальную толщину dопт изоляционного элемента одной секции проходного изолятора можно определить по выражениюThe optimal thickness d opt of the insulating element of one section of the bushing can be determined by the expression
Подставив в выражение (7) выражение (6), получимSubstituting expression (6) into expression (7), we obtain
Оптимальное количество секций nопт в проходном изоляторе, рассчитанном на рабочее напряжение Upaб, можно определить из следующих соображений. Допустим, что проектируемый изолятор должен надежно работать при некотором напряжении Upaб. Для надежной работы изолятора в любых установках значение рабочего напряжения Upaб должно быть существенно меньше пробивного Uпр. Отношение
Оптимальное количество секций nопт с учетом выражений (1), (2), (6) (8) и (9) можно определить по выражениюThe optimal number of sections n opt taking into account expressions (1), (2), (6) (8) and (9) can be determined by the expression
Пример конкретного выполненияConcrete example
По заявляемому способу определяли оптимальное количество секций nопт проходного изолятора ускорителя заряженных частиц на рабочее напряжение Upaб = 1 МВ = 1000 кВ. Толщина проводящей прокладки (градиентного кольца) изолятора b была выбрана равной 3 мм.According to the claimed method, the optimal number of sections n opt of the bushing of the accelerator of charged particles at the operating voltage U pa = 1 MV = 1000 kV was determined . The thickness of the conductive strip (gradient ring) of the insulator b was chosen equal to 3 mm
Предварительно экспериментально снимали зависимость пробивных напряжений в вакууме U поверхности пирексовых колец от их толщины d. Экспериментальные значения пробивных напряжений U пирексовых колец в вакууме от их толщины d приведены в таблице 1 и отображены на фиг. 1 кружками.The dependence of breakdown stresses in vacuum U of the surface of Pyrex rings on their thickness d was previously experimentally removed. The experimental breakdown voltages U of the pyrex rings in vacuum of their thickness d are shown in Table 1 and are shown in FIG. 1 circles.
График снятой зависимости изображен на фиг. 1. Зависимость пробивного напряжения U, от толщины пирексового кольца, отображенную графиком на фиг. 1 аппроксимировали степенной функцией вида The graph of the removed dependence is shown in FIG. 1. The dependence of the breakdown voltage U on the thickness of the pyrex ring shown in the graph in FIG. 1 approximated by a power function of the form
Коэффициенты k и α в выражении (12) определяли следующим образом. Для упрощения нахождения коэффициентов k и α в формуле (12) линеаризуем уравнение, для чего прологарифмируем указанное выражение и получимThe coefficients k and α in expression (12) were determined as follows. To simplify the determination of the coefficients k and α in formula (12), we linearize the equation, for which we prologarithm the indicated expression and obtain
Введем обозначения y=lnU, bo=In k, x=lnd. С учетом введенных обозначений уравнение (13) можно записать в виде:We introduce the notation y = lnU, bo = In k, x = lnd. Taking into account the introduced notation, equation (13) can be written in the form:
Коэффициенты b0 и α в уравнении (14) с использованием метода наименьших квадратов могут быть определены по выражениям (15) и (16), взятых из работы [4].The coefficients b 0 and α in equation (14) using the least squares method can be determined from expressions (15) and (16) taken from [4].
Для расчета численных значений коэффициентов b0 и α используем таблицу 2.To calculate the numerical values of the coefficients b 0 and α we use table 2.
Подставив численные значения в формулы (9) и (10), получимSubstituting the numerical values in formulas (9) and (10), we obtain
Проведя потенцирование, получим:After potentiation, we get:
k=7,648k = 7.648
Окончательный вид уравнения (12) после подстановки в него численных значений k=7,648 и α=0,4187 примет вид:The final form of equation (12) after substituting numerical values k = 7.648 and α = 0.4187 into it takes the form:
На фиг. 1 черными квадратиками обозначены расчетные значения напряжения из пирексовых колец, определяемого по выражению (17). Как следует из рисунка на фиг. 1, расчетные значения пробивного напряжения от толщины изолятора по формуле (17) практически полностью совпадают с экспериментальными значениями, т.е. адекватно описывают эксперимент.In FIG. 1 the black squares indicate the calculated voltage values from the pyrex rings, determined by the expression (17). As follows from the figure in FIG. 1, the calculated values of the breakdown voltage from the thickness of the insulator according to formula (17) almost completely coincide with the experimental values, i.e. adequately describe the experiment.
Оптимальную толщину dопт изоляционного элемента одной секции проходного изолятора можно определить по выражению (8)The optimal thickness d opt of the insulating element of one section of the bushing can be determined by the expression (8)
Для того чтобы проходной изолятор надежно выдерживал Upaб, необходимо, чтобы пробивное напряжение Uпр>Upaб (19). Положив Kз=1,2, определим оптимальное количество секций nопт по выражению (11)In order for the bushing to reliably withstand U pa , it is necessary that the breakdown voltage U pr > U pa (19). Putting K s = 1,2, we determine the optimal number of sections n opt by the expression (11)
Общая высота изолятора, изготовленного по заявляемому способу Hз, будет равнаThe overall height of the insulator, fabricated according to the claimed method H s, will be equal to
Сравним полученное значение nопт, определенное по заявляемому способу, со значением оптимального количества секций nопт.прот, определенное по способу-прототипу для изолятора, рассчитанного на рабочее напряжение Upaб = 1 МВ = 1000 кВ. Толщина проводящей прокладки (градиентного кольца) изолятора b была выбрана равной 3 мм. Для сравнения возьмем цифры из примера конкретного выполнения, приведенные в [3].Compare the obtained value of n opt , determined by the claimed method, with the value of the optimal number of sections n opt.prot , determined by the prototype method for an insulator designed for an operating voltage of U pa = 1 MV = 1000 kV. The thickness of the conductive strip (gradient ring) of the insulator b was chosen equal to 3 mm For comparison, we take the numbers from a specific example given in [3].
На фиг. 1 способа-прототипа [3] изображен слой изолятора высотой H (например, H=300 мм); на фиг. 2 способа-прототипа [3] - набор произвольных и равных по толщине изоляционных слоев количеством n (например, n=12), общей толщиной H, толщина разделяющих градиентных прокладок равна b (например, b=3 мм); на фиг. 3 способа-прототипа [3] - секционированный изолятор высотой Н (например, H=300 мм). In FIG. 1 of the prototype method [3] shows an insulator layer of height H (for example, H = 300 mm); in FIG. 2 prototype methods [3] - a set of arbitrary and equal in thickness insulating layers of n (for example, n = 12), total thickness H, the thickness of the separating gradient gaskets is b (for example, b = 3 mm); in FIG. 3 prototype methods [3] - a partitioned insulator with a height of H (for example, H = 300 mm).
Способ-прототип осуществляют следующим образом. Определяют с помощью известных устройств (делителя напряжения, осциллографа или киловольтметра) среднюю пробивную напряженность изоляционного слоя 1 высотой H (например, Ei=1 кВ/см) (см. способ-прототип фиг. 1). Затем также измеряют среднюю пробивную напряженность набора произвольных и равных по толщине изоляционных слоев (см. способ-прототип фиг. 2), например, для набора высотой H=300 мм, состоящего из двенадцати пирексовых колец, разделенных градиентными прокладками 2 толщиной b=3 мм; Еn=3,8 кВ/см. Набор расположен между высоковольтными электродом 3 и заземленным фланцем 4. Измеренные Ei, Еn подставляют в формулу, по которой определяют оптимальное количество секцийThe prototype method is as follows. Using the known devices (voltage divider, oscilloscope or kilovoltmeter), the average breakdown strength of the insulating layer 1 with a height H (for example, E i = 1 kV / cm) is determined (see the prototype method of Fig. 1). Then, the average breakdown strength of a set of arbitrary and equal thickness insulating layers is also measured (see the prototype method of Fig. 2), for example, for a set with a height of H = 300 mm, consisting of twelve pyrex rings separated by
Если подставить цифры, следующие из способа-прототипа: N=35;If you substitute the numbers following from the prototype method: N = 35;
Оптимальная толщина изоляционного элемента dпрот одной секции изолятора, выполненного по способу-прототипу, будет равнаThe optimal thickness of the insulating element d prot one section of the insulator made by the prototype method will be equal to
Оценим по формуле (17), какое напряжение Uспр будет выдерживать одна секция изолятора, выполненного по способу-прототипуWe estimate by the formula (17), what voltage U spr can withstand one section of the insulator, made by the prototype method
Оптимальное количество секций nопт.прот в изоляторе на напряжение 1200 кВ, рассчитанное по способу-прототипу, будет равноThe optimal number of sections n opt.prot in the insulator for a voltage of 1200 kV, calculated by the prototype method, will be equal to
Общая высота изолятора Hпр, рассчитанного на напряжение 1200 кВ, будет равнаThe total height of the insulator H CR , designed for a voltage of 1200 kV, will be equal to
Как следует из выражений (20) и (21), высота изолятора, рассчитанного на напряжение 1200 кВ, по заявляемому способу Hз, меньше на 63,12 мм, чем высота изолятора, изготовленного по способу-прототипу Hпр, рассчитанного на то же самое напряжение 1200 кВ,As follows from the expressions (20) and (21), the height of the insulator, designed for a voltage of 1200 kV, according to the claimed method H h , is less by 63.12 mm than the height of the insulator made by the prototype method H pr , designed for the same the voltage is 1200 kV,
По сравнению с заявляемым способом способ-прототип имеет относительную погрешность, равнуюCompared with the claimed method, the prototype method has a relative error equal to
Таким образом, заявляемый способ по сравнению со способом-прототипом имеет не менее чем на 33,3% высокую точность определения оптимального числа секций в изоляторе, что позволяет при заданной высоте изолятора H и заданной толщине градиентной прокладки b получить либо максимально возможное пробивное напряжение для указанных габаритов изолятора, либо для заданного рабочего напряжения изолятора получить минимальную высоту изолятора. Кроме того, заявляемый способ по сравнению со способом-прототипом достаточно прост, так как не требует для своего воплощения, особенно для изоляторов с большими габаритами, изготовления испытательного стенда со сверхвысоким источником напряжения, что не всегда возможно воплотить в жизнь. В частности, в рассмотренных авторами примерах для реализации заявляемого способа достаточно того, чтобы экспериментальная высоковольтная установка позволяла получать напряжение, не превышающее 30÷35 кВ, так как этого напряжения достаточно для снятия зависимости пробивного напряжения от толщины изоляционного элемента d, тогда как для реализации способа-прототипа необходимо, чтобы установка имела возможность работать при напряжениях 450÷500 кВ, что более чем на порядок выше напряжения, необходимого для реализации заявляемого способа.Thus, the claimed method in comparison with the prototype method has at least 33.3% high accuracy in determining the optimal number of sections in the insulator, which allows for a given height of the insulator H and a given thickness of the gradient strip b to obtain either the maximum breakdown voltage for these dimensions of the insulator, or for a given operating voltage of the insulator to obtain the minimum height of the insulator. In addition, the claimed method in comparison with the prototype method is quite simple, as it does not require for its implementation, especially for insulators with large dimensions, the manufacture of a test bench with an ultra-high voltage source, which is not always possible to implement. In particular, in the examples considered by the authors for the implementation of the proposed method, it is sufficient that the experimental high-voltage installation allows to obtain a voltage not exceeding 30 ÷ 35 kV, since this voltage is sufficient to remove the dependence of the breakdown voltage on the thickness of the insulating element d, while to implement the method -prototype, it is necessary that the installation was able to operate at voltages of 450 ÷ 500 kV, which is more than an order of magnitude higher than the voltage required to implement the proposed method.
Кроме того, при заданном рабочем напряжении изолятора выбором оптимального количества его секций по заявляемому способу можно добиться сокращения габаритов и уменьшения стоимости изолятора по сравнению со способом-прототипом.In addition, at a given operating voltage of the insulator by choosing the optimal number of sections according to the claimed method, it is possible to reduce the size and reduce the cost of the insulator compared to the prototype method.
Источники информацииInformation sources
1. Патент США №2082474, опубл. 1937.1. US patent No. 2082474, publ. 1937.
2. Раховский В.Н. Физические основы электрического тока в вакууме. М.: Наука, 1970, с. 57.2. Rakhovsky V.N. The physical basis of electric current in a vacuum. M .: Nauka, 1970, p. 57.
3. А.с. 758266. Способ определения оптимального числа секций секционированного изолятора. / Смирнов Г.В., Кассиров Г.М., Планкин Ю.В. - Опубл. в БИ 23.08.80. №31 (прототип).3. A.S. 758266. A method for determining the optimal number of sections of a partitioned insulator. / Smirnov G.V., Kassirov G.M., Plankin Yu.V. - Publ. in BI 23.08.80. No. 31 (prototype).
4. Смирнов Г.В., Смирнов Д.Г. Моделирование и оптимизация технологических процессов РЭС: Учебное пособие. - Томск: Издательство Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники, 2007. - С. 66-67.4. Smirnov G.V., Smirnov D.G. Modeling and optimization of technological processes of RES: Textbook. - Tomsk: Publishing House of Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics, 2007. - P. 66-67.
Claims (1)
где Кз - коэффициент запаса изолятора по электрической прочности, Upаб - рабочее напряжение. The method of determining the optimal number of sections in the passage of a high-voltage vacuum insulator made in the form of alternating ring, disk or cylindrical elements of insulating material and gaskets of conductive material of a given thickness b, characterized in that they first remove the dependence of the breakdown voltage on the surface of the element of insulating material placed in vacuum, on the thickness d of the specified element, build a graph of the removed dependence, approximate the constructed graph of the power function of the first type U = kd α , the coefficients k and α are determined in the aforementioned dependence, using experimental data obtained by removing the dependence of the breakdown voltage on the surface of an element of insulating material on its thickness, then calculate the optimal thickness of the insulating element d opt of one section of the insulator according to the formula And then determine the optimum number of sections n opt in the insulator, according to the formula
where K s - the safety factor of the insulator for electric strength, U pab - operating voltage.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014148022/07A RU2584543C1 (en) | 2014-11-27 | 2014-11-27 | Method of determining optimum number of sections of partitioned insulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014148022/07A RU2584543C1 (en) | 2014-11-27 | 2014-11-27 | Method of determining optimum number of sections of partitioned insulator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2584543C1 true RU2584543C1 (en) | 2016-05-20 |
Family
ID=56012177
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014148022/07A RU2584543C1 (en) | 2014-11-27 | 2014-11-27 | Method of determining optimum number of sections of partitioned insulator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2584543C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3801725A (en) * | 1972-11-14 | 1974-04-02 | Westinghouse Electric Corp | Spacer construction for fluid-insulated transmission lines |
SU758266A1 (en) * | 1978-08-07 | 1980-08-23 | Nii Vysokikh Napryazh Pri | Method of determining optimum section number of sectioned insulator |
US4459430A (en) * | 1982-07-13 | 1984-07-10 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | High voltage variable diameter insulator |
SU1552235A1 (en) * | 1984-04-05 | 1990-03-23 | Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом институте им.С.М.Кирова | Method of determining optimum number of section of section insulator |
-
2014
- 2014-11-27 RU RU2014148022/07A patent/RU2584543C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3801725A (en) * | 1972-11-14 | 1974-04-02 | Westinghouse Electric Corp | Spacer construction for fluid-insulated transmission lines |
SU758266A1 (en) * | 1978-08-07 | 1980-08-23 | Nii Vysokikh Napryazh Pri | Method of determining optimum section number of sectioned insulator |
US4459430A (en) * | 1982-07-13 | 1984-07-10 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | High voltage variable diameter insulator |
SU1552235A1 (en) * | 1984-04-05 | 1990-03-23 | Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом институте им.С.М.Кирова | Method of determining optimum number of section of section insulator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Fofana et al. | Electrical-based diagnostic techniques for assessing insulation condition in aged transformers | |
Rahimpour et al. | Experimental and theoretical investigation of disc space variation in real high-voltage windings using transfer function method | |
Al-Ameri et al. | Understanding the influence of power transformer faults on the frequency response signature using simulation analysis and statistical indicators | |
Terrab et al. | Parameters design optimization of 230 kV corona ring based on electric field analysis and response surface methodology | |
Arora et al. | High voltage insulation engineering: behaviour of dielectrics; their properties and applications | |
Höpner et al. | Insulation life span of low-voltage electric motors—A survey | |
Fazliddinov et al. | Analysis of modern methods of determination of mechanical status and diagnostic models of power transformers | |
Cai et al. | Phase‐field modeling of electromechanical breakdown in multilayer ceramic capacitors | |
Shekhar et al. | Impact of DC voltage enhancement on partial discharges in medium voltage cables—An empirical study with defects at semicon-dielectric interface | |
Zitouni et al. | Modelling by design of experiments method of the AC breakdown voltage of transformer oil point–plane gaps with insulating barrier | |
RU2584543C1 (en) | Method of determining optimum number of sections of partitioned insulator | |
RU2581617C2 (en) | Method of determining optimum number of sections of partitioned insulator | |
Kara et al. | DC breakdown voltage characteristics of small air gaps with insulating barriers in non-uniform field | |
Kara et al. | Modeling and analyzing barrier effect on AC breakdown strength of non-uniform air gaps | |
WO2016189864A1 (en) | Probe and voltage measuring device using same | |
CN113095019B (en) | Partial discharge signal simulation method and system | |
Pakalapati et al. | Study of electric field stress on the surface contour and at the triple junction in three phase GIS with FGM spacer under the depression defect | |
Zhou et al. | Transient Electric Field Calculation of Zinc oxide arrester under Lightning Impulse Voltage | |
Subba Reddy et al. | Enhancement of surface flashover performance of high voltage ceramic disc insulators | |
Cherney et al. | Application of composite insulators to transmission lines | |
Ambo et al. | Finite element analysis of maximum electric field for air breakdown under various electrode configurations | |
Arevalo et al. | Air humidity factor for external insulation under positive switching impulses-Revisited | |
Mahmoodi et al. | Effect of accumulated surface charges on DC flashover of SiR insulators under pollution and aging conditions | |
Pan et al. | Influence of surface charge decay on cavity PD frequency at DC voltage | |
Rosenthal et al. | Modeling 6 MV gas switches for the ZR accelerator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171128 |