Секционированный электрический изолятор

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1 ц 987684(61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 0901,81 (2 3236022/24-07 И 11 М К з Н 01 В 17/32 с присоединением заявки МоГосударстаенный комитет СССР но делам изобретений и открытий(23) Приоритет -Опубликовано 070183, Бюллетень Йо 1 Дата опубликования описания 0703,83(72 Авторыизобретения Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском ордена Октябрьской Революции и ордена, Трудового Красного Знамени политехнйФ.сщоминституте им. С.М.Кирова и Томский институтавтоматизированныхсистем управления и радиоэлектроники(54 ) СЕКЦИОНИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙИЗОЛЯТОР Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим изоляторам, предназначенным для использования в конструкциях генераторов высокого напряжения, ускорителях заряженных частиц и в других вакуумных высоковольтных установках. Известны изоляторы высокого напряжения, выполненные в виде чередующихся друг с другом диэлектрических слоев и проводящих прокладок, за счет чего уменьшается эффект полного напряжения и осуществляется ограничение пути распространения частичных разря дов 1. К недостаткам указанной конструкции следует отнести неравномерное распределение потенциала по изоляци онным слоям, что снижает электрическую прочность изолятора.Наиболее близким по.технической сущности к предлагаемому изобретению является секционированный 25 электрический изолятор, содержащий чередующиеся изоляционные и электропроводящие слои и делитель напряжения, размещенный в теле изолятора путем создания в изоляционных слоях сквозных полостей, параллельных оси изолятора, которые заполненыэлектропроводящей жидкостью 23 Известное устройство позволяет равномерно распределить напряжение по секциям только при постоянном напряжении. При импульсном напряжении, когда распределение потенциала по длине изолятора обусловлено, в основном, емкостными связями между секциями, описанное устройство не обеспечивает равномерного распределения, что может явиться причиной пробоя изояятора на фронте импульса.Цель. изобретения - увеличение электрической прочности изолятора эа счет равномерного распределения импульсного напряжения по длине изолятора. указанная цель достигается тем, что в секционированном электрическом изоляторе, содержащем чередующиесяизоляционные и электропроводящие слои и делитель напряжения, размещенный в теле изолятора путем со - здания в изоляционных слоях сквозных, параллельных оси изолятора, полостей, последние заполнены материалом, диэлектрическая проницаемость которого выше, чем у материала цзо Ь 87684ляционных слоев, а площади полоСтей выбраны в соответствии с выражениемФ(Ск-Свив)б К ЕО 61-Ь) я - площадь поперечного сечения5Кполости в к-ом изоляционномслоеуС - емкость к-ой секции изолятокра с заполненной полостью,при которой напряжение подлине изолятора распределеноравномерно;С 1, - емкость секции без полостей;- диэлектрическая постоянная;- диэлектрическая проницаемостьс 1материала изоляционного слоя;- диэлектрическая проницаемостьматериала, заполняющего полость;20д - толщина изоляционного слоя.На фиг. 1 приведена конструкцияпредлагаемого изолятора; на фиг. 2кривые распределения потенциала подлине изоЛятора.Изолятор состоит из изоляционныхслоев 1-5, разделенных электропроводящими слоями 6. В изоляционныхслоях 1-5 выполнены полости, заполненные диэлектрической жидкостью 7.Сечение полости в каждом из изо- З 0ляционных слоев определяют по формулеСк-Сии 31 (3К Ео(Е 2.- Е35где к - площадь поперечного сеченияв к-ом изоляционном слое;Ск - емкость к -ой секции с .заполненной полостью, при которой напряжение распределяется равномерно по длинеизолятора;емкость секции беэ полостей,определяемая из геометрических размеров и конструкции секции;б - диэлектрическая постоянная;- диэлектрическая проницаемость материала изоляцион.ного слоя 508 - диэлектрическая проницаемость материала, заполняющего полость;д - толщина изоляционного слояЗначение емкостей СК рассчитывается по схеме замещения изолятора, исходя иэ требований равномерного распределения потенциала по длине изолятораРасчет емкостей ведется по известной методике. 60Разработана конструкция изолятора из пяти секций, каждая иэ которых содержит полиэтиленовое кольцо с диэлектрической проницаемостью2,2 толщиной д = 30 мм и алюми 65 нневую прокладку. В полиэтиленовыхкольцах имеются полости, оси котоыхпараллельны оси изолятора. Площадисечения указанных полостей определены по Формуле(м ), причем входящиев формулу значения емкостей каждойсекции найдены по известной методике,исходя из требования равномерногораспределения потенциала по длинеизолятора. Онн равны: С = 160 пф,С = 125 пф, Сз = 105 пф, Сд = 100 пф,С = 110 пф,Значение емкости секций без полости Сн, определено, исходят изгеометрических размеров элементовсекций С = 100 пф, Для заполненияполостей использован глицерин Я= 40.Расчет площадей поперечных сечений полостей каждого из пяти полиэти"леновых колец по выражению (4) аетследующие значения: 6= 8,5 см6 = 3,5 см, 5 = 1,4 см, 96 = 0,7 см .Кривые распределения потенциалапо длине изолятора, находящегосяпод напряжением, в период временинарастания переднего Фронта импульсаприведены на фиг. 2. Кривая А соответствует распределению потенциалав предлагаемом изоляторе, кривая Б -распределению в изоляторе, взятомв качестве прототипа. Как видно( Фиг. 2) запас электрической прочности в предлагаемом устройстве возрос вдвое.Таким образом, использование вэлектрическом проходном секционированном изоляторе заполненных диэлектрической жидкостью полостей с различным поперечным сечением позволяет осуществить емкостное распределение потенциала по длине изолятора,что увеличивает вдвое электрическуюпрочность последнего в момент изменения значения напряжения по сравнению с известным изолятором, взятымв качестве прототипа.кФормула изобретенияСекционированный электрическийизолятор, содержащий чередующиесяизоляционные и электропроводящиеслои и делитель напряжения, выполненный в виде образованных в изоляционных слоях сквозных, параллельныхоси изолятора, полостей, заполненныхматериалом, отличным от материалаизоляционных слоев, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью увеличения электрической прочности изолятора, полости заполнены материалом, диэлектрическая проницаемостькоторого вьаае, чем у материала изоляционных слоев, а площади полостейвыбраны в соответствии с выражением987684 где Я -СвинЬ.;.Ел ф Ф Составитель В, ПодъячеРедактор А. Ворович Техред А, Бабинец ктор С. Шекмар Тираж 701.Государственного к елам изобретений и Москва, З, Раущ с каз 10315/40ВН митета СССРоткрытийокая наб., д. 4/5 113035 енто; г. ужгород, ул. Проектная, 4 П ли площадь поперечного сечения в к-ом изоляционномслое;емкость к-ой секции с заполненной полостью, прн которой напряжение по длинеизолятора распределено равномерно;емкость секции без полостей;диэлектрическая постояннаядиэлектрическая проницаемость материала изоляционного слоями 6 - диэлектрическая проницаемость материала, заполняющего полость;О - толщина изоляционного слоя 5 Источники ниформации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 636687, кл. Н 01 В 17/32, 1977.10 2. Авторское свидетельство СССРР 803017, кл, Н 01 В 17/26, 1978.