Защитный экран для двухцепных изолирующих подвесок на напряжения 330 и 500 кВ

Область техники
Полезная модель относится к защитной арматуре воздушных линий электропередачи (ВЛ) и может быть использована в двухцепных изолирующих подвесках на напряжения 330 или 500 кВ.
Уровень техники
Известен защитный экран ЭЗ-500-5, содержащий трубчатый экранирующий элемент и узел для фиксации трубчатого экранирующего элемента на ушке, сцепленном со стержнем нижнего изолятора гирлянды [см., например, электронный ресурс «Каталог продукции ОАО «ТЗВА». Доступ: https://tzwa.ru/katalog/armature-dlya-lep/zachitnaya-armatura/novyj-resurs.html].
В этом устройстве экранирующий элемент и узел для фиксации экранирующего элемента на ушке расположены в одной плоскости. Поэтому после фиксации экрана на ушке изолирующей подвески экранирующий элемент располагается в плоскости, проходящей под тарелкой нижнего изолятора гирлянды. В результате экран ЭЗ-500-5 недостаточно эффективно снижает повышенное (по отношению к другим изоляторам гирлянды) напряжение на нижнем изоляторе гирлянды, из-за чего на нижнем изоляторе сохраняется высокая интенсивность коронных разрядов и, соответственно, повышенные уровни вызываемых этими разрядами радиопомех и потерь на коронирование.
Известен выбранный в качестве прототипа защитный экран ЭЗ-750-3-4/4 для двухцепных изолирующих подвескок, который содержит трубчатый экранирующий элемент в виде незамкнутого кольца и узел для фиксации экранирующего элемента, соединенные стойками, изогнутыми с возможностью поддержания трубчатого экранирующего элемента в плоскости, проходящей между тарелкой нижнего изолятора гирлянды и тарелкой следующего изолятора гирлянды [(http://www.bester54.ru/goods/index.php?section=4&subSection=16&type=goods].
Конструктивные параметры прототипа (диаметр незамкнутого кольца экранирующего элемента экрана ЭЗ-750-3-4/4 равен 1660 мм) не позволяют использовать его в каждой цепи двухцепной изолирующей подвески на ВЛ 330-500 кВ, поскольку расстояние между осями гирлянд в типовых подвесках для ВЛ 330-500 кВ не превышает 600 мм (Электронный ресурс «Отраслевые типовые материалы для проектирования» 12276 тм. Альбом 3 стр. 65. Доступ: http://gostrf.com/normadata/1/4293818/4293818353.pdf). Недостаток прототипа состоит в том, что он не может быть использован в двухцепных изолирующих подвесках на ВЛ 300-500 кВ.
Сущность полезной модели
Технический результат полезной модели, состоит в эффективном выравнивания напряжения на изоляторах гирлянд двухцепных изолирующих подвесок на ВЛ 330-500 кВ при сохранении габаритов подвески. Эффективное выравнивание напряжения сопровождается снижением доли напряжения на нижнем изоляторе гирлянды с соответствующим уменьшением интенсивности коронных разрядов, уровня радиопомех и потерь на коронирование.
Предметом полезной модели является защитный экран для двухцепной изолирующей подвески, содержащий трубчатый экранирующий элемент в виде незамкнутого кольца из трубы и узел для фиксации трубчатого экранирующего элемента на ушке, сцепленном со стержнем нижнего изолятора гирлянды, соединенные стойками, изогнутыми с возможностью поддержания трубчатого экранирующего элемента в плоскости, проходящей между тарелкой нижнего изолятора гирлянды и тарелкой следующего изолятора гирлянды, отличающийся тем, что незамкнутое кольцо трубчатого экранирующеого элемента выполнено с внешним диаметром 700 мм. Это обеспечивает получение вышеуказанного технического результата.
Полезная модель имеет развития, которые состоят в том, что:
- трубчатый экранирующий элемент снабжен округлыми торцевыми колпачками;
- экранирующий элемент выполнен с площадками, имеющими отверстия для болтового крепления стоек, в которых выполнены ответные отверстия.
Установка округлых торцевых колпачков способствует снижению напряженности электрического поля на торцах экранирующего элемента и, тем самым, дополнительно снижает уровень излучаемых радиопомех и вероятность возникновения короны.
Болтовое соединение стоек и трубчатого экранирующего элемента позволяет снимать стойки для уменьшения габаритов упаковки и, тем самым, повышает удобство транспортирования заявляемого экрана.
Осуществление полезной модели с учетом ее развитий
На фиг. 1 представлен чертеж (две ортогональные проекции) собранной конструкции заявляемого экрана.
На фиг. 2 показана двухцепная изолирующая подвеска, каждая цепь которой содержит гирлянду изоляторов и линейную арматуру, включая заявляемый защитный экран.
На фигурах обозначено:
1 - трубчатый экранирующий элемент;
2 - узел для фиксации элемента 1 на ушке, входящем в состав линейной арматуры изолирующей подвески и сцепленном со стержнем нижнего изолятора гирлянды;
3 - приваренные к элементу 1 площадки, имеющие отверстия 4 для болтового крепления;
5 - изогнутые стойки, в которых выполнены отверстия, ответные отверстиям 4;
6 - округлые торцевые колпачки, закрывающие торцы элемента 1.
На фиг. 2, кроме того, обозначены элементы двухцепной изолирующей подвески:
- две гирлянды 7 изоляторов, на которых провода 8 с помощью линейной арматуры подвешиваются на опоре ВЛ;
- узлы 9 крепления изолирующей подвески к траверсам опоры ВЛ;
- натяжные зажимы 10, в которых закреплены провода 8.
В составе линейной арматуры каждой цепи подвески имеется сцепленное с нижним изолятором 11 гирлянды 7 ушко, на котором с помощью узла 2 зафиксирован элемент 1 (на фиг. 2 ушко закрыто узлом 2).
Элемент 1 выполнен в виде незамкнутого кольца с внешним диаметром 700 мм из трубы с наружным диаметром 38 мм. Незамкнутое кольцо из трубы охватывает гирлянду 7 приблизительно на три четверти окружности, т.е. 270° (или 260-280)°, что позволяет разместить заявляемые экраны в обеих цепях двухцепной изолирующей подвески.
Торцы трубчатого элемента 1 закрыты округлыми колпачками 6, что способствует локальному снижению напряженности электрического поля в торцевых областях элемента 1.
Стойки 5 изогнуты так, чтобы при закреплении узла 2 на вышеуказанном ушке элемент 1, соединенный стойками 5 с узлом 2, располагался и поддерживался в плоскости, проходящей между тарелкой нижнего изолятора 11 гирлянды и тарелкой следующего (второго снизу) изолятора гирлянды.
Элемент 1 снабжен приваренными площадками 3, имеющими отверстия 4 для болтового крепления изогнутых стоек 5, в которых выполнены отверстия, ответные отверстиям 4. Узел 2 содержит две части, предназначенные для охвата ушка, каждая из которых выполнена заодно с соответствующей стойкой 5.
За счет болтового крепления к площадкам 3 изогнутые стойки 5, выполненные заодно с частями узла 2, могут быть сняты (отделены от элемента 1) для компактной упаковки и удобного транспортирования защитного экрана в разобранном виде.
Напряжение, приложенное между проводом 8, закрепленном в зажиме 10, и узлом 9, закрепленном на траверсе опоры ВЛ, распределяется по изоляторам гирлянды 7 неравномерно - наибольшее напряжение приходится на нижний (первый от провода ВЛ) изолятор 11 гирлянды 7. Это может привести к появлению коронных разрядов. Для выравнивания напряжений по изоляторам гирлянды 7 и, соответственно, снижения напряжения на ее нижнем изоляторе 11, в состав линейной арматуры изолирующих подвесок вводят защитные экраны.
Заявляемый защитный экран при его использовании в составе двухцепных изолирующих подвесок ВЛ 330-500 кВ эффективно выполняет эту функцию. Высокая эффективность заявляемого защитного экрана подтверждена проведенными испытаниями изолирующих подвесок на отсутствие видимой короны (по ГОСТ 1516.2-97) и на уровень радиопомех (по ГОСТ Р 51097-97).
Испытания изолирующих подвесок 330 кВ на уровень радиопомех показали, что при использовании заявляемого экрана уровень радиопомех составляет 51 дБмкВ, что ниже предельно допустимого уровня (55 дБмкВ).
При аналогичных испытаниях изолирующих подвесок на напряжение 500 кВ измеренный уровень радиопомех, излучаемых подвеской с заявляемым экраном, составил 55 дБмкВ, что соответствует требованиям ГОСТ Р 51097-97.
Указанный технический результат достигнут благодаря тому, что в заявляемом защитном экране незамкнутое кольцо трубчатого экранирующего элемента 1 выполнено с внешним диаметром 700 мм.
Отличительный по сравнению с прототипом (экран ЭЗ-750-3-4/4) конструктивный признак заявленного экрана (незамкнутое кольцо трубчатого экранирующего элемента 1 выполнено с внешним диаметром 700 мм) обеспечивает достижение заявленного технического результата - эффективное выравнивание напряжения на изоляторах гирлянд двухцепных изолирующих подвесок на ВЛ 330-500 кВ при сохранении их габаритов. Применение заявленного экрана в этих подвесках сопровождается снижением доли напряжения на нижнем изоляторе гирлянды с соответствующим уменьшением интенсивности коронных разрядов, уровня радиопомех и потерь на коронирование.