RU2588607C1 - High-voltage current lead of superconducting short-circuit current limiter - Google Patents

High-voltage current lead of superconducting short-circuit current limiter Download PDF

Info

Publication number
RU2588607C1
RU2588607C1 RU2015114914/07A RU2015114914A RU2588607C1 RU 2588607 C1 RU2588607 C1 RU 2588607C1 RU 2015114914/07 A RU2015114914/07 A RU 2015114914/07A RU 2015114914 A RU2015114914 A RU 2015114914A RU 2588607 C1 RU2588607 C1 RU 2588607C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
cryostat
conductors
lead
current lead
Prior art date
Application number
RU2015114914/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Арнольдович Филиппов
Виктор Анатольевич Туркот
Максим Иванович Заморников
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Федеральная Сетевая Компания Единой Энергетической Системы" (Оао "Фск Еэс")
Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский электротехнический институт им. В.И. Ленина"
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 Открытое Акционерное Общество "Федеральная Сетевая Компания Единой Энергетической Системы" (Оао "Фск Еэс"), Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский электротехнический институт им. В.И. Ленина" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Федеральная Сетевая Компания Единой Энергетической Системы" (Оао "Фск Еэс")
Priority to RU2015114914/07A priority Critical patent/RU2588607C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2588607C1 publication Critical patent/RU2588607C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: proposed engineering solution relates to superconducting power of electric engineering and can be used for connection to electric network of high-voltage superconducting current limiter of short-circuit in cryostat with liquid nitrogen. Current leads (3) and (4) are located coaxially. Current lead (3) protrudes from current distributor (4). Top ends of current leads (3) and (4) are complete with terminals for connection to electric network. Lower ends of current leads (3) and (4) are immersed in liquid nitrogen, filling cryostat (2). Nitrogen vapour in cavity of current lead (4) serves as gaseous insulation between current conductors (3) and (4). Insulator (5) electrically separates protruding part of current lead (3) of current distributor (4). Insulator (6) electrically separates the cover (7) of current distributor (4). In upper part of cryostat (2) there is dielectric heat screen (8), covering external current lead (4).
EFFECT: decreased overall dimensions and heat transfer from external medium in cryostat high-voltage device.
1 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое техническое решение относится к области сверхпроводниковой силовой электротехники и может быть применено для подключения к электрической сети высоковольтного сверхпроводникового ограничителя тока короткого замыкания, размещенного в криостате с жидким азотом.The proposed technical solution relates to the field of superconducting power electrical engineering and can be used to connect to the electric network a high-voltage superconducting short-circuit current limiter placed in a cryostat with liquid nitrogen.

Известно устройство (Патент JP 2009268340 A, МПК H01R 4/68, H02G 15/34, опубликован 12.11.2009) подключения электрического сверхпроводникового аппарата к источнику электроэнергии, согласно котороум подключение производится изолированными проводниками через диэлектрическую крышку криостата.A device is known (Patent JP 2009268340 A, IPC H01R 4/68, H02G 15/34, published 12.11.2009) for connecting an electric superconducting apparatus to a power source, according to which the connection is made by insulated conductors through the dielectric cover of the cryostat.

Данное устройство не обеспечивает электрической прочности, достаточной для аппаратов высокого напряжения.This device does not provide electrical strength sufficient for high-voltage apparatus.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является решение (Патент US 2008119077 A1, МПК H01R 13/53, H02G 15/34, опубликован 22.05.2008), в котором токоввод высоковольтного сверхпроводникового ограничителя тока, расположенного в криостате с жидким азотом, содержит два раздельных токопровода, изолированных от криостата и друг от друга. Токопроводы прототипа имеют твердую изоляцию. Для обеспечения электрической прочности верхние концы вводов, в которых расположены токопроводы, разведены на большое расстояние.The closest analogue (prototype) is the solution (Patent US 2008119077 A1, IPC H01R 13/53, H02G 15/34, published May 22, 2008), in which the current lead of a high-voltage superconducting current limiter located in a cryostat with liquid nitrogen contains two separate current conductors isolated from cryostat and from each other. The conductors of the prototype have solid insulation. To ensure electrical strength, the upper ends of the bushings in which the conductors are located are spaced apart over a long distance.

Недостаток прототипа состоит в том, что в его конструкции обеспечение электрической прочности требует существенного увеличения габаритов устройства, а увеличение габаритов, в свою очередь, увеличивает суммарную теплопередачу в криостат.The disadvantage of the prototype is that in its design, ensuring electrical strength requires a significant increase in the dimensions of the device, and an increase in dimensions, in turn, increases the total heat transfer to the cryostat.

Раскрытие существа изобретенияDisclosure of the invention

Предлагаемая конструкция обеспечивает технический результат, состоящий в уменьшении габаритов устройства, требуемых для обеспечения электрической прочности, и, как следствие, уменьшение теплопередачи из внешней среды в криостатируемый высоковольтный аппарат.The proposed design provides a technical result, consisting in reducing the dimensions of the device required to ensure electrical strength, and, as a result, reducing heat transfer from the external environment to the cryostatic high-voltage apparatus.

Предметом изобретения является токоввод высоковольтного сверхпроводникового ограничителя тока, расположенного в криостате с жидким азотом, содержащий два вертикальных токопровода, изолированных от криостата и друг от друга, отличающийся тем, что токопроводы выполнены коаксиально в виде внешнего и выступающего из него внутреннего токопроводов, разделены газовой изоляцией и снабжены первым оребренным изолятором, отделяющим выступающую часть внутреннего токопровода от внешнего токопровода, и вторым оребренным изолятором, отделяющим внешний токопровод от криостата, при этом в верхней части криостата установлен диэлектрический тепловой экран, охватывающий внешний токопровод.The subject of the invention is the current lead of a high voltage superconducting current limiter located in a cryostat with liquid nitrogen, containing two vertical conductors isolated from the cryostat and from each other, characterized in that the conductors are made coaxially in the form of external and protruding internal conductors, separated by gas insulation and equipped with a first finned insulator separating the protruding part of the internal current path from the external current path, and a second finned insulator separating external conductor from the cryostat, while in the upper part of the cryostat a dielectric heat shield is installed, covering the external conductor.

Конструкция предложенного устройства поясняется чертежом.The design of the proposed device is illustrated in the drawing.

На чертеже показаны:The drawing shows:

1 - высоковольтный сверхпроводниковый ограничитель (СОТ) тока короткого замыкания;1 - high voltage superconducting limiter (COT) short circuit current;

2 - криостат;2 - cryostat;

3 - внутренний токопровод;3 - internal conductor;

4 - внешний токопровод;4 - external conductor;

5 - первый оребренный изолятор;5 - the first finned insulator;

6 - второй оребренный изолятор;6 - the second finned insulator;

7 - крышка криостата;7 - cryostat cover;

8 - диэлектрический тепловой экран.8 - dielectric heat shield.

Токопроводы 3 и 4 расположены коаксиально. Токопровод 3 выступает из токопровода 4. Верхние концы токопроводов 3 и 4 имеют клеммы для подключения к электрической сети. Нижние концы токопроводов 3 и 4 подключены к СОТ 1, который погружен в жидкий азот, заполняющий криостат 2. Пары азота в полости токопровода 4 служат газообразной изоляцией между токопроводами 3 и 4. Изолятор 5 электрически отделяет выступающую часть токопровода 3 от токопровода 4. Изолятор 6 электрически отделяет крышку 7 от токопровода 4.Conductors 3 and 4 are located coaxially. The conductor 3 protrudes from the conductor 4. The upper ends of the conductors 3 and 4 have terminals for connecting to the electrical network. The lower ends of the conductors 3 and 4 are connected to COT 1, which is immersed in liquid nitrogen filling the cryostat 2. The nitrogen vapor in the cavity of the current lead 4 serves as a gaseous insulation between the conductors 3 and 4. The insulator 5 electrically separates the protruding part of the current lead 3 from the current lead 4. Insulator 6 electrically separates the cover 7 from the conductor 4.

В верхней части криостата 2 установлен диэлектрический тепловой экран 8, охватывающий токопровод 4.In the upper part of the cryostat 2 is installed a dielectric heat shield 8, covering the conductor 4.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В рабочем режиме (при рабочих токах) СОТ 1 находится в сверхпроводящем состоянии и между коаксиально расположенными токопроводами 3 и 4 напряжение отсутствует. При протекании тока короткого замыкания через СОТ он выходит из сверхпроводящего состояния и между токопроводами 3 и 4 возникает высокое напряжение. При этом электрическая прочность промежутка между токопроводами 3 и 4 обеспечивается газовой изоляцией, образованной испарениями жидкого азота, и изолятором 5. Электрическая прочность промежутка между токопроводом 4 и криостатом 2 с крышкой 7 обеспечивается изолятором 6.In the operating mode (at operating currents), COT 1 is in a superconducting state and there is no voltage between the coaxially located conductors 3 and 4. When a short circuit current flows through the COT, it leaves the superconducting state and a high voltage arises between the conductors 3 and 4. In this case, the electric strength of the gap between the conductors 3 and 4 is ensured by gas insulation formed by the vapor of liquid nitrogen and the insulator 5. The electric strength of the gap between the current lead 4 and the cryostat 2 with the cover 7 is provided by the insulator 6.

Диэлектрический тепловой экран 8 уменьшает приток тепла через токопроводы 3 и 4 в криостат и повышает температуру его крышки 7, предотвращая ее обмерзание, снижающее электрическую прочность.The dielectric heat shield 8 reduces the influx of heat through the conductors 3 and 4 into the cryostat and increases the temperature of its cover 7, preventing it from freezing, which reduces the electric strength.

Коаксиальное расположенние токопроводов 3 и 4, электрически разделенных газовой изоляцией в виде паров азота, использование изолятора 5, отделяющего выступающую часть токопровода 3 от токопровода 4, изолятора 6, отделяющего крышку 7 криостата 2 от токопровода 4, и теплового экрана 8 обеспечивает компактность конструкции устройства при выполнении требований к электрической прочности и, как следствие, уменьшение теплопередачи из внешней среды в криостатируемый высоковольтный аппарат 1.Coaxial arrangement of conductors 3 and 4 electrically separated by gas insulation in the form of nitrogen vapor, the use of an insulator 5 separating the protruding part of the current lead 3 from the current lead 4, an insulator 6 separating the lid 7 of the cryostat 2 from the current lead 4, and the heat shield 8 provides a compact design of the device when meeting the requirements for electric strength and, as a consequence, reducing heat transfer from the external environment to a cryostatic high-voltage apparatus 1.

Claims (1)

Токоввод высоковольтного сверхпроводникового ограничителя тока, расположенного в криостате с жидким азотом, содержащий два вертикальных токопровода, изолированных от криостата и друг от друга, отличающийся тем, что токопроводы выполнены коаксиально в виде внешнего и выступающего из него внутреннего токопроводов, разделены газовой изоляцией и снабжены первым оребренным изолятором, отделяющим выступающую часть внутреннего токопровода от внешнего токопровода, и вторым оребренным изолятором, отделяющим внешний токопровод от криостата, при этом в верхней части криостата установлен диэлектрический тепловой экран, охватывающий внешний токопровод. The current lead of a high-voltage superconducting current limiter located in a cryostat with liquid nitrogen, containing two vertical conductors isolated from the cryostat and from each other, characterized in that the conductors are made coaxially in the form of an external and protruding internal conductors, separated by gas insulation and equipped with a first finned an insulator separating the protruding portion of the internal current path from the external current path, and a second finned insulator separating the external current path from the cryostat while a dielectric heat shield is installed in the upper part of the cryostat, covering the external conductor.
RU2015114914/07A 2015-04-21 2015-04-21 High-voltage current lead of superconducting short-circuit current limiter RU2588607C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015114914/07A RU2588607C1 (en) 2015-04-21 2015-04-21 High-voltage current lead of superconducting short-circuit current limiter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015114914/07A RU2588607C1 (en) 2015-04-21 2015-04-21 High-voltage current lead of superconducting short-circuit current limiter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2588607C1 true RU2588607C1 (en) 2016-07-10

Family

ID=56370596

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015114914/07A RU2588607C1 (en) 2015-04-21 2015-04-21 High-voltage current lead of superconducting short-circuit current limiter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2588607C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2654538C1 (en) * 2017-03-23 2018-05-21 Закрытое акционерное общество "СуперОкс" (ЗАО "СуперОкс") Superconducting input lead
RU187625U1 (en) * 2018-11-29 2019-03-14 Закрытое акционерное общество "СуперОкс" (ЗАО "СуперОкс") HIGH VOLTAGE CURRENT LIMITING DEVICE BASED ON HIGH TEMPERATURE SUPERCONDUCTIVITY
RU187770U1 (en) * 2018-11-29 2019-03-19 Закрытое акционерное общество "СуперОкс" (ЗАО "СуперОкс") HIGH VOLTAGE CURRENT LIMITING DEVICE BASED ON HIGH TEMPERATURE SUPERCONDUCTIVITY WITH REMOVABLE WELL
CN112290243A (en) * 2020-10-29 2021-01-29 广东电网有限责任公司电力科学研究院 High-voltage insulation current lead structure

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009268340A (en) * 2008-03-20 2009-11-12 Nexans Electric connection structure for superconductive device
RU97876U1 (en) * 2010-06-02 2010-09-20 Общество с ограниченной ответственностью "СПИН" SUPERCONDUCTING SHORT-CURRENT LIMITER
RU99906U1 (en) * 2010-06-02 2010-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "СПИН" SUPERCONDUCTING SHORT-CURRENT LIMITER

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009268340A (en) * 2008-03-20 2009-11-12 Nexans Electric connection structure for superconductive device
RU97876U1 (en) * 2010-06-02 2010-09-20 Общество с ограниченной ответственностью "СПИН" SUPERCONDUCTING SHORT-CURRENT LIMITER
RU99906U1 (en) * 2010-06-02 2010-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "СПИН" SUPERCONDUCTING SHORT-CURRENT LIMITER

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2654538C1 (en) * 2017-03-23 2018-05-21 Закрытое акционерное общество "СуперОкс" (ЗАО "СуперОкс") Superconducting input lead
RU187625U1 (en) * 2018-11-29 2019-03-14 Закрытое акционерное общество "СуперОкс" (ЗАО "СуперОкс") HIGH VOLTAGE CURRENT LIMITING DEVICE BASED ON HIGH TEMPERATURE SUPERCONDUCTIVITY
RU187770U1 (en) * 2018-11-29 2019-03-19 Закрытое акционерное общество "СуперОкс" (ЗАО "СуперОкс") HIGH VOLTAGE CURRENT LIMITING DEVICE BASED ON HIGH TEMPERATURE SUPERCONDUCTIVITY WITH REMOVABLE WELL
CN112290243A (en) * 2020-10-29 2021-01-29 广东电网有限责任公司电力科学研究院 High-voltage insulation current lead structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2588607C1 (en) High-voltage current lead of superconducting short-circuit current limiter
CN105977887B (en) A kind of inflatable ultrahigh voltage direct current wall bushing
CN112185752B (en) Solid-sealed polar pole
US10218161B2 (en) Integrated compact bushing structure combining the functionality of primary contact with a current transformer primary conductor and a post insulator
WO2011144253A3 (en) A high voltage direct current cable termination apparatus
US9396888B1 (en) Copper-aluminum electrical joint
RU2014128788A (en) METHOD FOR ELECTRICALLY CONDUCTIVE CONNECTION OF TWO SUPERCONDUCTIVE CABLES
RU156793U1 (en) DEVICE FOR CONNECTING CRYOSTATED HIGH VOLTAGE UNIT TO ELECTRICAL NETWORK
CN102315607A (en) Gas-filled bushing for high-voltage switch equipment with high current carrying capacity
RU187625U1 (en) HIGH VOLTAGE CURRENT LIMITING DEVICE BASED ON HIGH TEMPERATURE SUPERCONDUCTIVITY
RU2012136022A (en) HIGH FREQUENCY TRANSITION
RU2015140383A (en) ELECTRIC PROTECTIVE DEVICE FOR MEDIUM VOLTAGE WITH CURRENT MEASUREMENT
IN2014DN07548A (en)
KR101734050B1 (en) Isolation Structure For Vacuum Circuit Breaker
JP6519167B2 (en) Electric field relaxation device of vacuum interrupter
RU106992U1 (en) BLOCK OF NON-LINEAR VOLTAGE LIMITER OF HIGH VOLTAGE COMPLETE DISTRIBUTION DEVICE WITH ELEGAS INSULATION
RU2696248C2 (en) Current transformer and distribution device with current transformer
EP3186812A1 (en) High-voltage combined electrical apparatus
CN106877225A (en) One kind miniaturization solid insulation switch cabinet
USRE48918E1 (en) Power cable termination device for gas-insulated switchgear
CN111029207B (en) Switchgear with arrangement for bushings
RU147658U1 (en) HYBRID HYBRID POWER SUPPLY CURRENT
CN207426534U (en) A kind of closing compact can movable high-voltage switch
CN109686705B (en) IGBT device packaging structure
RU2247438C2 (en) High-voltage current transformer