Высоковольтный соединитель

СОГОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1781751 и 51)5 Н 15/00 НИЕ ИЗОБРЕТЕ И О ВТОРСКО ИДЕТЕЛ ЬСТВУ телоровил,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1(71) Институт электродинамики АН УССР и Специальное конструкторское технологическое бюро Института электродинамики АН УССР(56) Костиков В.Г., Никитин И.Е. Источники электропитания высокого напряжения РЭА, М.: Радио и связь, 1986, с,148 - 149.(54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ СОЕДИНИТЕЛЬ (57) Использование: в высоковольтной технике при создании мощных, малогабаритных систем высоковольтного электропитания, Сущность изобретения: высоковольтный соединитель содержит два контактных устройства, каждое из которых включает в себя гнездо 1 и диэлектрический корпус 2, между которыми расположен штыревой соединитель, состоящий иэ жесткого металлического стержня 3 с жестким диэлектрическим покрытием 4, на обоих концах которого закреплены вилки 5, диэлектрическую втулку 6 с выступом цилиндрической формы 7 и уплотнитель 8 из эластичного диэлектрического материала, выполйенного в виде тела вращения с частями цилиндрической и конической формы, при этом длина цилиндрической части меньше длины одной конической части, диэлектрическая втулка выполнена в виде соединительного патрубка, имеющего на одном конце внутреннюю правую и на другом -левую резьбы, Б9 высоковольтного модуля герметизиано жестким компаундом. 1 з.п.ф-лы, 1Изобретение относится к области высо- ческая прочность, сложность конструкцииковольтной техники и может быть использо- (невысокая технологичность) и большие гавано при создании мощных, бариты. Небольшая электрическая прочномалогабаритных систем высоковольтного сть до 20 кВ) обусловлена тем, что вневторичного электропитания. 5 пределов штыревого соединителя (его упИзвестны высоковольтные соедините- лотнителя) электрическая прочность обесли, серийно выпускаемые промышленно- печивается только собственной изоляциейстью, например, ВВТ 20, которые состоят из провода, а внутри его - коническими поверблочной, кабельной частей и высоковольт- хностями уплотнителя и корпуса контактноного провода. Электрический контакт осу го устройства после герметизацииществляется "при сочленении вилки и (уплотнения)высоковольтногосоединителя,гнезда, закрепленных на проводе и.блочной При наличии в непосредственной близостичасти соединителя. При герметизации (уп- от втулки с внешней стороны заземленноголотнении) соединителя происходит сжатие элемента поверхностный пробой можетсферических резиновых изоляторов, изоли пройти по пути: электрический контактрующих вилки и гнезда от заземленных, ме- (гнездо-вилка), коническая герметизируеталлических частей соединителя, какими мая поверхность высоковольтного соедини.являются корпусаблочнойикабельнойчас- теля, наружная поверхностьтей, накидные гайки. диэлектрической втулки, заземленный элеНедостатками подобного соединителя 20 мент. Сложность конструкции, т.е. ее невыявляются: достаточно большие габариты,. сокая технологичность, обусловленаобусловленные как громоздкой конструк- большим количеством и сложностью входяцией отдельных его частей,. так и длиной щих деталей; а именно; наличием двух диэзаделки провода, небольшая электрйческая. лектрических втулок, двух диэлектрическихпрочность, обусловленная применением 25 прокладок и двух резиновых уплотнителей,стандартного провода, в данном случае, требующих сложной формы для их изготовмарки ПВТФ, у которого витая фторопла- ления.стовая изоляция рассчитана на рабочее на- К недостаткам можно отнести также ипряжение не более 20 кВ, а также необходймость нитяного бандажа. Достаограниченной электрической прочностью 30 точно большие линейные размеры, т,е. габарезинового уплотнения, риты высоковольтного соединителя,К недостаткам можно отнести также и определяются длиной цилиндрической часневозможность использования такйх соеди- ти резинового уплотнителя, примерно равнителей в малогабаритных высоковольтных ной длине конической с учетом двух такихмодулях, у которых изоляция выполнена из 35 уплотнителей. Так как конструкция прототижестких компаундов,па привязана к конкретному высоковольтНаиболееблизкимкизобретениюявля- ному проводу (ПВМК-1-5) с наружным ".ется высоковольтный соединитеЛь, содер- диаметром 5 мм; то очевидно, что при необжащий два контактных устройства, каждое ходимости увеличить электрическую прочиз которых включает в себя гнездо и диэлек ность подобного соединителя, необходимотрический корпус, а между этими устройст- использовать другие серийно выпускаемыевами расположены два штыревых провода, имеющие нетолько более высокуюсоединителя на обойх концах высоковольт- электрическую прочность, но и наружныеного провода с прямой егозаделкой; при диаметры, что соответственно повлечет заэтом, каждый штыревой соединйтель состо собой увеличение габаритов высоковольтит из вилки, закрепленной на проводе, диэ- ного соединителя. Следовательно, отсутстлектрической втулки"в"вйде колпачка, виевозможности увеличить электрическуюрезинового уплотнителя; -вйполйейного в прочность прототипа, не увеличивая габаривиде тела вращения, имеющего на одном тов, можно рассматривать как его недостаконце форму усеченного конуса, к большему 50 ток,основанию которого примыкает цилиндр Цель изобретения - увеличение электменьшего диаметра с тороидальным высту- рической прочности, уменьшение габаритовпом на противоположном конце, диэлектри- и повышение технологичности высоковольческой прокладки в виде кольца, отверстие тного соединителя.которого служитдля прохода провода, нитя Поставленная цель достигается тем, чтоного бандажа, причем, выбран случай, когда в высоковольтном соединителе, содержаэлементы контактных устройств и штыре- щем два контактных устройства, каждое извых соединителей, а также провод соосны. которых включает в себя гнездо и диэлектНедостатками такого высоковольтного рический корпус, между которыми располо-.соединителя являются; небольшая электру- жен штыревой соединитель, имеющийвыполнение жилы провода штыревого50соединителя в виде жесткого металлического стержня позволяет применять уплотнитель более простой формы, без специального уступа для упора диэлектрической втулки, т,е. появляется возможностьуплотнять (герметизировать) одновременно. оба конца высоковольтного соединителя,тем самым, повышая его технологичность; применение одной диэлектрическойвтулки в виде соединительного патрубка повысоковольтный провод с вилками на егоконцах, диэлектрическую втулку и уплотнитель из эластичного диэлектрического материала, выполненный в виде. тела вращения,части которого имеют цилиндрическую форму и форму усеченного конуса, при этом, все элементы контактных устройств и штыревого соединителя соосны, уплотнитель в средней части имеет форму цилиндра, а по краям- форму усеченного конуса, у которых большие основания обращены друг к другу, при этом, длина цилиндрической части меньше длины одной конической части, диэлектрическая втулка выполнена в виде соединительного патрубка, имеющего внутренниерезьбы, на одном конце правую, на другом - левую, между которыми расположен выступ цилиндрической формы, внутренняя поверхность которого в герметизированном высоковольтном соединителе примыкает к цилиндрической поверхностиуплотнителя, жила провода выполнена в виде жесткого металлического стержня с покрытием из жесткого диэлектрическогоматериала.Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что существенными отличительными признаками предлагаемого высоковольтного соединителя являются:конструкция уплотнителя (в средней части цилиндрической формы, а по краям - конической), которая дает возможность электрически изолировать провод от внешних заземленных элементов, что при достаточной электрической прочности материала уплотнителя (примерно равной электрической прочности изоляции провода прототипа), но значительно большей его толщины в цилиндрическойчасти,позволяетувеличитьэлектрическую прочность всего высоковольтного соединителя;длина цилиндрической части уплотнителя и выступа цилиндрической формы в диэлектрической втулке меньше длины одной конической части уплотнителя, что позволяет, по сравнению с прототипом, существенно уменьшить линейный размервысоковольтного соединения, т,е. его габариты; 1015202530354045 зволяет увеличить электрическую прочность высоковольтного соединителя за счет того, что в отличие от прототипа, поверхностный разряд может произойти только по внутренней резьбовой части этой втулки, поверхность которой заведомо большая, чем поверхность наружной части;применение на концах диэлектрической втулки правой и левой внутренних резьб, что позволяет уплотнить (герметизировать) оба конца высоковольтного соединителя одновременно, вращая только втулку, и тем самым повысить технологичность;наличие на внутренней поверхности диэлектрической втулки выступа цилиндрической формы, внутренний диаметр которого соответствует наружному диаметру цилиндрической части уплотнителя после герметизации, позволяет центрировать уплотнитель со стержнем в процессе герметизации высоковольтного соединителя, а также ограничивать ход контактных устройств, тем самым избежать деформации металлического стержня и повысить технологичность;покрытие металлического стержня жестким диэлектрическим материалом с более высокой электрической прочностью, чем у изоляции провода прототипа(например, покрытие фторопластом толщиной несколько мм методом экструзии), дает" возможность еще более увеличить электрическую прочность высоковольтного соединителя.На чертеже изображен предлагаемый высоковольтный соединитель, общий вид.Предлагаемое устройство содержит два контактных устройства, каждое из которых включает в себя гнездо 1 и диэлектрический корпус 2, между этими контактными устройствами расположен штыревой соединитель, состоящий из жесткого металлического стержня 3 с жестким диэлектрическим покрытием 4, на обоих концах которого закреплены вилки 5, диэлектрическую втулку 6 с выступом цилиндрической формы 7 и уплотнитель 8 из эластичного диэлектрического материала, тело 9 высоковольтного модуля, герметизированного жестким компаундом.При вращении втулки 6 происходит сближение двух контактных устройств, при этом, гнездо 1 и вилка 5 создает электрический контакт, уплотнитель 8 герметизирует высоковольтный соединитель. по коническим поверхностям каждого корпуса 2 кон- тактного устройства, а выступ диэлектрической втулки 6 центрирует уплотйитель с проводом в процессе герметизации и ограничивает ход (сближение) контактных устройств.1781751 Составитель И.КриштафовичТехред М,Моргентал Корректор И.Муска Редактор Заказ 4278 Тираж . 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 Предлагаемый соединитель предполагается использовать в высоковольтной системе вторичного электропитания мощностью 15 кВт с выходным напряжением 60 кВ, в которой применено последовательное соединение высоковольтных трансформаторновыпрямительных модулей, контактные устройства которых попарно соосны, причем, эти модули герметизированы жестким компаундом горячего отверждения и перемещаются по специальным. направляющим, Фиксация этих модулей на каркасе осуществляется только после герметизации всех высоковольтныхых соединителей.Предлагаемый высоковольтный соединитель, по сравнению с прототипом, благодаря конструкции диэлектрической втулки, уплотнителя, применения в качестве жилы провода жесткого металлического стержня позволяет улучшить характеристики высоковольтного соединителя,.а именно, увеличить электрическую прочность, уменьшить габариты, повысить технологичность.Формула изобретения 1. Высоковольтный соединитель, содерквщий.два контактных устройства, каждое из которых включает в себя гнездо и диэлектрический корпус, между которыми расположен штыревой соединитель, имеющий высоковольтный провод с вилками на его концах, диэлектрическую втулку и уплотнитель из эластичного диэлектрического материала, выполненного в виде тела вращенияс частями цилиндрической и конической5 формы, при этом все элементы контактныхустройств и штыревого соединителя соосны, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюувеличения электрической прочности,уменьшения габаритов и повышения техно 10 логичности высоковольтного соединителя,уплотнитель имеет в средней части формуцилиндра, а по краям - форму усеченныхконусов, большие основания которых обращены друг к другу, при этом длина цилинд 15 рической части меньше длины однойконической части диэлектрическая втулкавыполнена в виде соединительного патрубка, имеющего внутренние резьбы, на одномконце правую, на другом - левую, между20 которыми расположен выступ цилиндрической формы, внутренняя поверхность которого в герметизированном высоковольтномсоединителе примыкает к цилиндрическойповерхности уплотнителя, жила провода вы 25 полнена в виде жесткого металлическогостержня,2, Соединитель по п,1, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что; с цель о увеличения электрической прочности, изоляция высоковольтно 30 го провода выполнена из жесткогодиэлектрического материала.