SU1767543A1 - Высоковольтный изол тор - Google Patents

Abstract

Использование: в высоковольтных аппаратах мощных цепей питани . Сущность изобретени : изол ционный корпус выполнен из п ветвей-полуэллипсов, соединенных с опорными торцовыми фланцами, расположенными по вертикальной оси изол тора, а полуэллипсы установлены со сдвигом а друг относительно друга и образуют эллипсоид вращени . Диэлектрические полуэллипсы снабжены дополнительными ветв ми, расположенными по их большей оси в одной плоскости, направленными навстречу друг другу к центру изол тора. 5 него введен дополнительный центральный фланец, размещенный соосно с торцовыми фланцами, равноудаленных от них и жестко соединенный дополнительными ветв ми с полуэллипсами в плоскости, перпендикул рной вертикальной оси изол тора. 2 ил. СО с

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к высоковольтным проходным и опорным изол торам, и может быть использовано в высоковольтных аппаратах, мощных цеп х электропитани .

Известен высоковольтный изол тор 1, содержащий корпус из двух изогнутых по дуге стержневых изолирующих элементов (ветвей), расположенных во взаимно пересекающихс  плоскост х, и арматуру, расположенную в местах их пересечени .

Однако известна  конструкци  изол тора имеет р д недостатков. Конструкци  изолирующих ветвей, выполненных по дуге, не имеет четкой математической зависимости, что приводит к отсутствию повтор емости формы ветвей. Это при воспроизводстве вызывает дополнительные трудности, например , при приеме издели  ОТК

Этот изол тор нельз  использовать в качестве проходного.

Кроме того, при увеличении высокого напр жени  значительно возрастает строительна  высота изол тора.

Известен другой изол тор 2, содержащий изол ционный корпус, выполненный из ветвей, средн   лини  сечени  ветви корпуса имеет форму эллипса, а элементы креплени  расположены по малой оси эллипса.

Недостатком этого изол тора  вл етс  слаба  механическа  прочность, его нельз  использовать как в качестве проходного, так и в качестве опорного.

Известен изол тор 3, корпус которого также выполнен в виде эллипса, однако дл  увеличени  механической прочности введена дополнительна  ветвь.

VJ ON

9 ь. со

Этот изол тор не может быть использован ни в качестве проходного, ни в качестве опорного.

Наиболее близок к предлагаемому высоковольтный изол тор 4, содержащий корпус из изолирующих стержней, образующих поверхность тела вращени , оконцевателей (торцовых фланцев) и дополнительных ветвей.

Однако этот изол тор (прототип) имеет недостаточную электрическую прочность по поверхности изолирующих стержней (ветвей ).

Длина стержней определ етс  классом напр жений, другими словами, при повышении номинала высокого напр жени  значительно возрастает строительна  высота изол тора, т.е. увеличиваютс  его габариты. Крометого, известный изол тор невозможно использовать в качестве проходного, т.к. конструкцией не предусмотрены элементы креплени  высоковольтных элементов, которые необходимо разместить внутри проходного изол тора.

Все это значительно снижает надежность высоковольтного изол тора и его эксплуатационные возможности.

Цель изобретени  - повышение надежности и расширение эксплуатационных возможностей изол тора путем использовани  его в качестве опорного и проходного.

Указанна  цель достигаетс  тем, что изол ционный корпус образован п ветв ми в виде полуэллипсов, соединенных с опорными торцовыми фланцами, расположенными по вертикальной оси изол тора, полуэллипсы выполнены с дополнительными ветв ми, расположенными по их большей оси в одной плоскости, направленными навстречу друг другу к центру изол тора. При этом соосно с торцовыми фланцами равноудаленно от них расположен дополнительный центральный фланец, жестко соединенный с дополнительными ветв ми полуэллипсов в плоскости, перпендикул рной вертикальной оси изол тора.

Кроме того, основными параметрами изол тора  вл ютс  воздушный промежуток между высокопотенциальной и низкопотенциальной зонами и электрическа  прочность по поверхности изол ции, которые и определ ют пути утечки тока.

У аналога 1 и прототипа 4 эти услови  не соблюдаютс , что  вл етс  основным недостатком по сравнению с предложенным техническим решением.

Сопоставление с прототипом показывает , что длина стержней (ветвей) в конструкции прототипа определ етс  классом высокого напр жени , т.е., чем выше номинал высокого напр жени , тем длиннее диэлектрические стержни, следовательно, значительно повышаетс  строительна  высота изол тора. Отсюда видно, что предлагаемый высоковольтный изол тор имеет высокую эксплуатационную надежность, так как соблюдаетс  электрическа  равно- прочность как по воздуху, так и по поверхности ветвей (изол ции). Воздушна 

электрическа  прочность пропорциональна высоте Н изол тора, а длина полуэллипсов подобрана таким образом, что в каждой ветви изол тора укладываетс  2Н, что обеспечивает электрическую прочность данного

высоковольтного изол тора.

Таким образом, предложенный высоковольтный изол тор соответствует критерию изобретени  новизна, Сравнение этого решени  не только с прототипом, но и с

другими техническими решени ми в данной области техники не позволило вы вить в них признаки, отличающие изобретение от прототипа, что позвол ет сделать вывод о соответствии критерию существенные отличи .

На фиг,1 изображен общий вид высоковольтного изол тора; на фиг.2 - разрез А-А -дополнительных ветвей и фланца изол тора .

Высоковольтный изол тор содержит изол ционный корпус 1 из диэлектрических ветвей п - полуэллипсов 2, опорные торцовые фланцы 3, дополнительные диэлектрические ветви 4, жестко св занные с

дополнительным фланцем 5, установленные внутри изол тора высоковольтные элементы 6, которые закреплены при помощи элементов 7 креплени , показаны пути 8 утечки тока, армированные стержни 9, показана

высота 10 изол тора Н - длина малой оси эллипсоида, длина В - большей оси эллипсоида 11, полость ветвей изол тора 12. d - внутренний диаметр изол тора, R - радиус закруглений изол ционного

корпуса,

L - длина дополнительной оси, а- угол сдвига между п полуэллипсами. Сборку высоковольтного изол тора осуществл ют следующим образом. Изол ционный корпус 1 выполн ют составным из готовых, ранее отлитых, полуэллипсов 2 совместно с дополнительной ветвью 4 из стеклопластика , электротехнического фарфора, высокопрочной корундовой керамики или

другого диэлектрического материала.

Затем концы полуэллипсов 2 и дополнительной ветви 4 устанавливают в отверсти  торцовых фланцев 3 и центрального фланца 5, соответственно и надежно закрепл ют.

В цел х повышени  механической прочности в полуэллипсах 2 при необходимости можно расположить армированный стержень 9. Полуэллипсы 2 и дополнительные ветви 4 могут быть выполнены как полыми 12, так и армированными из стержней 9. Конструктивно ветви-полуэллипсы 2 и дополнительные ветви 4 могут иметь различные сечени  12 - круглые, овальные или другой формы с гладкой или развитой ребристой поверхностью.

Основным параметром изол тора  вл етс  высота Н, котора  определ етс  электрической прочностью воздуха.

Чтобы сохранить данную высоту Н при заданном номинале высокого напр жени , необходимо путь 8 утечки тока в диэлектрическом корпусе 1 иметь не менее 2Н.

Это достигаетс  при правильно выбранных радиусах закруглений

Рзак 0,1...0,15d

где d - внутренний диаметр изол тора.

Закруглени  ветвей предназначены дл  снижени  местных напр жений электрического пол , а также дл  повышени  механической прочности изол тора. Местные напр жени  электрического пол , как правило , возникают по кра м фланцев, ребрах развитой поверхности изол ционного корпуса и т.д., в частности в сырую погоду.

Таким образом, выполнение корпуса из ветвей с закруглени ми позвол ет предотвратить пробой и, как следствие, поломку изол тора.

Другим условием сохранени  электрической равнопрочности по воздуху и по поверхности изол ции изол тора  вл етс  определенное соотношение осей эллипсоида при величине допустимого градиента электрического потенциала и необходимого запаса электрической прочности.

Практически в данном решении это достигаетс  тем, что за основу берут математическую формулу периметра эллипса, куда подставл ют услови  электрической прочности по воздуху и по поверхности (длина ветвей эллипса) ветвей изол тора. Тогда дополнительные ветви 4 будут иметь длину

,76B/H, где L - длина дополнительной ветви;

В - больша  ось эллипсоида;

Н - мала  ось эллипсоида.

Технологически п полуэллипсов диэлектрических ветвей 2 изготавливают совместно с дополнительной диэлектрической ветвью 4, например, по выплавл емым модел м в безлитниковых формах.

Таким образом, выполнение лирообразных ветвей изол тора исключает дополнительную механическую обработку-шлифовку , токарную обработку и т.д.

Применение безлитниковых форм позвол ет получить ветви с четкой конфигурацией , которые не требуют дополнительной механической обработки.

Затем п лирообразных ветвей устанавливают в отверсти  боковых поверхностей фланцев 3, 5 на специальной цементной

св зке либо на специальном компаунд-клее на основе полимерных смол.

Количество ветвей изол тора зависит в основном от механической нагрузки на изол тор .

Предлагаемый изол тор можно использовать как в качестве опорного, так и в качестве проходного.

При использовании его в качестве проходного изол тора необходимо разместить

высоковольтные элементы 6, например, резисторы , конденсаторы или высоковольтный кабель, внутри фланцев 3 и 5, закрепив их элементами 7 креплени .

Эти соединени  могут быть выполнены

посредством врубок или с применением специальных диэлектрических и металлических скреплений (шпонок, нагелей, болтов, хомутов и т.п.), а также с помощью тех и других вместе.

При дальнейшем увеличении номинала высокого напр жени  предложенные высоковольтные изол торы могут быть установлены друг на друга и скреплены при помощи, например, болтового соединени .

Таким образом, из единичных изол торов могут быть организованы колонки

Предлагаемый высоковольтный изол тор имеет простую конструкцию, котора  во многом упрощает изготовление и вместе с

тем повышает удобства в эксплуатации.

Наличие дополнительных ветвей (св зей ) увеличивает сопротивление изол ционных элементов (корпусов) продольному изгибу более чем в два раза, увеличива  во

столько же раз несущую способность изол тора при сжатии.

Ажурность конструкции изол тора, хороша  ее обтекаемость и продуваемость обеспечивает минимальное загр знение, а

также значительно улучшает самоочистку ветром и самообмывку дождем.

Высока  стабильность разр дных характеристик воздуха, а также слабое загр знение поверхности изол тора обеспечивает

повышенные его характеристики.

Снижаетс  веро тность повреждени  поверхности изол тора при разр дах, даже при незначительных механических повреждени х .

При использовании предложенного высоковольтного изол тора в качестве проходного достаточно легко каждую ветвь корпуса сделать герметичной, а полость наполнить хладагентом с целью улучшени  теплового режима.

Предлагаема  конструкци  высоковольтного изол тора имеет повышенную надежность и значительно упрощает изготовление , т.е. имеет высокую технологичность .

Высоковольтный изол тор,установленный на резонаторную камеру лазера, используетс  в кабельном вводе в качестве проходного высоковольтного изол тора.

Предлагаема  конструкци  высоковольтного изол тора может найти широкое применение в высоковольтных аппаратах, преимущественно в энергоснабжении мощных высоковольтных устройств.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Высоковольтный изол тор, содержащий изол ционный корпус, выполненный из отдельных ветвей, образующих тела вращени , и торцевых опорных фланцев, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности и расширени  эксплуатационных возможностей путем использовани  его в качестве опорного и проходного изол торов , изол ционный корпус образован п ветв ми в виде полуэллипсов, соединенных с опорными торцевыми фланцами, расположенными по вертикальной оси изол тора, полуэллипсы выполнены с дополнительными ветв ми, расположенными по их большей оси в одной плоскости и направленными навстречу друг другу к центру изо- л тора, при этом соосно с торцевыми фланцами равноудаленно от них расположен дополнительный центральный фланец, жестко соединенный с дополнительными ветв ми полуэллипсов в плоскости, перпендикул рной вертикальной оси изол тора.

   Щи г. 2