RU48436U1

RU48436U1 - HIGH VOLTAGE THREAD INSULATOR

Info

Publication number: RU48436U1
Application number: RU2005115887/22U
Authority: RU
Inventors: А.К. Кудрявцев; К.А. Кудрявцев; Е.А. Кудрявцев
Original assignee: Кудрявцев Александр Кириллович
Priority date: 2005-05-25
Filing date: 2005-05-25
Publication date: 2005-10-10

Abstract

Высоковольтный проходной изолятор обеспечивает повышение электрической прочности изолятора в поперечном направлении, надежность его работы при использовании его в электрических сетях, на электростанциях и в системах энергоснабжения у потребителей. Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом высоковольтном проходном изоляторе, содержащем изолирующее тело с внешним оребрением, опорный металлический фланец, закрепленный на внешней поверхности тела и центрирующие оголовки для установки в изолирующем теле токоведущей шины, размещенные на торцах последнего, металлический фланец выполнен скругленным со стороны изолирующего тела, последнее выполнено из тонкостенного изолирующего материала и установлено относительно токоведущей шины с изолирующим воздушным промежутком, величину которого определяют с учетом формы и размера токоведущей шины, рабочего и максимального напряжения, прилагаемого к последней. Изолирующее тело выполнено в виде трубы или двух встречных усеченных конусов, в качестве изоляционного материала изолирующего тела использовуют полиэпоксидную смолу, содержащую стеклоткань и/или стекловолокно, а оребрение изолирующего тела выполнено из силиконовой резины на основе полисилоксанов.The high-voltage bushing provides an increase in the dielectric strength in the transverse direction, the reliability of its operation when used in electric networks, power plants and in power supply systems for consumers. The specified technical result is achieved by the fact that in the proposed high-voltage bushing containing an insulating body with external fins, a supporting metal flange mounted on the outer surface of the body and centering heads for installation in the insulating body of the busbar, located on the ends of the latter, the metal flange is rounded with side of the insulating body, the latter is made of thin-walled insulating material and installed relative to the current-carrying bus with insulating air the gap, the value of which is determined taking into account the shape and size of the current-carrying bus, operating and maximum voltage applied to the latter. The insulating body is made in the form of a pipe or two counter truncated cones, as the insulating material of the insulating body, a polyepoxy resin containing fiberglass and / or fiberglass is used, and the fins of the insulating body are made of polysiloxane-based silicone rubber.

Description

Настоящая полезная модель относится к электротехнике, а именно к высоковольтным проходным изоляторам и может быть использовано в электрических сетях, на электростанциях и в системах энергоснабжения у потребителей.This utility model relates to electrical engineering, namely to high-voltage bushings and can be used in electrical networks, power plants and energy supply systems for consumers.

Большинство известных проходных изоляторов выполнены, как правило, из сплошного материала, например, фарфора, и имеют большую массу, высокую трудоемкость изготовления, и естественную хрупкость.Most of the known bushing insulators are made, as a rule, of solid material, for example, porcelain, and have a large mass, high laboriousness of manufacture, and natural fragility.

Используемые в электротехнических установках, комплексных распределительных устройствах и выполняющие функции вводов, проходные керамические изоляторы, оснащены токоведущими системами различных видов, а герметичность их достигается заполнением пустот между токоведущими шинами какой-либо уплотняющей массой, например, на основе эпоксидной смолы или цемента. [ГОСТ 20454-85 «Изоляторы проходные». М. Госстандарт, 1985, с.4-5.] [Пат. США №3875327, кл. Н 01 В 17/28,174/143, опубл. 1975 04. 01].Ceramic insulators used in electrical installations, complex switchgears and acting as bushings are equipped with various types of current-carrying systems, and their tightness is achieved by filling the voids between the current-carrying buses with some sealing compound, for example, based on epoxy resin or cement. [GOST 20454-85 "Insulators through passage". Gosstandart, 1985, pp. 4-5.] [Pat. USA No. 3875327, cl. H 01 B 17 / 28,174 / 143, publ. 1975 04. 01].

Известен проходной изолятор, содержащий полое изоляционное тело, одна часть которого предназначена для работы на открытом воздухе и закрыта с торца токопроводящей крышкой, а вторая - для работы в помещении. Внутри изоляционного тела проходит токопровод, соединенный с токопроводящей крышкой и внешним узлом подключения, между которыми установлен токопроводящий сильфон. Последний соединен с крышкой посредством выполненного на его фланце конического выступа. Токопровод выполнен в виде полого цилиндра, внутри которого выполнена резьбовая стяжка. Сильфон снабжен антикоронирующим электродом чашеобразной формы. [3-ка РФ №96103708, кл. Н 01 В 17/26, опубл. 1998.05.10].Known bushing containing a hollow insulating body, one part of which is designed to work in the open air and is closed at the end of the conductive cover, and the second is for indoor use. Inside the insulating body passes a conductor connected to a conductive cover and an external connection node, between which a conductive bellows is installed. The latter is connected to the cover by means of a conical protrusion made on its flange. The current lead is made in the form of a hollow cylinder, inside of which a threaded coupler is made. The bellows is equipped with a bowl-shaped anticorrosive electrode. [3 of the Russian Federation No. 96103708, cl. H 01 B 17/26, publ. 1998.05.10].

Известен также высоковольтный проходной изолятор, состоящий из диэлектрического корпуса, с фланцем и токоведущим стержнем, расположенным внутри него. Диэлектрическое тело выполнено из эл. фарфора с элементом фиксации с внешней стороны, который зажимается специальной гайкой фланца. Внутренняя часть диэлектрического тела выполнена с упором по торцам для препятствия осевого перемещения токоведущего стержня, который в свою очередь имеет упорный выступ и зажимную специальную гайку для крепления в теле изолятора.Also known is a high-voltage bushing insulator, consisting of a dielectric casing, with a flange and a current-carrying rod located inside it. The dielectric body is made of el. porcelain with a locking element on the outside, which is clamped with a special flange nut. The inner part of the dielectric body is made with emphasis on the ends to prevent axial movement of the current-carrying rod, which in turn has a persistent protrusion and a clamping special nut for fastening in the body of the insulator.

Все элементы проходного изолятора скреплены между собой клеящим компаундом в одну жесткую функциональную конструкцию клеящим компаундом. [3-ка РФ №2001116789, кл. Н 01 В 17/26, опубл. 2003.07.20].All elements of the bushing are fastened together by an adhesive compound into one rigid functional structure by an adhesive compound. [3 of the Russian Federation No. 20011116789, cl. H 01 B 17/26, publ. 2003.07.20].

Недостатками указанных решений является их ненадежность по герметичности и прочности, поскольку, вследствие различных коэффициентов расширения материала изолятора, токоведущих шин и уплотняющей массы, в процессе эксплуатации образуются трещины в материале изолятора, уплотнениях ввода, наступает разгерметизация, и попадание влаги внутрь и возможность его пробоя.The disadvantages of these solutions are their unreliability in tightness and strength, because, due to various expansion coefficients of the insulator material, current-carrying tires and sealing mass, cracks form in the insulator material, input seals during operation, depressurization occurs, and moisture gets inside and the possibility of breakdown.

Известен герметизированный многоамперный ввод, содержащий проходной изолятор с центральным отверстием, токоведущую систему с контактными выводами и детали ее крепления, токоведушая система состоит из тонкостенных последовательно включенных: внешнего контактного вывода с кольцевой опорной поверхностью крепления, трубчатой центральной контакт - детали, имеющей отбортовку наружу, образующую также кольцевую опорную поверхность крепления и внутреннего контактного вывода со своей опорной поверхностью. Трубчатая центральная контакт-деталь со стороны внутреннего контактного вывода имеет наружную резьбу и симметрично расположенные две или более шлицевые продольные прорези, в которых размещаются опорные выступы крестовины, опирающиеся на внутренний торец проходного изолятора, причем с внешней Known sealed multi-ampere input containing a bushing with a central hole, a current-carrying system with contact terminals and parts for its fastening, a current-conducting system consists of thin-walled series-connected: an external contact terminal with an annular supporting mounting surface, a tubular central contact - parts having a flanging outward, forming also an annular supporting surface of the mount and the internal contact terminal with its supporting surface. The tubular central contact part from the side of the internal contact terminal has an external thread and symmetrically located two or more splined longitudinal slots, in which the supporting protrusions of the crosspiece are located, resting on the inner end of the bushing,

стороны крестовины на центральной трубчатой контакт-детали размещена натяжная кольцевая токоведущая гайка с резьбой по ее внутренней поверхности. Функционально и конструктивно контактные выводы одновременно или порознь совмещены с прилегающими к ним электромагнитными экранами. Контактные выводы имеют две или более площадки для подсоединения подводящих шин. Внешняя торцевая поверхность изолятора может быть выполнена с уклоном внутрь. [Патент РФ №2163040, кл. Н 01 В 17/26, опубл. 2001 02. 10.]side of the cross on the Central tubular contact details placed tension ring current-carrying nut with thread on its inner surface. Functionally and constructively, the contact terminals are simultaneously or separately combined with the electromagnetic screens adjacent to them. Contact pins have two or more pads for connecting busbars. The outer end surface of the insulator can be made with a slope inward. [RF patent No. 2163040, cl. H 01 B 17/26, publ. 2001 02. 10.]

Недостатком указанного технического решения является наличие большого числа элементов ввода, что усложняет конструкцию в целом и надежность ее работы.The disadvantage of this technical solution is the presence of a large number of input elements, which complicates the design as a whole and the reliability of its operation.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является проходной высоковольтный изолятор, состоящий из изолирующего тела с внешним оребрением, обеспечивающим продольную изоляцию по поверхности изолятора, опорный металлический фланец, плотно прилегающий к изолирующему телу, и торцевые центрирующие оголовки для закрепления устанавливаемой в нем токоведущей шины. Образующийся при монтаже токоведущей шины воздушный зазор между шиной и изолирующим корпусом изолятора заполняется изоляционной застывающей массой. Изолирующее тело выполнено монолитным, сплошным, в частности из фарфора, а оребрение - из керамического материала. [ГОСТ 20.11.08-87 "Изоляторы проходные армированные фарфоровые для наружно-внутренних установок», М., ИНФОРМЭЛЕКТРО, 1987 г., (1-6)].The closest technical solution to the proposed one is a through-passage high-voltage insulator, consisting of an insulating body with an external ribbing, providing longitudinal insulation along the surface of the insulator, a supporting metal flange that is tightly adjacent to the insulating body, and end-centering tips to fix the busbar installed in it. The air gap between the busbar and the insulating body of the insulator formed during installation of the busbar is filled with an insulating solidifying mass. The insulating body is made monolithic, solid, in particular from porcelain, and the fins are made of ceramic material. [GOST 20.11.08-87 "Porcelain reinforced porcelain insulators for indoor and outdoor installations", M., INFORMELECTRO, 1987, (1-6)].

Недостатком известного технического решения является то, что в таких изоляторах твердая изоляция изолирующего тела постоянно воспринимает полное рабочее напряжение, что приводит к значительному увеличению ее толщины и естественному старению а, следовательно, к снижению электрических свойств и надежности. Кроме того, выполнение его из фарфора приводит к утяжелению и хрупкости конструкции изолятора.A disadvantage of the known technical solution is that in such insulators, the solid insulation of the insulating body constantly perceives the full working voltage, which leads to a significant increase in its thickness and natural aging and, consequently, to a decrease in electrical properties and reliability. In addition, the execution of it from porcelain leads to the weighting and fragility of the design of the insulator.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение электрической прочности изолятора в поперечном направлении, надежности его работы и снижение весогабаритных показателей.The technical problem to which the invention is directed is to increase the dielectric strength of the insulator in the transverse direction, the reliability of its operation and the reduction of overall dimensions.

Для решения поставленной задачи предлагается высоковольтный проходной изолятор, содержащий изолирующее тело с внешним оребрением, опорный металлический фланец, закрепленный на внешней поверхности тела, и центрирующие оголовки для установки в изолирующем теле токоведущей шины, размещенные на торцах последнего, при этом металлический фланец выполнен скругленным со стороны изолирующего тела, последнее выполнено из тонкостенного изолирующего материала и установлено относительно токоведущей шины с изолирующим воздушным промежутком, величину которого выбирают в зависимости от формы и размера токоведущей шины, рабочего и максимального напряжения, прилагаемого к последней.To solve this problem, we propose a high-voltage bushing containing an insulating body with external fins, a supporting metal flange mounted on the outer surface of the body, and centering heads for installation in the insulating body of the current-carrying bus, placed on the ends of the latter, while the metal flange is rounded from the side insulating body, the latter is made of thin-walled insulating material and is installed relative to the current-carrying bus with an insulating air gap, in which mask is selected depending on the shape and size of the busbar, and the maximum operating voltage applied to the latter.

Целесообразно изолирующее тело выполнять в виде трубы или двух встречно расположенных усеченных конусов.It is advisable to insulate the body in the form of a pipe or two counterclosed truncated cones.

Предпочтительно в качестве изоляционного материала изолирующего тела использовать стеклоэпоксид (т.е. полиэпоксидную смолу, содержащую стеклоткань и/или стекловолокно), а оребрение изолирующего тела выполнять из силиконовой резины на основе полисилоксанов.It is preferable to use glass epoxide (i.e., a polyepoxy resin containing fiberglass and / or fiberglass) as the insulating material of the insulating body, and the fins of the insulating body are made of polysiloxane-based silicone rubber.

На фиг.1 представлена конструкция проходного изолятора с изолирующим телом в виде трубы.Figure 1 shows the design of the bushing with an insulating body in the form of a pipe.

На фиг.2 - вид А фиг.1.Figure 2 is a view A of figure 1.

Изолятор состоит из изолирующего тела 1, например, трубы с толщиной стенки, обеспечивающей необходимую механическую и электрическую прочность, внешнего оребрения 2, обеспечивающего продольную изоляцию по поверхности изолятора, опорного заземленного фланца 3, закрепленного на внешней поверхности изолирующего тела 1, и The insulator consists of an insulating body 1, for example, a pipe with a wall thickness that provides the necessary mechanical and electrical strength, an external fin 2, providing longitudinal insulation along the surface of the insulator, a supporting grounded flange 3, mounted on the outer surface of the insulating body 1, and

торцевых центрирующих оголовников 4 для закрепления устанавливаемого в изоляторе токопровода 5. Между изолирующим телом 1 и токопроводом 5 имеется изолирующий воздушный промежуток 6, обеспечивающий электрическую прочность изолятора в рабочих режимах.end centering ogolovinov 4 to secure the current lead installed in the insulator 5. Between the insulating body 1 and the conductive 5 there is an insulating air gap 6, providing electrical strength of the insulator in operating conditions.

Изолирующее тело 1 выполнено из тонкостенного композиционного материала, обладающего высокими механическими и изоляционными свойствами и пробивным напряжением на единицу толщины не менее 5 кВ/мм, например, из стеклоэпоксида.The insulating body 1 is made of a thin-walled composite material having high mechanical and insulating properties and breakdown voltage per unit thickness of at least 5 kV / mm, for example, glass epoxide.

Внешнее оребрение 2 выполнено из силиконовой резины. Фланец 3 и оголовники 4 могут быть выполнены из немагнитного металла (А1), или из немагнитных, механически прочных изоляционных материалов, например, стеклоэпоксидной смолы. Фланец 3 заземлен и конструктивно варьируется по длине, ширине и выполнен скругленным со стороны изолирующего тела.External fins 2 are made of silicone rubber. Flange 3 and headband 4 can be made of non-magnetic metal (A1), or non-magnetic, mechanically strong insulating materials, such as glass epoxy. Flange 3 is grounded and structurally varies in length, width and is rounded off from the side of the insulating body.

Токоведущая шина 5 может быть круглой или прямоугольной формы с учетом при этом форма и размер ее, рабочее и максимальное напряжение, прилагаемого к токоведущей шине определяют величину изоляционного воздушного промежутка. Так, например, при круглой форме токоведущей шины и при рабочем напряжении прилагаемом к ней -6-20кВ величина изолирующего воздушного промежутка составляет не менее 30-40 мм.The current-carrying bus 5 can be round or rectangular, taking into account the shape and size of it, the working and maximum voltage applied to the current-carrying bus determine the value of the insulating air gap. So, for example, with a round form of a current-carrying busbar and with an operating voltage of -6-20 kV applied to it, the value of the insulating air gap is at least 30-40 mm.

При эксплуатации проходного изолятора в рабочем режиме полное рабочее напряжение, приложенное между токопроводом 5 и заземленным металлическим фланцем 3 (в поперечном направлении), распределяется между изоляционным воздушным промежутком 6 и твердым изолирующим телом 1 обратно пропорционально их диэлектрической проницаемости. А так как диэлектрическая проницаемость воздуха во много раз меньше, чем у твердых диэлектриков, то основная часть напряжения прикладывается к изоляционному воздушному промежутку 6 When the bushing is in operation, the full operating voltage applied between the current lead 5 and the grounded metal flange 3 (in the transverse direction) is distributed between the insulating air gap 6 and the solid insulating body 1 inversely proportional to their dielectric constant. And since the dielectric constant of air is many times less than that of solid dielectrics, the bulk of the voltage is applied to the insulating air gap 6

6 и изолирующее тело 1 в рабочих (длительных) режимах оказывается электрически разгруженными, следовательно, не подвергается старению.6 and the insulating body 1 in the working (long-term) modes is electrically unloaded, therefore, it is not subjected to aging.

В тоже время, при возникновении перенапряжений электрической прочности поперечной изоляции достаточно для обеспечения работоспособности изолятора, так как твердая изоляция работает только в кратковременном режиме и потому стареет значительно меньше.At the same time, in the event of an overvoltage, the electrical strength of the transverse insulation is sufficient to ensure the operability of the insulator, since solid insulation works only in the short-term mode and therefore ages significantly less.

Композиционная структура изолирующего тела обеспечивает одновременно высокие механические характеристики на изгиб, низкую деформативность и незначительную зависимость механических свойств от температуры.The compositional structure of the insulating body provides at the same time high mechanical characteristics for bending, low deformability and insignificant dependence of mechanical properties on temperature.

Отсутствие электрически напряженного состояния изолирующего тела 1 в месте закрепления фланца 3 обеспечивает в рабочих режимах стабильную долговременную работу проходного изолятора в составе различных конструкций.The absence of an electrically stressed state of the insulating body 1 at the place of fastening of the flange 3 ensures stable long-term operation of the bushing as a part of various structures in operating modes.

Claims

1. A high-voltage bushing insulator containing an insulating body with external fins, a supporting metal flange mounted on the outer surface of the body, and centering heads for installation in the insulating body of the busbar, located at the ends of the latter, characterized in that the supporting metal flange is rounded from the side insulating body, the latter is made of thin-walled insulating material and installed relative to the current-carrying bus with an insulating air gap, the value of which is chosen depending on the shape and size of the busbar, operating and maximum voltage applied to the latter.

2. The high-voltage bushing insulator according to claim 1, characterized in that the insulating body is made in the form of a pipe or two truncated cones that are opposite to each other.

3. The high-voltage bushing according to claim 1, characterized in that as the insulating material of the insulating body using a polyepoxy resin containing fiberglass and / or fiberglass.

4. The high-voltage bushing according to claim 1, characterized in that the fins of the insulating body are made of polysiloxane-based silicone rubber.