Проходной секционированный изолятор
Использование: разработка и изготовление вакуумных изоляторов для импульсных напряжений Сущность: в проходном секционированном изоляторе, включающем проводящие прокладки 1, изоляционные кольца 2 и высоковольтный электрод 3. внутренний диаметр и профиль каждой проводящей прокладки зависит от наложения прокладки по высоте изолятора 2 з п ф-лы, 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) и )) 1760561 А1
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 | Д IQ Ql 0» (21) 4775836/07 (22) 29.12,89 (46) 07.09.92. Бюл. N. 33 (71) Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом институте им. С.М.Кирова (72) Г,П.Кокаревич и В.Б.Шнейдер (56) Авторское свидетельство СССР N. 866581, кл. Н 01 В 17/26, 17/42, 1980. ; Авторское свидетельство СССР N 1051588. кл. Н 01 В 17/26, 1982. Изобретение относится к электротехнике, в частности к высоковольтной импульсной технике, и может быть использовано при разработке и изготовлении изоляторов для импульсных напряжений. Известен проходной секционированный изолятор (1), содержащий экран, защищающий и выравнивающий поле около поверхности изоляционного кольца. Известен также выбранный за прототип проходной секционированный изолятор (2), состоящий из чередующихся колец из изоляционного материала и прокладок из проводящего материала. Прокладки выполнены из двух плоских шайб, объединенных усеченным конусом. Образующая внутренней поверхности изоляционного кольца расположена между точкой сопряжения большего основания с шайбой одной прокладки и точкой сопряжения меньшего основания конуса с шайбой другой прокладки. При этом точки сопряжения конической поверхности с шайбами соседних прокладок расположены на нормали к поверхности конуса. Недостатком данного изолятора является относительно низкая электрическая (54) ПРОХОДНОЙ СЕКЦИОНИРОВАННЫЙ ИЗОЛЯТОР (57) Использование; разработка и изготовление вакуумных изоляторов для импульсных напряжений. Сущность: в проходном секционированном изоляторе, включающем проводящие прокладки 1, изоляционные кольца 2 и высоковольтный электрод 3. внутренний диаметр и профиль каждой проводящей прокладки зависит от наложения прокладки по высоте изолятора. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. прочность, обусловленная тем, что средняя напряженность электрического поля между меньшими шайбами соседних прокладок превосходит среднюю напряженность поля между усеченными конусами. С другой стороны, известно, что пробивное напряжение нелинейно возрастает с увеличением габаритов, а также зависит от напряженности на аноде и катоде. В вакуумном зазоре расстояние между высоковольтным электродом и меньшими шайбами прокладок практически одинаково по всей высоте изолятора, так как диаметры внутренних шайб равны ме>кду собой, Поэтому наиболее высокая напряженность электрического поля будет между высоковольтным электродом и заземленной прокладкой. Этот зазор будет иметь минимальную электрическую прочность. Указанные недостатки снижают электрическую прочность изолятора в целом, Целью настоящего изобретения является повышение электрической прочности изолятора, Указанная цель достигается тем, что в проходном секционированной изоляторе, содержащем металлический фланец, соеди1760561 Изолятор состоит иэ г|экета чередующихся проводящих прокладок 1 и изоляционных колец 2, Высоковольтный электрод 3 укреплен на высоковольтном флэнце 4. Проводящая прокладка состоит из меньшей шайбы 5, усеченного конуса 6, большей шайбы 7 и изоляционного кольца 8, 45 При подаче высокого напряжения оно распределяется вдоль тела изолятора с помощью делителя напряжения (емкостногD, активного и др,). В это время начнется эмиссия электронов в зазорах между меньшими шайбами прокладок, а также между меньшими шайбами и высоковольтным электродом, Оптимальные напряженности электрического поля, позволяющие достичь высоких пробивных напряжений, зависят от 55 внутреннего диаметра меньших шайб прокладок и диаметра высоковольтного электрода, расстояние между меньшими -шайбами, которое определяется углами а и иенные с ним высоковольтный электрод и изоляционный корпус, выполненный из чередующихся изоляционных колец и электропроводящих прокладок между ними в виде двух шайб разного диаметра, соединенных 5 усеченным конусом, Внутренний диаметр0 шайб со стороны меньшего диаметра усеченного конуса выбран из условия, Di= 1,8— Р Ilo где I — расстояние от фланца изолятора до точки на электроде; ho — высота изолятора; P — коэффициент, выбранный из условия: 1,6 «Р -2; 15 причем угол между внутренней поверхностью указанной шайбы и осью изолятора р выбран из соотношения; I/3 — 1 сщ р =О,9/3- — „—, э угол между внутренней поверхностью указанной шайбы и образующей усеченного конуса а составляет: 52о «д « 168о Целесообразно диаметр высоковольтного электрода dt при его положительной полярности выбирать из условия: P(d) « 8 30 При отрицательной полярности высоковольтного электрода его диаметр di целесообразно выбирать из условия; ф dI-044 —— h„, На фиг,1 показан общий вид заявляемого устройства; на фиг.2 — одиночная секция. р. Это иллюстрируется результатами измерений пробивных напряжений, приведенных в таблицах. Испытывались изоляторы, состоящие из пяти полиэтиленовых колец высотой 12 мм каждое, шести стальных прокладок толщиной 3 мм, высоковольтного стального электрода, установленного на фланце толщиной 18 мм. Изоляторы стягивались капроновыми шпильками. Изоляторы отличались формой и размерами высоковольтного электрода, прокладок. Что отражено в данных, приведенных в табл.1— 5. В табл.1 приведена зависимость пробивных напряжений изолятора от характера изменения внутреннего диаметра меньших шайб прокладок, Из табл.1 видно, что максимальное пробивное напряжение достигается при Di = 1,8 Р— „коэффициент/3 выбирается из усло о вия; 1,6 «/352; В табл.2 приведена зависимость пробивного напряжения от угла между внутренней поверхностью меньшей шайбы и осью вращения изолятора. Как следует из таблицы 2 максимальное пробивное напряжение достигается, если значение угла между внутренней поверхностью меньшей шайбы и осью вращения изолятора подчиняется зависимости: I/3 — 3 ctg p = 0,9ф B табл.3 приведена зависимость пробивного напряжения от угла между внутренними поверхностями меньшей шайбы и усеченного конуса, Из табл.3 видно, что максимальное пробивное напряжение достигается при углах, удовлетворяющих условию: 52о «а «168о Влияние формы высоковольтного электрода, задаваемой диаметром бь на пробивное напряжение положительной и отрицательной полярности представлено в табл.4 и 5, Из табл.4 следует, что максимальное пробивное напряжение изолятора 360 кВ при положительной полярности достигается, если dl « —, т.е. соответствует услоQ 8 вию IlG П.2, Максимальное напряжение пробоя на отрицательной полярности, как следует из данных таблицы 5, достигается, если диаметр высоковольтного электрода выбран из 1760561 Dt=1,8— ho di = 0,44— ho Таблица1 Таблица2 Di= 1,8 l / ho 1,8 —, I 360+1 220+ /3 условия; di=0,44 — где 1,6
Максимальное пробивное напряжение изолятора, имевшего конструкцию в соответствии с условиями (2), на положительной и отрицательной полярности составило соответственно Unp = 360 кВ; Unp = 220 кВ, что на 18 меньше. чем у заявляемого изолятора. Формула изобретения 1. Проходной секционированный изолятор, содержащий металлический фланец, соединенные с ним высоковольтный электрод и изоляционный корпус, выполненный из чередующихся изоляционных колец и электропроводящих прокладок между ними в виде двух шайб разного диаметра. соединенных усеченным конусом, отл ич а ю щи и с я тем, что, с целью повышения электрической прочности, внутренний диаметр Di шайб со стороны меньшего. диаметра усеченного конуса выбран из условия где I — расстояние от фланца изолятора до точки на электроде; hp — высота изолятора; /3 — коэффициент, выбран н ый из усло5 вия 1,6 «j3 2; причем угол между внутренней поверхностью указанной шайбы и осью изолятора р выбран из соотношения IP 3 10 сЩ сР =09P а угол между внутренней поверхностью указанной шайбы и образующей усеченного конуса а составляет 152 <а < 168 . 2. Изолятор по п.1, отличающийся тем, что диаметр высоковольтного электрода d при его положительной полярности выбран из условия 20 0(dl <— 8 3. Изолятор по п.1, отличающийся тем. что диаметр высоковольтного электрода при его отрицательной полярности выбран из условия 1760561 Таблица3 Таблица4 Таблица5 1760561 Составитель Г.Кокаревич Редактор М.Стрельникова Техред M,Ìîðãåíòàë Г Корректор С.Юско Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 3189 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
