RU236242U1 - Токопровод с газовой изоляцией - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к конструкции токопровода с газовой изоляцией, предназначенного для передачи, приема и распределения электрической энергии. Технический результат заключается в повышении механической и электрической прочности конструкции токопровода и повышении надежности его работы. Технический результат достигается за счет того, что токопровод содержит металлическую оболочку (1), заполненную изолирующим газом, в которой расположена токоведущая труба (2), фиксированная с помощью опорного изолятора (3). Опорный изолятор, выполненный как единое целое, проходит насквозь токоведущей трубы через два отверстия (5). Токопровод снабжен металлическими электродами (4), которые соединены с токоведущей трубой, обеспечивая крепление к ней опорного изолятора. Длина опорного изолятора равна внутреннему диаметру металлической оболочки, а на торцах опорного изолятора, прилегающих к металлической оболочке, расположены подпружиненные контактные узлы (6), выполненные с возможностью обеспечения контакта торцов опорного изолятора с металлической оболочкой и передвижения опорного изолятора внутри металлической оболочки. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к конструкции токопровода с газовой изоляцией, предназначенного для передачи, приема и распределения электрической энергии.

Известен токопровод сверхвысокого напряжения с газовой изоляцией (авторское свидетельство SU № 660136, публ. 30.04.1979, МПК H02G5/06), содержащий цилиндрическую оболочку, в которой расположены проводящие элементы, отделенные от оболочки как проходными, так и опорными изоляторами, причем последние могут иметь сквозные отверстия для заполнения газом внутренних объемов токопровода. Эта конструкция обеспечивает высокую электрическую прочность газовой изоляции, а использование опорных изоляторов обеспечивает технологичность монтажа и демонтажа токопровода.

Недостатком данного технического решения является низкая эксплуатационная надежность из-за того, что в его конструкции опорные изоляторы имеют высокие значения напряженности электрического поля как на своей поверхности, так и внутри твердого диэлектрика.

Известен также газоизолированный шинопровод, описанный в патенте JP № 5159954 «Gas Insulated bus» (публ. 13.03.2013, МПК H02G5/06), содержащий металлическую оболочку, заполненную изолирующим газом, токоведущий проводник, проходящий через опорный изолятор в аксиальном направлении оболочки, а именно через электрод изолятора, который охватывает проводник, причем электрод встроен в изолятор.

Недостатками настоящего технического решения являются высокая напряженность электрического поля в твердом диэлектрике вблизи внешней поверхности встроенного электрода и, как следствие, низкая надежность из-за возможности пробоя твердого диэлектрика.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является токопровод с газовой изоляцией, описанный в патенте RU № 2515275 «Газоизолированная линия электропередачи» (публ. 10.05.2014, МПК H01B 9/06), содержащий цилиндрическую оболочку, заполненную газом, и размещенную в ней, по меньшей мере, одну токоведущую трубу, фиксированную с помощью опорных изоляторов, установленных на внутренней поверхности оболочки. При этом торец, по меньшей мере, одного опорного изолятора введен в токоведущую трубу через отверстие в ее стенке и охвачен экранирующим наконечником, вершина которого зафиксирована в стенке токоведущей трубы напротив указанного отверстия, при этом отверстие в стенке токоведущей трубы шире, чем экранирующий наконечник, кромка которого отбортована с возможностью фиксации в указанном отверстии.

Недостатками настоящего технического решения являются низкая механическая прочность крепления токоведущей трубы из-за значительных возникающих изгибающих механических нагрузок, воздействующих на опорные изоляторы при протекании рабочих и аварийных токов по трубе, а также сложность конструкции вследствие большой номенклатуры компонентов узлов установки изоляторов в расчете на одну опору.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является увеличение механической прочности крепления токоведущей трубы при любых возможных эксплуатационных механических нагрузках.

Технический результат заключается в повышении механической и электрической прочности конструкции токопровода и повышении надежности его работы.

Это достигается тем, что известный токопровод с газовой изоляцией, содержащий металлическую оболочку, заполненную изолирующим газом, и расположенную в ней токоведущую трубу, фиксированную с помощью опорного изолятора, снабжен металлическими электродами и подпружиненными контактными узлами, при этом металлические электроды соединены с токоведущей трубой, обеспечивая крепление к ней опорного изолятора, торцы которого охвачены металлическими электродами, в токоведущей трубе выполнены два отверстия, а опорный изолятор выполнен как единое целое и проходит через эти отверстия насквозь токоведущей трубы, причем длина опорного изолятора равна внутреннему диаметру металлической оболочки, на торцах опорного изолятора, прилегающих к металлической оболочке, расположены подпружиненные контактные узлы, выполненные с возможностью обеспечения контакта торцов опорного изолятора с металлической оболочкой и передвижения опорного изолятора внутри металлической оболочки.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлен токопровод с газовой изоляцией (радиальное сечение).

Токопровод с газовой изоляцией, состоящий из металлической оболочки 1, заполненной изолирующим газом и токоведущей трубы 2, содержит опорный изолятор 3 и металлические электроды 4, соединенные с токоведущей трубой 2 и обеспечивающие крепление к ней опорного изолятора 3.

Опорный изолятор 3 проходит насквозь токоведущей трубы 2 через два отверстия 5. Опорный изолятор 3 имеет две точки опоры на металлической оболочке 1, расположенные напротив друг друга. Контакт торцов опорного изолятора 3 с металлической оболочкой 1 выполнен с помощью подпружиненных контактных узлов 6. Длина опорного изолятора 3 равна внутреннему диаметру металлической оболочки 1.

На торцах опорного изолятора 3, прилегающих к металлической оболочке 1, расположены подпружиненные контактные узлы 6, обеспечивающие контакт опорного изолятора 3 с металлической оболочкой 1 и возможность передвижения опорного изолятора 3 внутри металлической оболочки 1.

Таким образом, опорный изолятор 3 в предлагаемом техническом решении выполнен как единое целое двух традиционных опорных изоляторов, расположенных напротив друг друга.

Металлическая оболочка 1 для уменьшения электромагнитных потерь, как правило, выполнена из сплава алюминия или немагнитной стали. Токоведущая труба 2 для увеличения пропускной способности изготавливается из меди или сплава алюминия. Опорный изолятор 3 для удобства изготовления изделий различной формы, как правило, выполнен полимерным – обычно из эпоксидного компаунда.

Токопровод с газовой изоляцией работает следующим образом.

При работе устройства подается напряжение на токоведущую трубу 2 и в промежутке между металлической оболочкой 1 и токоведущей трубой 2, в том числе, в опорном изоляторе 3 и вокруг него, формируется электрическое поле, а при протекании рабочих или аварийных токов на токоведущую трубу 2 и опорный изолятор 3 воздействуют механические нагрузки.

Максимальная напряженность электрического поля, как правило, имеет место вблизи внешней поверхности токоведущей трубы 2 в зоне, где опорный изолятор 3 проходит через внешнюю поверхность токоведущей трубы 2. Наличие в этой зоне металлических электродов 4 позволяет регулировать электрическое поле и снизить максимальную напряженность электрического поля, что увеличивает электрическую прочность изолятора и надежность работы токопровода.

Металлические электроды 4 в предлагаемой полезной модели выполняют двойную функцию – они, во-первых, обеспечивают крепление опорного изолятора 3 к токоведущей трубе 2, а во-вторых, как и в прототипе, являются электростатическими экранами, регулирующими электрическое поле. Материал электрода (например, сталь) выбирается из условия наилучшего механического соединения с токоведущей трубой. Данное соединение может быть, например, резьбовым – после установки изолятора, электроды вворачиваются в токоведущую трубу 2 и механически закрепляют опорный изолятор 3 относительно этой токоведущей трубы 2.

В предлагаемой полезной модели (в отличие от прототипа, где опорный изолятор концами крепится к металлической оболочке в одной точке опоры) опорный изолятор 3 просто опирается на металлическую оболочку 1 с помощью подпружиненных контактных узлов 6 и имеет две точки опоры на металлической оболочке 1, расположенные напротив друг друга, что значительно повышает механическую прочность конструкции токопровода. Это позволяет снизить сложность конструкции за счет сокращения числа компонентов узла установки изоляторов и повысить надежность работы токопровода.

При протекании токов по токоведущей трубе 2 возникающие механические нагрузки любого направления будут компенсированы противоположно расположенными концами опорного изолятора 3, что позволяет исключить недопустимые радиальные перемещения токоведущей трубы 2, что также повышает как механическую, так и электрическую прочность токопровода.

Таким образом, в предлагаемой полезной модели реализовано усиление крепления токоведущей трубы при любых возможных эксплуатационных механических нагрузках путем использования единого изолятора, проходящего сквозь токоведущую трубу, концы которого фактически являются отдельными опорными изоляторами, создающими две точки опоры.

Использование полезной модели позволяет повысить механическую и электрическую прочность конструкции токопровода и повысить надежность его работы.

Claims (1)

1. Токопровод с газовой изоляцией, содержащий металлическую оболочку, заполненную изолирующим газом, и расположенную в ней токоведущую трубу, фиксированную с помощью опорного изолятора, отличающийся тем, что он снабжен металлическими электродами и подпружиненными контактными узлами, при этом металлические электроды соединены с токоведущей трубой, обеспечивая крепление к ней опорного изолятора, в токоведущей трубе выполнены два отверстия, а опорный изолятор выполнен как единое целое и проходит через эти отверстия насквозь токоведущей трубы, причем длина опорного изолятора равна внутреннему диаметру металлической оболочки, на торцах опорного изолятора, прилегающих к металлической оболочке, расположены подпружиненные контактные узлы, выполненные с возможностью обеспечения контакта торцов опорного изолятора с металлической оболочкой и передвижения опорного изолятора внутри металлической оболочки.