Электростатический экран изолятора

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) ПриоритетОпубликовано 301 182, Бюллетень М 44Дата опубликования описания 30.1132 И 1 М Кп 3 Н 01 В 17/42 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(54) ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ ЭКРАН ИЗОЛЯТОР. 1 О 20 25 30 Изобретение относится к злектро -технике, в частности к электростатическим экранам и может быть использовано для защиты высоковольтных устройств от коронного разряда,Известен экран изолятора, содержащего закрепленную на фланце изолирующую деталь, через которую проходит токоведущий стержень, выполненный в виде сопряженных между собойрасширяющегося в сторону фланцастакана, расположенный параллельнофланцу диска и закрепленный настержне. Данный экран используетсяпреимущественно в жидких агрессивныхсредах 1),К недостаткам такого экрана следует отнести отсутствие воэможностирегулирования степенью зкранированияэлектростатического поля эа счетизменения геометрических размеровэкрана. Кроме того, параметры экрана,выбираемые из условия обеспеченияэлектрической прочности, зависят отдиэлектрических характеристик жидкости, а также от концентрации ивида присутствующих в ней частицпримесей. Сосредоточение частиц примесей у края диска может вызватьобразование из них 1 мостиков за счет поляризации частиц примесейпод действием электростатическогополя, благодаря чему облегчается развитие разряда,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и досягаемому результату является электростатический экран, представляющийсобой коническую электропроводящую:спираль, охватывающую защищаемоеустройство (например, стержневойизолятор), меньший виток которойзакрепляется на защищаемом устройстве 12),Недостатком указанного экранаявляется невозможность регулированияраспределением электростатическогополя путем изменения геометрическихпараметров экрана, вследствие чегопри существенном изменении параметров внешней среды (например, приизменении плотности, температуры,влажности атмосферного воздуха) возникает опасность коронирования нетолько защищаемого устройства, но исамого экрана, При этом экран теряетсвои защитные функции и становитсяисточником радиопомех, увеличиваетпотери энергии на коронирование иприводит к снижению электрическойпрочности защишаемого устройства.Укаэанная ситуация требует заменыэкрана.Кроме этого, конструкция экранане обладает свойством универсальности, т.е, он применим только для конкретных условий эксплуатации и дляустройств с определенными габаритами1 зкранируемых участков,Цель изобретения - поньпаение эффективности. 10Укаэанная цель достигается тем,что электростатический экран изолятОра, выполненный в виде электропроводящей спирали, снабжен расположенными соосно двумя, коническими пластина-(5ми, выполненными с разным углом конусности из изоляционного материалаи стягивающим пластины элементом,один из торцовых витков спирали выполнен и виде цилиндрической пружины, 2расположенной между пластинами, адругой торцовый виток спирали жестко соединен со стягивающим элементом.При этом по крайней мере двасмежных края пластин могут быть герметично соединены друг с другом, авнутренняя полость между пластинамизаполнена диэлектриком с высокойэлектрической .прочносТью,На фиг,1 изображен экран с верхним положением нижнего витка, общийвид в разрезе; на фиг,2 - то же, снижним положением нижнего витка.Экран содержит две коническиепластины 1 и 2 из изоляционного материала, имеющие различные углы ко" 35нусности и установленные одна н другую, в центре которых расположеныотверстия, электропронодящую право"лочную спираль 3, выполненную в видецилиндрической пружины, свернутой 40в кольцо и установленной междупластинами 1 и 2, В отверстие пластины 1 вставлен стягинающий элемент(например, винт) 4 а в отверстиипластины 2 плотно установлена металлическая шпилька 5 с внутреннейрезьбой, благодаря которой шпилькасвязана с винтом 4. Пружина 3 электрически снязана с витком 4 с помощью проводника б, Между краями50пластин 1 и 2 герметично закрепленаэластичная мембрана 7. Внутреннеепространство между пластинами заполнено диэлектриком, электрическаяпрочность которой выше прочности окружающей среды (например, трансфор 55маторным маслом). В отверстии пластины 1 установлена уплотнительнаяпрокладка 8, служащая для обеспечениягерметичности внутреннего объема,Экран с помощью шпильки 5 устанавливается на защищаемом объекте 9например, на шапке 10 опорного изолятора, Высокий потенциал посредством проводника б подается на пружину 3. 65 Прйнцип действия экрана заключается в следующем,В исходном положении пружина 3имеет некоторый диаметр, величинакоторого выбрана по условию отсутствия коронного разряда на защищаемомустройстве 9. При этом проводник бчастично намотан на винт 4. В случае изменения условий работы защищаемого устройства (например, приувеличении рабочего напряжения, либопри эксплуатации устройства н отличных от предусмотренных условиях окружающей среды) поньпаается вероятность возникновения коронного разряда, для устранения которого необходимо уменьшить напряженность электростатического поля на защищаемомустройстве, что достигается путемувеличения диаметра пружины 3 с одновременным ростом глубины охва.та пружиной защищаемого устройстваза счет вращения винта 4.При закручивании винта 4 происходит стягивание диэлектрическихпластин 1 и 2, те. уменьшение расстояния между ними. Благодаря разноконусности внутренних поверхностей пластин, создающих клинообразноев перпендикулярном к плоскости пластин сечение, на пружину 3 действуетвыталкивающая сила, н результатекоторой происходит равномерное попериметру перемещение пружины в сторону от оси за счет ее растяжения и,следовательно, увеличение диаметрапружины. Это приводит к увеличениюстепени экранирования электростатического поля в наиболее напряженномместе устройства (в данном случаеу шаки.изолятора), т.е, к снижениюнапряженности поля и, следовательно,к устранению коронного разряда,В процессе закручивания нинта 4одновременнопроисходит оснобождение проводника б, намотанного навинт, за счет того, что направлениенамотки проводника совпадает с нап-равлением хода резьбы винта, Этимисключается возможность смятия иполомки проводника при перемещенияхпружины, Согласованность в скоростиосвобождения проводника и скоростиувеличения радиуса пружины можетбыть достигнута, например, за счетсоответствующего подбора шага резьбывинта или его диаметра,При выкручивании винта из шпильки 5 расстояние между пластинами 1и 2 увеличивается, одновременно происходит скручивание проводника б ипружина под действием силы упругостизанимает новое необходимое положение, Наличие изоляционной жидкостив качестве высокопрочной среды способствует хорошему скольжению пружины по поверхности пластин, обеспечивая равномерное изменение ее диаметра по всему периметру. Заливка жидкого диэлектрика осуществляется при максимально возможном радиусе пружины, когда мембрана 7 выгнута наружу, При уменьшении радиуса пружины, вследствие герметичности внутреннего объема, происходит втягивание мембраны внутрь, обеспечивая полное заполнение объема жидким диэлектриком.Введение укаэанных пластин и Ю выполнение экрана в виде тороидальной пружины позволяет повысить эффективность экранирования электростатического поля путем изменения геометрического параметра экрана, а 15 именно, его диаметра, и положения экрана относительно защищаемого элемента высоковольтного устройства. Такой экран позволяет путем соответствующей регулировки его параметров обеспечитьэффективное экранирование при изменении условий его работы, либо при изменении геометрических характеристик окружающих объектов, влияющих на распределение поля, Последнее особенно важно при проектировании высоковольтных блоков радиоэлектронной аппаратуры, изготавливаемых из стандартныхвысоковольтных элементов, взаимное расположение которых, а следовательно, и распределение поля в различных блоках может быть разное. Это позволяет избежать проектирования экранов для каждого конкретного случая, а добиваться необходимой степени экранирования регулировкой параметров экрана,Кроме того, предлагаемая конструкция экрана позволяет поместить электропроводящую пружину в изоля ционную высокопрочную среду, что приводит к дальнейшему повышению эфФективности экранирования, выражающейся в исключении влияния внешней среды (например, атмосферного.воздуха) на электропрочностные характеристики экрана,Помимо этого, введение изоляционных пластин позволяет уменьшить осаждение загрязнений в виде пыли и атмосферной влаги на поверхность защищаемого устройства.формула изобретения1. Электростатический экран изолятора, выполненный в виде электропроводящей спирали, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности, он снабженрасположенными соосно двумя коническими пластинами с разным угломконусности, выполненными из изоляционного материала, и стягивающимпластины элементом, один из торцовых витков спирали выполнен ввидецилиндрической пружины, расположенной между пластинами, а другой тор"цовый виток жестко соединен со стягивающим элементом,2, Экран по и. 1, отличающ и й с я тем, что по крайней мередва смежных края пластин герметич"но соединены друг с другом, а внутренняя полость между пластинамизаполнена диэлектриком с высокойэлектрической прочностью.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 636685, кл. Н 01 В 17/26, 1976.2. Авторское свидетельство СССР9 664226, кл. Н 01 В 17/20 1977.978203 оставитель В. Вариводовехред Л. Пекарь дакт акареви аказ 9228/67 Подписи Тираж 761 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж, Раушскаята СССРытийбе де Ужгород, ул. Проектная, 4 лиал ППП Патент Корректор Г, Решетник