Высоковольтный газонаполненный ввод

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ . СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциапистическихРеспубпик 1 11892481но делам нзооретеннй н открытей(71) Заявитель 4) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ГАЗОНАПОЛНЕННЬПВВОД . роч- концен ес сти и.зонца,Изобретение относится к электротехнике, в частности к газонаполненным вводам высокого напряжения,Известен высоковольтный газона-, полненный ввод, содержащий полый изоляционный корпус и соосно с ним ус 5 тановленные с зазором, внутренний токоведущий и наружный заземленный электроды цилиндрической формы. Наружный электрод имеет тороидальный10 край, расположенный с наружной стороны 11.Недостатком такого ввода является низкая электрическая прочность1 внешней изоляции из-за значительной концентрации напряженности элек" трического поля на внешней поверхности изоляционного корпуса вблизи тороидального края заземленного электрода.Известен. также высоковольтный газонаполненный ввод, у которого зазе мленный электрод выполнен в виде фланца с закругленным внутрекраем 2.Однако ввод имеет низкуюность внешней изоляции из-затрации напряженности электрикого поля на внешней поверхнляционного корпуса вблизи фл Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является газонаполненный ввод, содержащий полый изоляционный корпус и сооснос ним установленные с зазором цилиндрические внутренний токоведущий электрод, имеющий вдали от краянаружного электрода ступенчатоеизменение радиуса, необходимое длязакрепления корпуса, и наружный заземленный электрод с тороидальнымкраем, расположенным на. внешнейстороне электрода. Тороидальный крайснижает напряженность, электрического поля внутри ввода у края на"ружного электрода 1 3 1.892481 д ности внешней изоляции путем уменьшения напряженности электрического в старой системе. Это достигаетсяЖ выбором определенного соотношения Однако его расположение на внешней стороне цилиндрической частиэлектрода недостаточно снижает кон"центрацию поля на наружной поверхности изоляционного корпуса на уровне края наружного электрода и необеспечивает высокой электрическойпрочности внешней изоляции ввода.Цель изобретения - повышение электрической прочности внешней изоляцииввода,Поставленная цель достигаетсятем, что в высоковольтном вводе, содержащем полый корпус из изоляционного материала, концентрично в нем 1установленные с зазором электродывнутренний в виде двухступенчатогоцилиндра и наружный в виде пологоцилиндра с загнутым .торцом в видетора, торец полого цилиндра загнутво внутрь, переход от одной ступеник другой имеет плавныйвыпуклый проФиль и расположен на расстоянии, (0,5-2,0) г от края наружного электрода, где г - радиус большей ступени внутреннего электрода, радиусменьшей ступени внутреннего электрода г=(0,5-0,75) г , а г ,В:г==1: 12,9-3,5):(0,20-0,30), где В -внутренний радиус тора, г - радиуспоперечного сечения тора.На Фиг. 1 изображена общая конструкция ввода; на фиг. 2 - изоля-ционный узел,Высоковольтный. газонаполненныйввод содержит токоведущую цилиндри.ческую трубу переменного сечения,расположенную по оси ввода - внутренний электрод 1. Размеры и Формаэлектрода 2 с тороидальным краем 3вместе с электродом 1 задают необ 4ходимое оптимальное внутреннееэлектрическое поле, Цилиндр крепится на Фланце 4, который имеет эк-ран 5. Изоляционные покрышки 6 и 7вместе с фланцами и токоведущей трубой создают камеру, которая заполняется сжатым элегазом или воздухом. Наружная поверхность покрьцпки6 расположена в атмосфере воздуха,покрышка 7 может быть расположенав элегазе, например, шинопроводаили в другой высокопрочной среде.Размеры и Форма токоведущей трубы,расположенной вне заземленного экрана, вместе с краем этого цилиндра 3иФормой внешнего экрана 8 задают, необходимое внешнее электрическое поле,4Однако наибольшее влияние на значение максимальной напряженности внешнего поля имеют размеры и форма токоведущей трубы внутреннего электрода 1 и края заземленного цилиндра. К основным размерам, определяющим электрическое поле ввода, относятся наружный радиусвнутреннегоэлектрода вне заземленного цилиндра, наружный радиус Г 1 внутреннегоэлектрода в месте расположения заземленного цилиндра, внутренний радиус Я тороида, расположенного на заземленном цилиндре, радиус Г 2 тороида в поперечном сечении, расстояние Г от оси ввода до точки, находящейся на наружной поверхности изоляционной покрышки, высота - Ь =г 1 =3( - г ) овальной части токоведущей трубы, расстояние - Ь=(0,5-2)г между началом овала и краем тороида высота - Н=7 г 1 края тороида над заземленным плоским электродом.Увеличение электрической проч-,поля на внешней поверхности изоля,ционной покрышки ( в точке А на Фиг.2).достигается за счет оптимальной конФигурации края цилиндра и поперечного сечения внутреннего электрода.Указанное соотношение и расположение тороида внутри цилиндра, а не заним, отодвигает электрическое полевнутрь конструкции и тем самым ослабляет поле на наружной поверхностиизоляционной покрышки, например, вточке А, При этом важно то, чтобыизменение конструкции не способСтвовало увеличению радиальных размеровзаземленного цилиндра, что привелобы к увеличению радиальных размеровввода, То есть, внутреннее поле - полемехду токоведущей трубой и тороидома также этой трубой и цилиндром,в новой системе должно быть таково,чтобы максимальная напряженность врассматриваемой системе не превосходила соответствующей напряженности между радиусом токоведущей трубырадиусом внутренней поверхноститороидаи радиусом его поперечного сечения Г ,Стремлению усилить поле в высокопрочной среде и ослабить поле на поверхности покрышки служит умень892481 шение 1 ограничивается сечением токоведующей трубы, необходимым по условиям пропуска большого тока, т.е.по условиям теплопроводности, а В также мапой эффективностью дальнейшего уменьшения Р Данные расчета,в относительныхединицах приведены в таблице. За 16 единицу напряженности поля Е и расстояние в радиальном направленииприняты максимальная напряженностьвнутреннего поля и радиус токоведущей трубы наибольшего сечения приоптимальном поле, т.е. при наименьшей максимальной напряженности поля при заданном расстоянии от осиввода до внутреннего цилиндра, т.е.при г +Р+2 г сопзй,10,55 3,25 0,25 4,65 1 0,12 1 0,55 3,08 0,34 4,65 1,03 0,12 1 0,55 3,35 0,24,65 1,03 О, 12 4 ьб 5 1 э 03 ОэИ 5 1,10,6 2,95 0,21 4,65 0,98 0,125 1 0,45 3,25 0,25 4,65 1 1 0,35. 3,25 0,25 4,65 1 0,118 0;116 Как видно из таблицы, увеличение или уменьшение г 1 и г, по сравнению с оптимальным ведет к увеличению напряженности внутреннего щ поля Е, что в конечном счете приводит к увеличению напряженнЬсти внешнего поля Е 4, Действительно, снижение Е до допустимого значения приводит к увеличению размеров внутреннего цилиндра и приближению его к точке А (фиг. 2), что вызывает повышение поля здесь, Фналогичная ситуация. складывается и при увеличении г от оптимального. Уменьшение же г по сравнению с оптимальным, равным 0,55 г, не приводит к заметному умень- шению напряженности поля в. точке А.Для оценки экономического эффек 1та предлагаемой конструкции ввода сравним его с вводом конструкции (цилиндр-цилиндр), в котором за счет увеличения радиального размера изоляционной покрышки достигается также Формула изобретения Высоковольтный гаэонаполненный ввод, содержащий полый корпус из изо,ляционного материала, концентрично ;в нем расположенные с зазором элек,троды - внутренний в виде двухступен" чатого цилиндра и наружный в виде .полого цилиндра с загнутым торцом .в виде тора, о т л ич а ю щ и й - с ятем, что, с целью повышения элекшение радиуса токоведущего электрода вне заземленного цилиндра. Уменьшая радиус, мы усиливаем поле вблизи поверхности электрода и ослабляем поле на упомянутой поверхности, При этом не превышается допустимая напряженность вследствие уменьшения напряженности на токоведущем электроде с увеличением расстояния от земли.Предварительная оценка эффекта изоб ретения на основе анализа общей структуры поля была уточнена и проверена путем расчета поля на ЭВМ. Снижение напряженности на внешней поверхности достигает 443 при г рав" ном 0,55 г 1. Для ввода 1150 кВ ука" занная напряженность снижается с 14,6 до 8,2 кВ/см. Дальнейшее умень 0,9 0,5 3,6 0,25 напряженность на ее наружной поверхности. Как показывают расчеты на ЗВМ,уменьшение радиального размера попредлагаемой конструкции составляет 153, примерно на столько же умень-шается стоимость ввода. Экономический эффект будет того же порядка,если предлагаемый ввод сравним с приме-неняемым для этой же цели вводом сконденсаторнымиобкладками.892481 илиал ППП "Патен оектная, 4 Ужгород,трической прочности, торец полого цилиндра загнут во внутрь, пере, ход от одной ступени к другой имеет плавный выпуклый профиль и расположен на расстоянии .(0,5-2,0) г от края наружного электрода ; где .г радиус большей ступени внутреннего электрода, радиус меньшей ступени внутреннего электрода г (0,5-0,75)1 а г+ .й:г =1:(2,9. 3,5):(0,20"0,30),8где Й " внутренний радиус тока, градиус поперечного сечения тора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ФРГ У 2340899,кл. Н 01 В 7/28, 1975.2. Патент США У 3566001,кл. 174-31, 1971.3, Патент Франции В 2316709,10 кл. Н 01 В 17/26, 1975. ВНИИПИ Заказ 11266/7Тираж 787 Подписное