SU978203A1

SU978203A1 - Glass for resistors

Info

Publication number: SU978203A1
Application number: SU813300134A
Authority: SU
Inventors: Алексей Николаевич Лысенко; Иосиф Михайлович Ражанский
Original assignee: Предприятие П/Я В-8616
Priority date: 1981-06-11
Filing date: 1981-06-11
Publication date: 1982-11-30

Description

(54) ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ ЭКРАН ИЗОЛЯТОРД(54) ELECTROSTATIC SCREEN ISOLATORD

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к электростатическим экранам и может быть использовано дл защиты высоковольт- 5 ных устройств от коронного разр да. Известен экран изол тора, содержащего закрепленную на фланце изолирующую деталь, через которую проходит токоведущий стержень, выполнен- Ю ный в виде сопр женных между собой расшир ющегос в сторону фланца стакана, расположенный параллельно фланцу диска и закрепленный на стержне. Данный экран используетс преимущественно в жидких агрессивных средах t1.The invention relates to electrical engineering, in particular to electrostatic screens, and can be used to protect high-voltage devices from corona discharge. A shield of an insulator is known that contains an insulating part fixed on the flange through which a current-carrying rod passes, made in the form of an adjoining expansion flange of the glass flange parallel to the disk flange and fixed on the rod. This screen is mainly used in aggressive liquid t1 environments.

К недостаткам такого экрана следует отнести отсутствие возможности регулировани степенью экранировани 2Q электростатического пол за счет изменени геометрических размеров экрана. Кроме того, параметры экрана, выбираемые из услови обеспеч ени электрической прочности, завис т от диэлектрических характеристик жидкости , а также от концентрации и вида присутствующих в ней частиц примесей. Сосредоточение частиц примесей у кра диска может вызвать образование из них мостиков заThe disadvantages of such a screen include the inability to control the degree of shielding of the 2Q electrostatic field by changing the geometric dimensions of the screen. In addition, the screen parameters selected from the condition of providing electrical strength depend on the dielectric characteristics of the liquid, as well as on the concentration and type of impurity particles present in it. The concentration of particles of impurities at the edge of the disk can cause the formation of bridges from them for

счет пол ризации частиц примесей под действием электростатического пол , благодар чему облегчаетс развитие разр да.due to the polarization of the particles of impurities under the action of the electrostatic field, thereby facilitating the development of the discharge.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и дос гаемому результату вл етс электростатический экран, представл юший собой коническую электропровод щую спираль, охватывающую защищаемое устройство (например, стержневой изол тор),Меньший виток которой закрепл етс на защищаемом устройстве 2.The closest to the proposed technical essence and the achieved result is an electrostatic shield, which is a conical electrically conductive coil covering the protected device (for example, a rod insulator), the smallest coil of which is fixed on the protected device 2.

Недостатком указанного экрана вл етс невозможность регулировани распределением электростатического пол путем изменени геометрических параметров экрана, вследствие чего при существенном изменении параметров внешней среды (например, при изменении плотности, температуры, влажности атмосферного воздуха) ва)зникает опасность коронирован« не только защищаемого устройства, но и самого экрана. При этом экран тер ет свои защитные функции и становитс источником радиопомех, увеличивает потери энергии на коронирование и приводит к снижению электрической прочности засцишаемого устройства. Указанна ситуаци требует замены экрана. Кроме этого, конструкци экрана не обладает свойством универсальнос ти, т.е, он применим только дл кон кретных условий эксплуатации и дл устройств с определенными габаритагч Экранируемых участков. Цель изобретени - повышение эффективности , Указанна цель достигаетс тем, что электростатический экран изол то ра, выполненный в виде электропровод щей спирали, снабжен расположенными соосно двум ,-коническими пластина ми, выполненными с разным углом конусности из изол ционного материала и ст гивающим пластины элементом, один из торцовых витков спирали выполнен в виде цилиндрической пружины расположенной между пластинами, а другой торцовый виток спирали жестко соединен со ст гивающим элементом При этом по крайней мере два смежных кра пластин могут быть гер метично соединены друг с другом, а внутренн полость между пластинами заполнена диэлектриком с высокой электрической .прочностью, На фиг,1 изображен экран с верхним положением нижнего витка, общий вид в разрезе; на фиг,2 - то же, с нижним положением нижнего витка. Экран содержит две конические пластины 1 и 2 из изол ционного материала , имеющие различные углы конусности и установленные одна в дру гую, а центре которых расположены отверсти , электропровод щую проволочную спираль 3, выполненную в вид цилиндрической пружины, свернутой в кольцо и установленной между пластинами 1 и 2, В отверстие пластины 1 вставлен ст гивающий элемент (например, винт) 4 а в отверстии пластины 2 плотно установлена метал лическа шпилька 5 с внутренней резьбой, благодар которой шпилька св зана с винтом 4, Пружина 3 элект рически св зана с витком 4 с помощью проводника б, Между кра ми пластин 1 и 2 герметично закреплена эластична мембрана 7, Внутреннее пространство между пластинами заполнено диэлектриком, электрическа прочность которой выше прочности ок ружающей среды . (например, трансформаторным маслом), В отверстии пластины 1 установлена уплотнительна прокладка 8, служаща дл обеспечен герметичности внутреннего объема. Экран с помощью шпильки 5 устанавливаетс на защищаемом объекте 9, например, на шапке 10 опорного изол тора . Высокий потенциал посредством проводника б подаетс на пружину 3, Принцип действи экрана заключаетс в следующем, В исходном положении пружина 3 имеет некоторый диаметр, величина которого выбрана по условию отсутстви коронного разр да на защищаемом устройстве 9, При этом проводник 6 астично намотан на винт 4, В случае изменени условий работы защищаемого устройства (например, при увеличении рабочего напр жени , либо при эксплуатации устройства в отличных от предусмотренных услови х окружающей среды) повышаетс веро тность возникновени коронного разр а , дл устранени которого необхоимо уменьшить напр женность электростатического пол на защищаемом устройстве, что достигаетс путем увеличени диаметра пружины 3 с одновременным ростом глубины охвата пружиной защищаемого устройства за счет вращени винта 4, При закручивании винта 4 происходит ст гивание диэлектрических пластин 1 и 2, т.е. уменьшение рассто ни между ними. Благодар разноконусности внутренних поверхностей пластин, создающих клинообразное в перпендикул рном к плоскости пластин сечение, на пружину 3 действует выталкивающа сила, в результате которой происходит равномерное по периметру перемещение пружины в сторону от оси за счет ее раст жени и, следовательно, увеличение диаметра пружины. Это приводит к увеличению степени экранировани электростатического пол в наиболее напр женном месте устройства (в данном случае у шапки.изол тора), т.е, к снижению напр женности пол и, следовательно, к устранению коронного разр да, В процессе закручивани винта 4 одновременно, происходит освобождение проводника 6, намотанного на винт, за счет того, что направление намотки проводника совпадает с направлением хода резьбы винта. Этим исключаетс возможность см ти и поломки проводника при перемещ.ени х пружины. Согласованность в скорости освобождени проводника и скорости увеличени радиуса пружины может быть достигнута, например, за счет соответствующего подбора шага резьбы винта или его диаметра. При выкручивании винта из шпильки 5 рассто ние между пластинами 1 и 2 увеличиваетс , одновременно происходит скручивание проводника б и пружина под действием силы упругости занимает новое необходимое положение . Наличие изол ционной жидкости в качестве высокопрочной среды способствует хорошему скольжению пружины по поверхности пластин, обеспечива равномерное изменение ее диаметра по всему периметру. Заливка жидкого диэлектрика осуществл етс при максимально возможном радиусе пружины, когда мембрана 7 выгнута наружу. При уменьшении радиуса пружины , вследствие герметичности внутреннего объема, происходит вт гивание мембраны внутрь, обеспечива полное заполнение объема жидким диэлектриком .The disadvantage of this screen is that it is impossible to control the distribution of the electrostatic field by changing the geometric parameters of the screen, as a result of which a significant change in the environmental parameters (for example, when the density, temperature, humidity of atmospheric air changes) is perceived; the screen itself. In this case, the screen loses its protective functions and becomes a source of radio interference, increases the loss of energy for corona and leads to a decrease in the electrical strength of the x-axis device. This situation requires screen replacement. In addition, the design of the screen does not have the property of universality, that is, it is applicable only for specific operating conditions and for devices with certain dimensions of Shielded sections. The purpose of the invention is to increase efficiency. This goal is achieved by the fact that the electrostatic shield of the insulator, made in the form of an electrically conductive coil, is provided with two tapered plates arranged coaxially, made with different angles of taper of the insulating material and the tension plate of the element, one of the end coils of the helix is made in the form of a cylindrical spring located between the plates, and the other end coil of the helix is rigidly connected to the tightening element. At least two adjacent The edges of the plates can be hermetically connected to each other, and the internal cavity between the plates is filled with a dielectric with high electrical strength. FIG. 1 shows a screen with an upper position of the lower turn, a general sectional view; Fig, 2 - the same, with the lower position of the lower coil. The screen contains two conical plates 1 and 2 of insulating material, having different taper angles and installed one in the other, and the center of which are holes, an electrically conducting wire coil 3, made in the form of a cylindrical spring coiled into a ring and installed between the plates 1 and 2, a clamping element (for example, a screw) 4 is inserted into the hole of the plate 1; a metal pin 5 with an internal thread is tightly installed in the hole of the plate 2, due to which the pin is connected to the screw 4, the spring 3 is electric cally coupled to coil 4 via conductor used, between the edges of the plates 1 and 2 is hermetically fastened an elastic diaphragm 7, the inner space between the plates is filled with a dielectric strength which is higher electrical strength approx vironment. (for example, with transformer oil). A sealing gasket 8 is installed in the opening of the plate 1, which ensures tightness of the internal volume. The screen with the help of a pin 5 is installed on the protected object 9, for example, on the cap 10 of the support insulator. The high potential through the conductor b is supplied to the spring 3. The principle of the screen is as follows. In the initial position, the spring 3 has a certain diameter, the magnitude of which is chosen according to the condition of no corona discharge on the protected device 9, and the conductor 6 is astrically wound on the screw 4, In the event of a change in the operating conditions of the protected device (for example, when the operating voltage increases, or when the device is operated in a different environmental condition), the probability of occurrence corona discharge, to eliminate which it is necessary to reduce the electrostatic field strength on the protected device, which is achieved by increasing the diameter of the spring 3 with a simultaneous increase in the depth of the spring coverage of the protected device due to the rotation of the screw 4, tightening the screw 4 leads to tightening of the dielectric plates 1 and 2, i.e. decrease in distance between them. Due to the different cones of the inner surfaces of the plates, which create a wedge-shaped cross section perpendicular to the plane of the plates, an ejection force acts on the spring 3, as a result of which the spring moves evenly along the perimeter away from the axis due to its expansion and, consequently, an increase in the spring diameter. This leads to an increase in the degree of shielding of the electrostatic field in the most stressful place of the device (in this case, at the cap of the insulator), i.e., to a decrease in the voltage of the field and, consequently, to the elimination of the corona discharge. , is the release of the conductor 6, wound on the screw, due to the fact that the direction of the winding of the conductor coincides with the direction of the screw thread. This eliminates the possibility of seeming and breaking the conductor when the spring is displaced. Consistency in the speed of release of the conductor and the rate of increase in the radius of the spring can be achieved, for example, by appropriate selection of the screw pitch or diameter. When unscrewing the screw from the stud 5, the distance between the plates 1 and 2 increases, at the same time the conductor b is twisted and the spring under the action of the elastic force takes a new position. The presence of an insulating liquid as a high-strength medium contributes to a good sliding of the spring over the surface of the plates, ensuring a uniform change in its diameter along the entire perimeter. The liquid dielectric is poured at the maximum possible radius of the spring when the membrane 7 is bent outwards. When the spring radius decreases, due to the tightness of the internal volume, the membrane is drawn inward, ensuring that the volume is completely filled with a liquid dielectric.

Введение указанных пластин и выполнение экрана в виде тороидальной пружины позвол ет повысить эффективность экранировани электростатического пол путем изменени геометрического параметра экрана, а именно, его диаметра, и положени экрана относительно защищаемого элемента высоковольтного устройства. Такой экран позвол ет путем соответствующей регулировки его параметров обеспечить эффективное экранрование при изменении условий его работы, либо при изменении геометрических характеристик окружающих объектов, вли ющих на распределение пол . Последнее особенно важно при проектировании высоковольтных блоко радиоэлектронной аппаратуры, изготаливаемых из стандартныхвысоковольтных элементов, взаимное расположение которых, а следовательно, и расределение пол в различных блоках может быть разное. Это позвол ет избежать проектировани экранов дл каждого конкретного случа , а добиватьс необходимой степени экранировани регулировкой параметров экрана ,The introduction of these plates and the implementation of the screen in the form of a toroidal spring makes it possible to increase the effectiveness of screening the electrostatic field by changing the geometrical parameter of the screen, namely, its diameter, and the position of the screen relative to the protected element of the high-voltage device. Such a screen allows, by appropriate adjustment of its parameters, to ensure effective screening when its working conditions change, or when the geometric characteristics of surrounding objects that affect the distribution of the floor change. The latter is especially important in the design of high-voltage electronic equipment made of standard high-voltage elements, the relative position of which, and hence the distribution of the floor in different blocks, can be different. This allows you to avoid designing screens for each specific case, and to achieve the necessary degree of shielding by adjusting screen parameters,

Кроме того, предлагаема конструкци экрана позвол ет поместить электропровод щую пружину в изол ционную высокопрочную среду, чтоIn addition, the proposed screen design allows an electrically conducting spring to be placed in an insulating high-strength environment, which

приводит к дальнейшему повышению эффективности экранировани , выражающейс в исключении вли ни внешней среды (например, атмосферного.воздуха ) на электропрочностные характеристики экрана.leads to a further increase in screening efficiency, expressed in the elimination of the influence of the external environment (e.g., atmospheric air) on the electrical strength characteristics of the screen.

Помимо этого, введение изол ционных пластин позвол ет уменьшить осаждение загр знений в виде пыли и атмосферной влаги на поверхностьIn addition, the introduction of insulating plates reduces the deposition of contaminants in the form of dust and atmospheric moisture on the surface.

защищаемого устройства.protected device.

Claims

1. The electrostatic shield of the insulator, made in the form of an electrically conducting helix, is distinguished by the fact that, in order to increase efficiency, it is equipped with two tapered plates arranged at different angles of taper, made of insulating material, and reinforcing the plate element, one of the end coils of the helix, is made in the form of a cylindrical spring located between the plates, and the other end coil is rigidly connected to the tension element.

2. Screen on -p. 1, characterized in that at least two adjacent edges of the plates are sealed to each other, and the internal cavity between the plates is filled with a dielectric with high electrical strength.

Sources of information taken into account during the examination

1. USSR author's certificate number 636685, cl. H 01 H 17/26, 1976.

2. Authors certificate of the USSR 664226, cl. H 01 H 17/20, 1977.