ITMI960187A1

ITMI960187A1 - HIGH VOLTAGE TRANSMISSION ISOLATOR EQUIPPED WITH BUILT-IN TRANSFORMER

Info

Publication number: ITMI960187A1
Application number: IT96MI000187A
Authority: IT
Inventors: Arnaldo Bertani; Alessio Frongillo
Original assignee: Abb Research Ltd
Priority date: 1996-02-02
Filing date: 1996-02-02
Publication date: 1997-08-02
Also published as: RU2201002C2; ITMI960187A0; IT1282077B1

Description

Descrizione dell'invenzione industriale avente per titolo: "Isolatore per la trasmissione di alta tensione, munito di trasformatore incorporato" Description of the industrial invention entitled: "Isolator for high voltage transmission, equipped with a built-in transformer"

Riassunto del trovato Summary of the finding

Isolatore per la trasmissione di alta tensione, munito di trasformatore incorporato, prevedendo che l'isolatore presenti un trasformatore i cui nuclei sono disposti con andamento toroidale, che l'involucro accogliente i nuclei del trasformatore è realizzato in materiale sintetico e che l'involucro è formato da semigusci che sono accoppiati in modo disassemblabile tra di loro. Insulator for high voltage transmission, equipped with a built-in transformer, providing that the insulator has a transformer whose cores are arranged in a toroidal pattern, that the casing accommodating the cores of the transformer is made of synthetic material and that the casing is formed by half-shells which are disassembled together.

Descrizione del trovato Description of the finding

La presente invenzione si riferisce ad un isolatore per alta tensione munito di una testa, generalmente realizzata in metallo ed equipaggiata di una presa di corrente per l'alimentazione della alta tensione nonché di una presa per la distribuzione della corrente. The present invention relates to a high voltage insulator equipped with a head, generally made of metal and equipped with a power socket for powering the high voltage as well as a socket for power distribution.

Usualmente, nelle teste degli isolatori realizzati ad esempio in porcellana, si prevede un trasformatore toroidale isolato con gas SF 6. Usually, in the heads of insulators made for example of porcelain, a toroidal transformer insulated with SF 6 gas is provided.

I nuclei del trasformatore toroidale sono notoriamente inseriti in un involucro che è realizzato in lamiera metallica. Il corpo toroidale dell · involucro accogliente i nuclei del trasformatore viene attraversato da una barra, collegata con le proprie estremità con la presa per 1'alimentazione della corrente nonché con una presa per la distribuzione della corrente, barra che costituisce la sezione primaria. The cores of the toroidal transformer are notoriously embedded in a casing which is made of sheet metal. The toroidal body of the casing accommodating the transformer cores is crossed by a bar, connected with its ends to the socket for power supply as well as to a socket for the distribution of the current, the bar which constitutes the primary section.

Si è dimostrato che la realizzazione del corpo toroidale in metallo, previsto per accogliere i nuclei del trasformatore formanti la sezione secondaria, presenta vari incon»venienti. It has been shown that the construction of the metal toroidal body, designed to accommodate the transformer cores forming the secondary section, has various drawbacks.

Una volta la realizzazione dell'involucro in lamiera di metallo richiede una serie di complesse lavorazioni, ad esempio di deformazione plastica e di imbutitura. Di seguito nei semigusci realizzati in lamiera di metallo bisogna introdurre e montare i nuclei che fanno parte del trasformatore e successivamente, i gusci vengono uniti definitivamente tramite saldatura. Once the realization of the sheet metal casing requires a series of complex processes, for example plastic deformation and drawing. Then in the half-shells made of sheet metal it is necessary to introduce and assemble the cores that are part of the transformer and subsequently, the shells are definitively joined by welding.

Tutte queste operazioni sono laboriose e quindi costose, inoltre è indispensabile lisciare perfettamente il cordolo di saldatura, con il quale i due semigusci metallici accoglienti i nuclei del trasformatore sono stati precedentemente assemblati, questo per evitare tassativamente la presenza di profusioni, onde evitare un indesiderato accumulo di correnti parassite. All these operations are laborious and therefore expensive, moreover it is essential to perfectly smooth the welding bead, with which the two metal half-shells accommodating the transformer cores have been previously assembled, this to absolutely avoid the presence of profusions, in order to avoid unwanted accumulation. of eddy currents.

Le correnti parassite, oltre a danneggiare l'involucro metallico potrebbero mettere anche in dubbio il buon funzionamento del trasformatore. Eddy currents, in addition to damaging the metal casing, could also question the proper functioning of the transformer.

Nelle forme di esecuzioni note si è inoltre riscontrata una mancata ottimizzazione della distribuzione del gradiente elettrico. Sono necessarie numerose fasi di produzione nonché di montaggio dell'involucro per accogliere i nuclei del trasformatore e si è riscontrata l'impossibilità di smontare senza distruzione l'involucro, chiuso tramite procedimento di saldatura, di conseguenza non è possibile effettuare lavori di pulizia, manutenzione o di riparazione. In the known embodiments, a lack of optimization of the distribution of the electrical gradient has also been found. Numerous stages of production and assembly of the casing are necessary to accommodate the transformer cores and it has been found that it is impossible to disassemble the casing without destruction, closed by welding, consequently it is not possible to carry out cleaning and maintenance work. or repair.

Scopo del presente trovato è di ovviare agli inconvenienti appartenenti allo stato anteriore della tecnica e di proporre un nuovo isolatore per la distribuzione di corrente ad alta tensione che presenti caratteristiche elettriche migliorate, che consenta di raggiungere un comportamento dielettrico migliorato e che, oltre a consentire una notevole riduzione dei tempi di fabbricazione e di montaggio, consenta anche un rapido disassemblaggio dell'involucro, permettendo di effettuare facilmente operazioni di manutenzione, di pulizia e di riparazione. The object of the present invention is to obviate the drawbacks belonging to the prior state of the art and to propose a new insulator for the distribution of high voltage current which has improved electrical characteristics, which allows to achieve an improved dielectric behavior and which, in addition to allowing a considerable reduction in manufacturing and assembly times, also allows rapid disassembly of the casing, allowing easy maintenance, cleaning and repair operations.

Questi scopi vengono raggiunti secondo la presente invenzione per il fatto che l'isolatore presenta un trasformatore i cui nuclei sono disposti con andamento toroidale, caratterizzato per il fatto che l'involucro accogliente i nuclei del trasformatore è realizzato in materiale sintetico e che l'involucro è formato da semigusci che sono accoppiati in modo disassemblabile tra di loro. These purposes are achieved according to the present invention due to the fact that the insulator has a transformer whose cores are arranged in a toroidal pattern, characterized by the fact that the casing accommodating the cores of the transformer is made of synthetic material and that the casing it is formed by half-shells which are disassembled together.

Con particolare vantaggio, il materiale sintetico per la realizzazione dei gusci di protezione dei nuclei del trasformatore presenta ad esempio la seguente composizione. With particular advantage, the synthetic material for making the protective shells of the transformer cores has for example the following composition.

Secondo una ulteriore proposta, il materiale per la realizzazione dei semigusci potrebbe avere la seguente composizione : According to a further proposal, the material for the realization of the half-shells could have the following composition:

Ulteriori vantaggi e caratteristiche del trovato potranno essere rilevati dalla seguente descrizione, dai disegni allegati nonché dalle sottorivendicazioni. Further advantages and characteristics of the invention can be seen from the following description, from the attached drawings as well as from the subordinate claims.

L'oggetto, concepito secondo la presente invenzione, sarà ora descritto più dettagliatamente tramite una forma di esecuzione data solo a titolo di esempio ed illustrato nei disegni allegati, nei quali: The object, conceived according to the present invention, will now be described in more detail by means of an embodiment given only by way of example and illustrated in the attached drawings, in which:

la figura 1 mostra parzialmente in sezione la testa di un isolatore con un trasformatore concepito secondo il trovato, Figure 1 is a partially sectional view of the head of an insulator with a transformer conceived according to the invention,

la figura 2 mostra l'involucro insieme ai nuclei del trasformatore in sezione verticale; figure 2 shows the casing together with the cores of the transformer in vertical section;

la figura 3 mostra in vista l'involucro osservato nel senso della linea IV-IV della figura 2, Figure 3 shows a view of the casing observed in the direction of the line IV-IV of Figure 2,

le figure 4 e 5 mostrano in sezione due possibilità di assemblaggio dei semigusci lungo la loro circonferenza esterna. Figures 4 and 5 show in section two possibilities for assembling the half-shells along their external circumference.

Come si può rilevare dalla figura 1, l'isolatore 1 presenta superiormente una testa 2 vantaggiosamente in lega di alluminio. La testa 2 viene attraversata da una barra 3. Una estremità della barra 3 è collegata elettricamente con una presa 4 per l'alimentazione della corrente, mentre l'altra estremità della barra 3 è collegata con una presa 5 per la distribuzione della corrente. All'interno del trasformatore 1 a stelo è prevista una colonna 6 che supporta i nuclei secondari 7 del trasformatore. I nuclei 7 sono previsti all'interno di un involucro 8 avente forma toroidale. I nuclei 7 nonché l'involucro 8 vengono attraversati dalla barra 3 che costituisce la sezione primaria del trasformatore mentre i nuclei costituiscono la sezione secondaria. As can be seen from Figure 1, the insulator 1 has a head 2 advantageously made of aluminum alloy at the top. The head 2 is crossed by a bar 3. One end of the bar 3 is electrically connected to a socket 4 for power supply, while the other end of the bar 3 is connected to a socket 5 for power distribution. Inside the rod transformer 1 there is a column 6 which supports the secondary cores 7 of the transformer. The cores 7 are provided inside a casing 8 having a toroidal shape. The cores 7 as well as the casing 8 are crossed by the bar 3 which constitutes the primary section of the transformer while the cores form the secondary section.

Dalla figura 2 si può rilevare in sezione l'involucro 8 accogliente all'interno i nuclei 7. From figure 2 it is possible to see in section the envelope 8 welcoming inside the cores 7.

I due gusci 8a e 8b dell'involucro sono uniti lungo la circonferenza esterna tramite un accoppiamento 10 che sarà descritto ancora più dettagliatamente in seguito. Lungo la circonferenza interna, i semigusci 8a e 8b non risultano in contatto e determinano una fessura anulare indicata con 11 per ottenere discontinuità elettrica. The two shells 8a and 8b of the envelope are joined along the outer circumference by means of a coupling 10 which will be described in even more detail below. Along the internal circumference, the half-shells 8a and 8b are not in contact and determine an annular slot indicated with 11 to obtain electrical discontinuity.

Come si può rilevare dalla figura 2, i semigusci 8a e 8b sono eseguiti a parete relativamente sottile, al posto di utilizzare lamiera di metallo per realizzare i semigusci 8a e 8b questi sono realizzati vantaggiosamente in materiale sintetico ottenuto tramite procedimento di colata o procedimento di stampaggio di un materiale sintetico idoneo. La tecnologia di stampaggio sarà scelta in funzione delle caratteristiche produttive richieste. As can be seen from Figure 2, the half-shells 8a and 8b are made with a relatively thin wall, instead of using metal sheet to make the half-shells 8a and 8b these are advantageously made of synthetic material obtained by a casting process or a molding process. of a suitable synthetic material. The molding technology will be chosen according to the required production characteristics.

Così, ad esempio, i semigusci 8a e 8b possono essere realizzati con l'ausilio di resine epossidiche le quali in uno stampo adeguato vengono portate alla catalizzazione e pertanto all'indurimento. Thus, for example, the half-shells 8a and 8b can be made with the aid of epoxy resins which in a suitable mold are brought to catalysis and therefore hardening.

Con particolare vantaggio nella parete costituente i semigusci 8a e 8b possono essere inseriti tessuti 100 di rinforzo meccanico, ad esempio stuoie, tessuti o filamenti composti da fibre di vetro. With particular advantage, mechanically reinforcing fabrics 100, for example mats, fabrics or filaments composed of glass fibers, can be inserted into the wall constituting the half-shells 8a and 8b.

Per poter unire i semigusci 8a rispettivamente 8b si prevede lungo la circonferenza esterna di ogni semiguscio un profilo di accoppiamento indicato schematicamente con 10. In order to join the half-shells 8a respectively 8b a coupling profile is provided along the outer circumference of each half-shell, indicated schematically by 10.

Questo profilo di accoppiamento 10 può essere eseguito in modo da consentire una unione a scatto tra il semiguscio 8a ed il semiguscio 8b, in tal caso, una parete presenterà adeguate aperture nelle quali può essere inserito con accoppiamento geometrico oppure con accoppiamento dinamico una spina sporgente dall'altro semiguscio. This coupling profile 10 can be made in such a way as to allow a snap union between the half-shell 8a and the half-shell 8b, in this case, a wall will have suitable openings in which a pin protruding from the other half-shell.

È anche possibile prevedere una circonferenza esterna dei semigusci 8a e 8b come illustrato in figura 4. Qui le estremità dei semigusci 8a e 8b presentano lungo la parete avente maggiore diametro delle rientranze e sporgenze accoppiabili reciprocamente tra di loro, utilizzante ad esempio rivetti o fermagli in materiale sintetico, (fig. It is also possible to provide an external circumference of the half-shells 8a and 8b as illustrated in Figure 4. Here the ends of the half-shells 8a and 8b have along the wall having a greater diameter of the recesses and protrusions that can be mutually coupled, using for example rivets or clips in synthetic material, (fig.

5). 5).

Secondo la figura 5, le estremità a semiguscio vengono unite con l'ausilio di spine o rivetti 101 in materiale sintetico. According to Figure 5, the half-shell ends are joined with the aid of pins or rivets 101 made of synthetic material.

Per realizzare i semigusci 8a, 8b, si è dimostrato particolarmente vantaggioso l'utilizzo di un materiale sintetico, isolante, ad esempio resina epossidica, il cui utilizzo consente di realizzare con rapidità e l'ausilio di forme di colata o stampi degli involucri toroidale per. accogliere i nuclei 7 che costituiscono la sezione secondaria del trasformatore - non vengono posti vincoli alla forma ed alla sagoma esterna o interna dei semigusci. Con particolare vantaggio, l'invenzione propone però di non utilizzare esclusivamente ed in forma pura un materiale sintetico come ad esempio una resina epossidica per la realizzazione dei corpi formanti i semigusci 8a ed 8b. To make the half-shells 8a, 8b, the use of a synthetic, insulating material, for example epoxy resin, has proved particularly advantageous, the use of which allows to quickly and with the aid of casting molds or molds of the toroidal casings for . receiving the cores 7 which constitute the secondary section of the transformer - no restrictions are placed on the shape and external or internal shape of the half-shells. With particular advantage, however, the invention proposes not to use exclusively and in pure form a synthetic material such as an epoxy resin for the realization of the bodies forming the half-shells 8a and 8b.

L'invenzione suggerisce anche di rinforzare meccanicamente i semigusci 8a ed 8b, incorporando trucioli, stuoie, tessuti, fibre di vetro o materiale 100 simile. The invention also suggests mechanically reinforcing the half-shells 8a and 8b by incorporating shavings, mats, fabrics, glass fibers or similar material 100.

Risulta inoltre di grande vantaggio che il materiale utilizzato per la realizzazione dei semigusci 8a ed 8b venga reso conduttivo in modo selzionato con l'ausilio di nerofumo incorporato. It is also of great advantage that the material used for making the half-shells 8a and 8b is made conductive in a selected way with the aid of incorporated carbon black.

La conduttività è realizzabile attraverso l'intera struttura del materiale formante i semigusci 8a ed 8b oppure solo lungo tratti selezionati dei semigusci oppure lungo zone parziali ben definite della superficie dei semigusci 8a, 8b, ottenendo così, se desiderato, una selezione delle caratteristiche dielettriche dell'involucro 8. The conductivity can be achieved through the entire structure of the material forming the half-shells 8a and 8b or only along selected portions of the half-shells or along well-defined partial areas of the surface of the half-shells 8a, 8b, thus obtaining, if desired, a selection of the dielectric characteristics of the casing 8.

Claims

Claims 1. Insulator (1) for high voltage transmission equipped with built-in transformer whose cores are arranged in a toroidal pattern characterized by the fact that the casing (8) accommodates the cores (7) of the transformer is made of synthetic material and that the The casing (8) is formed by half-shells (8a, 8b) which are coupled together in a disassemblable way.

2. Insulator, according to claim 1, characterized in that the half-shells (8a, 8b) are made of material having the following composition:

3. Insulator, according to claim 1, characterized in that the half-shells (8a, 8b) are made of material having the following composition:

4. Insulator, according to claim 1, characterized by the fact that the walls constituting the half-shells (8a and 8b) are mechanically reinforced with the aid of mats, fabrics, filaments or fibers (100) incorporated in the synthetic material.

5. Insulator according to claim 3, characterized in that the mats, fabrics, filaments or reinforcing fibers consist of glass fibers.

6. Insulator, according to claim 1, characterized in that the half-shells (8a, 8b) are joined along the outer circumference of each half-shell (8a, 8b) by means of coupling means formed by openings in which pins protruding from the other can be inserted. half shell.

7. Insulator, according to claim 1, characterized in that the half-shells (8a, 8b) are joined along the wall with greater diameter of the coupling profiles, with the aid of pins or rivets (101) made of synthetic material.