Высоковольтное устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 796 А 1 17/4 51)5 Н ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ОМУ С ТЕЛЬСТВУ АВТ ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР(71) Институт электродинамики АН УССР иСпециальное конструкторско-технологическое бюро Института электродинамики АНУССР(56) Е 1:Кагс 1) А.В. Оез 1 дп о а Ыдй чо 1 аде,1)1 бе роаег бепз 11 у е 1 естгоп Ьеап).РгосеесИпдз о 1 Ве ЕИЙ Аппа 1 Мее 11 пд о 1 йеЕ 1 естгоп Ьеагп Зутроз 1 цп), 1963, р.р, 761.Авторское свидетельство СССРМ 1330662, кл. Н 01 В 17/26, 1987,Патент Франции М 2487569, кл, Н 01В 17/26, 1982.(54) ВЫСОКОВОЛЬТНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Использование: техника высоких напряжений, приборо-электроаппаратостроение. Сущность изобретения; высоковольтное устройство содержит высокопотенциальный электронный блок 1, расположенный в полом электроизоляционном корпусе 3, и проводник 6 в электроизоляционной оболочке; пропущенный в отверстии 4 в стенке корпуса 3 и являющийся высоковольтным вводом. Отверстие 4 выполнено вдоль большей стороны одной из стенок корпуса 3, при этом его длина по меньшей мере на порядок больше толщины упомянутой стенки. Поверхность отверстия 4 и наружная поверхность электроизоляционной оболочки проводника имеют полупроводящие покрытия 7, которые снаружи устройства заземлены, а внутри подключены к электронному блоку, заключенному в соединенный с ним эквипотенциальный экран 2. 1 з.п. ф-лы, 1 ил,10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к технике высоких напряжений и может быть использовано в приборо-электроаппаратостроении.Современный уровень приборостроения и конструирования высоковольтных аппаратов в ряде случаев требует применения надежных и компактных устройств с электронными блоками, находящимися под потенциалом до 100 кВ (стабилизаторы тока, модулирующие лампы и т.п.); часто эти устройства имеют одно входное и несколько выходных напряжений, следовательно, они связаны с другими устройствами несколькими высокопотенциальными проводниками. Обычно такие устройства размещены в отдельном корпусе, снабженном высоковольтным вводом.Известно высокопотенциальное устройство с блоком регулирования выходного ,напряжения, обеспечивающее регулируемые выходные напряжения по нескольким каналам, Оно состоит из высоковольтного источника и высокопотенциального регулирующего блока, смонтированных в отдельных металлических корпусах с масляной изоляцией и связанных между собой через вводы высоковольтным кабелем. Описанное устройство обеспечивает необходимые выходные напряжения и воэможность обслуживания высокопотенциального блока, однако для изоляции в нем используется масло, поэтому это устройство весьма громоздко, отличается недостаточной надежностью и сравнительно низкой технологичностью. В другом известном устройстве электронный блок расположен в электроизоляционном корпусе, в котором выполнено отверстие для прохода кабеля, а для многократного монтажа и демонтажа устройства без повреждения кабеля на внутренней поверхности корпуса выполнены кольцевые пазы с расположенными в них кольцевыми электродами. Недостатками этого устройства также являются громоздкость и высокая технологичность, в основном вызванная конструкцией высоковольтного ввода.Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство, в котором электронный блок, находящийся под высоким потенциалом, размещен в электро- изоляционном полом корпусе, снабженном высоковольтным вводом в виде проводника в электроизоляционной оболочке, причем корпус устройства и электроизоляционная .оболочка проводника выполнены из термопластичного материала, а герметизация ввода осуществляется сваркой.Недостатками данного устройства являются: нерациональное использование внутреннего объема устройства, вызванное тем, что часть этого объема занимает высоковольтный ввод, а электронный высокопотенциальный блок может располагаться только 5 между упомянутым вводом и противоположной ему стенкой корпуса, так как электрическая прочность всего устройства обеспечивается не только частью оболочки проводника, заделанной в стенку корпуса, но также зависит от ее длины внутри этого корпуса; неразборность высоковольтного ввода, что исключает замену проводника в случаях электрического и теплового старения его изоляции, аварийных режимов и т.п.; ограниченная номенклатура электроизоляционных материалов оболочки проводника и корпуса, обусловленная тем, что высоковольтный ввод герметизируется с помощью сварки, для чего в прототипе применяются специальные термопластичные материалы; недостаточная надежность, вызванная высокими требованиями к качеству сварного соединения оболочки проводника и корпуса при ограниченных габаритах, так как с повышением напряжения требуется увеличивать толщину стенки корпуса при необходимом условии монолитности сварного соединения, что технологически трудновыполнимо.. Цель изобретения - увеличение полезного объема электроизоляционного корпуса за счет повышения коэффициента его заполнения, повышение технологичности за счет раэбориости высоковольтного ввода и расширения номенклатуры применяемых электроизоляционных материалов, повышение надежности за счет создания однородного электрического поля внутри устройства.Указанная цель достигается тем, что в высоковольтном устройстве, содержащем высокопотенциальный электродный блок, расположенный в полом электроизоляционном корпусе, и проводник в электроизоляционной оболочке, пропущенный в отверстие в стенке упомянутого корпуса и являющийся высоковольтным вводом, отверстие выполнено вдоль большей стороны одной из стенок корпуса, при этом его длина по меньшей мере на порядок больше толщины упомянутой стенки, поверхность отверстия и наружная поверхность электроизоляционной оболочки проводника имеют полупроводящие покрытия, которые снаружи устройства предназначены для заземления, а внутри подключены к электронному блоку, заключенному в соединенный с ним эквипотенциальный экран,На чертеже изображено предлагаемоевысоковольтное устройство, 177879630 40 50 Устройство содержит электронный высокопотенциальный блок 1, заключенный в соединенный с ним эквипотенциальный экран 2 и расположенный внутри полого электроизоляционного корпуса 3, в одной из стенок которого выполнено отверстие 4, покрытое полупроводящим слоем 5 на всей его длине и предназначенное для прокладки в нем проводника 6 в электроизоляционной оболочке, наружная поверхность которой также имеет полупроводящее покрытие 7, при этом оба полупроводящих покрытия снаружи заземлены, а внутри устройства подключены к электронному блоку.Примером реализации предлагаемого изобретения может быть экспериментальный образец высоковольтного источника питания двух электровакуумных приборов (ЛБВ), в состав которого помимо силовой высоковольтной части (соединенных последовательно высоковольтных трансформа- торно-выпрямительных модулей) и низковольтной электроники (инверторы, таймеры, служебное питание), входил и высокопотенциальный узел, представляющий из себя герметичный электроизоляционный корпус из органического стекла с четырьмя изолированными друг от друга отсеками, в каждом из которых располагались электронные блоки (стабилизаторы, выпрямители, фильтры, делители, инверторы, трансформаторно-выпрямительные модули), находящиеся под различными высокими потенциалами(34 кВ,44 кВ,48 кВ, 60 кВ). Для функционирования всей высоковольтной системы электронные блоки обеспечивают 28 различных напряжений, а с учетом потенциалов, под которыми находится каждый отсек, общее число напряжений, требующих высоковольтных вводов (выводов) в корпус высокопотенциального узла, достигает 30. За счет применения четырехжильных высоковольтных кабелей (с полупроводящим наружным покрытием и изоляцией на 70 кВ) общее число вводов (выводов) составило 14. Реализация такого количества высоковольтных вводов с помощью известных технических решений приводит к увеличению габаритов высоковольтной системы, а также создает трудности при изготовлении и проектировании этих вводов. В экспериментальном образце все высоковольтные вводы осуществлены через отверстия (с полупроводящими покрытиями) в общем для всех основании электроизоляционного корпуса с одной из его сторон, причем ближайшис от места ввода стсеки находятся под меньшими потенциалами, что дает возможность исклю 5 10 15 20 25 чить вероятность поверхностного разряда внутри отверстий за счет их длины (например, для отсека с потенциалом 60 кВ длина отверстия составляет 200 мм). Обычно лампы ЛБВ выпускаются промышленностью с высоковольтными выводами, из высоковольтных проводов значительной длины. Соединение этих проводов с высоковольтным источником осуществляется в известных устройствах с помощью специальных коммутирующих элементов (например, опорных изоляторов), что приводит к увеличению габаритов устройства и снижению надежности за счет промежуточного электрического соединения, Предлагаемое изобретение дает возможность эти провода вводить непосредственно в высокопотенциальный корпус высоковольтного источника, уменьшая количество электрических контактов до минимума.Предлагаемое устройство работает следующим образом: высокое напряжение подается с помощью высоковольтного проводника, проложенного в канале, на высокопотенциальный электронный блок и после преобразования аналогичным способом поступает к высоковольтному приемнику,По сравнению с устройством аналогичного назначения, выбранного в качестве прототипа, в предлагаемом высоковольтном устройстве увеличен полезный объем электроизоляционного корпуса за счет повышения коэффициента его заполнения, повышена технологичность за счет разборности высоковольтного ввода и расширения номенклатуры применяемых электроизоляционных материалов, а также повышена надежность за счет создания однородного электрического поля на внутренней поверхности электроизоляционного блока. Формула изобретения 1, Высоковольтное устройство, содержащее высокопотенциальный электронный блок, расположенный в полом электроизоляционном корпусе, и проводник в электро- изоляционной оболочке, пропущенный через отверстие в стенке упомянутого корпуса и являющийся высоковольтным вводом, отличающееся тем,что,с целью увеличения полезного обьема электроизоляционного корпуса путем повышения коэффициента его заполнения и повышения технологичности путем разборности высоковольтного ввода и расширения номенклатурь; применяемых электроизоляционных материалов, отверстие выполнено вдоль большей стороны одной из стенок корпуса, при этом его длина по меньшей мере наРедакторЗаказ 4196 Тирэж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 порядок больше толщины упомянутой стенки, поверхность отверстия и наружная поверхность электроизоляционной оболочки проводника имеют полупроводящие покрытия, которые снаружи устройства предназначены для заземления, а внутри подключены к электронному блоку. 2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности путем создания однородного электрического поля на внутренней поверхности 5 электроизоляционного блока, электронныйблок заключен в соединенный с ним эквипотенциальный экран.