ОСТОВ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ВВОДА С БУМАЖНОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ, ПРОПИТАННОЙ СМОЛОЙ

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/
макс
ср
Степень неоднородности электрического поля характеризуется коэффициентом неоднородности поля - К, равного отношению наибольшей напряженности E к средней напряженности Е. При К>3 электрическое поле считается резконеоднородным.
ср
ср
p
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=1,6 кВ/мм и напряжении между обкладками U=E·d, а также значения r, при которых напряженность электрического поля равна 4,8 кВ/мм, а поле у края обкладки является резконеоднородным.
Табл.1
:
d, мм
:
2
3
:
12
:
18
:
U, кВ
:
3,2
4,8
:
19,2
:
28,9
:
r, мм
:
0,1
0,01
0,15
0,1
0,01
:
0,6
0.1
0.01
:
0,9
0,1
0.01
:
E, кВ/мм
:
4,05
12,8
4,04
4,95
16
:
4,04
9,9
31,3
:
4,0
12,2
40,8
:
r<sub>р</sub>, мм
:
0,07
0,1
:
0.42
:
0.64
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.
ср
Рассмотрим, в качестве примера, остов на напряжение 500 кВ с 10 уравнительными обкладками и средней напряженностью в изоляции - Е=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.