Остов высоковольтного ввода с бумажной изоляцией, пропитанной смолой

Полезная модель относится к электротехнике, а именно, к вводам в трансформаторы и другие аппараты высокого напряжения, а также к муфтам кабелей высокого напряжжения с изоляцией конденсаторного типа.

Остов высоковольтного ввода содержит токоведущую металлическую трубу, пропитанную смолой многослойную изоляцию с уравнительными обкладками. Уравнительные обкладки снабжены электродами, расположенными на краях обкладок и электрически с ними соединенными. Электроды выполнены из электропроводящей ленты путем намотки ее совместно со слоем изоляции, при этом края намотанной ленты образуют профиль электрода.

Изоляция выполнена из крепированной бумаги,а электропроводящая лента - из металлической фольги.

Полезная модель относится к электротехнике, а именно, к водам в трансформаторы и другие аппараты высокого напряжения, а также к муфтам кабелей высокого напряжения с изоляцией конденсаторного типа.

С помощью уравнительных (конденсаторных) обкладок регулируют распределение напряжения в изоляции вводов в радиальном и аксиальном направлениях. Количество обкладок во вводах и муфтах возрастает с повышением их напряжения. Для вводов с бумажно-масляной изоляцией на напряжение 110, 220, 330 и 500 кВ количество обкладок (основных и дополнительных) соответственно равно 20, 40, 60 и 90./ В.С.Дмитревский,» Расчет и конструирование электрической изоляции «, Энергоиздат. Москва, 1981, стр.226 /.

Известны конструкции остовов высоковольтных вводов с бумажной изоляцией, пропитанной смолой. На токоведущую металлическую трубу наложена пропитанная смолой многослойная бумажная изоляция с уравнительными обкладками. Конструкция бумажной изоляции в этих остовах различная, а уравнительные обкладки выполнены одинаково - пластины из тонкой металлической фольги, расположенные между слоями бумаги. / Патенты на полезную модель 38423, 41536, 80623, 86038,» Остов высоковольтного ввода с бумажной изоляцией, пропитанной смолой «./ Приведенные конструкции остовов вводов имеют один и тот же недостаток: «У острых краев обкладки возникает сильно неравномерное поле со значительной составляющей напряженности, направленной вдоль слоев бумаги.

Напряженность поля на расстоянии r от края электрода при r<0,1 d может быть оценена по следующей формуле: , где U - напряжение между обкладками, d - толщина изоляции.

/ М.А.Грейсух, Г.С.Кучинский, Д.А.Каплан, Г.Т.Мессерман. «Бумажно-масляная изоляция в высоковольтных конструкциях «,Госэнергоиздат, Москва-Ленинград, 1963, стр.24/

Степень неоднородности электрического поля характеризуется коэффициентом неоднородности поля - К, равного отношению наибольшей напряженности E_макс к средней напряженности Е_ср. При К>3 электрическое поле считается резконеоднородным.

В табл.1 приведены результаты расчета напряженности электр. поля E у края обкладки на расстоянии r для разных толщин изоляции d при одной и той же средней напряженности Е_ср=1,6 кВ/мм и напряжении между обкладками U=E_ср·d, а также значения r_p, при которых напряженность электрического поля равна 4,8 кВ/мм, а поле у края обкладки является резконеоднородным.

При увеличении толщины d с 2 до 18 мм область изоляции с резконеоднородным полем расширяется с 0,07 до 0,64 мм.

Известны способы снижения напряженности электрического поля у края обкладки. В маслобарьерных проходных изоляторах производится завертывание краев обкладок, а во вводах с бумажно-масляной изоляцией между основными обкладками устанавливают дополнительные обкладки.

В случае использования первого способа в остовах с бумажной изоляцией, пропитанной маслом или смолой, усложнятся конструкции остовов и технология их изготовления (в части намотки изоляции, ее сушки и пропитки).

«Установка дополнительных обкладок не устраняет резконеоднородного поля у края верхней обкладки и приводит к появлению новых участков с резконеоднородным полем у краев дополнительных обкладок. Однако, размеры каждой области с повышенной напряженностью оказываются меньшими. Это затрудняет появление разрядов и позволяет повысить допустимое напряжение «.(Техника высоких напряжений«, под общей ред. Д.В.Розевига, Энергия, Москва, 1976, стр.110).

В концевых кабельных муфтах для снижения напряженности электрического поля на краю обкладки применяется цилиндрический экран, который устанавливают над краем обкладки и электрически соединяют с защищаемой обкладкой. «В этом случае электрическая прочность в области края обкладки будет определятся толщиной изоляции между экраном и внутренней обкладкой «.(М.А.Грейсух, Г.С.Кучинский, Д.А.Каплан, Г.Т.Мессерман, «Бумажно-масляная изоляция в высоковольтных конструкциях «,Госэнергоиздат, Москва-Ленинград, 1963, стр.53).

Поставленная задача настоящей полезной модели состояла в разработке конструкции остова высоковольтного ввода конденсаторного типа со слабонеоднородным полем у краев уравнительных обкладок с меньшим числом обкладок.

Технический результат достигается тем, что в остове высоковольтного ввода, содержащем токоведущую металлическую трубу и наложенную на нее пропитанную смолой многослойную бумажную изоляцию с уравнительными обкладками, уравнительные обкладки снабжены электродами, которые расположены на краях обкладок, электрически с ними соединены и выполнены из электропроводящей ленты путем намотки ее совместно со слоем изоляции, при этом края намотанной ленты образуют профиль электрода.

Изоляция остова может быть выполнена из крепированной бумаги толщиной 0,15-0,6 мм, а электропроводящая лента - из металлической фольги толщиной 10-20 мкм.

Электрическое соединение уравнительной обкладки с электродом может быть осуществлено с помощью электропроводящего клея.

На фиг.1 изображен остов высоковольтного ввода с уравнительными обкладками, снабженными электродами, в разрезе.

Остов содержит токоведущую металлическую трубу 1, на которую наложена пропитанная смолой многослойная бумажная изоляция 2 с уравнительными обкладками 3. Уравнительные обкладки снабжены электродами 4, которые расположены на краях обкладок и электрически с ними соединены. Электроды выполнены из электропроводящей ленты 5 путем намотки ее совместно со слоем изоляции 6, при этом края намотанной ленты образуют профиль электрода.

Размеры и профиль электродов для каждой конструкции остова определяются расчетным путем. Исходя из выбранного электрода, места установки его в изоляции и толщины применяемой крепированной бумаги и фольги, рассчитываются размеры электропроводящей ленты (длина, изменение ширины ленты по ее длине) Как видно из фиг.1, край первого витка электропроводящей ленты перекрывает край уравнительной обкладки, а края части последующих витков ленты перекрывают края лент предыдущих витков. Между витками ленты находится слой изоляции, который наматывается совместно с лентой. Толщина этого слоя зависит от структуры изоляции остова и может быть равна толщине одного или нескольких полотен бумаги. От толщины этого слоя зависит величина напряженности электр. поля около края обкладки и краев токопроводящей ленты.

Рассмотрим, в качестве примера, остов на напряжение 500 кВ с 10 уравнительными обкладками и средней напряженностью в изоляции - Е_ср=1,6 кВ/мм.

Напряжение между обкладками , а толщина слоя изоляции между обкладками d=18 мм.

Расчет распределения потенциала в изоляции около края уравнительной обкладки производился методом ликвидации остатков при шаге квадратной сетки, равном 0,15 мм. (В.А.Говорков, Электрические и магнитные поля, Москва, Энергия, 1968, стр.388).

Напряженности электр. поля Е у края обкладки при толщинах изоляционного слоя между витками ленты, равных 0,15, 0.3 и 0.6 мм, равны соответственно 2, 2,58 и 3,18 кВ/мм и электр. поле здесь не является резконеоднородным, т.к. К<3.

Предлагаемая конструкция остова позволяет создать высоковольтный ввод с бумажной изоляцией, пропитанной смолой, с большей электрической прочностью и меньшим числом уравнительных обкладок.

1. Остов высоковольтного ввода, содержащий токоведущую металлическую трубу и наложенную на нее пропитанную смолой многослойную бумажную изоляцию с уравнительными обкладками, отличающийся тем, что уравнительные обкладки снабжены электродами, которые расположены на краях обкладок, электрически с ними соединены и выполнены из электропроводящей ленты путем намотки ее совместно со слоем изоляции, при этом края намотанной ленты образуют профиль электрода.

2. Остов по п.1, отличающийся тем, что изоляция может быть выполнена из крепированной бумаги, а электропроводящая лента - из металлической фольги.