ЭКРАННАЯ АРМАТУРА ДЛЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИЗОЛЯЦИОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ (ВАРИАНТЫ)
SHIELD FITTINGS FOR HIGH-VOLTAGE INSULATION STRUCTURES (EMBODIMENTS)

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики, в частности к экранной арматуре для высоковольтных изоляционных конструкций и может быть использовано в высоковольтных линиях электропередачи для выравнивания напряженности электрического поля вдоль изоляционной конструкции, соответственно, для повышения надежности и коронаустойчивости.
Известен полимерный изолятор, содержащий стеклопластиковый стержень, охваченный защитной оболочкой, расположенные по концам стержня металлические оконцеватели и экран, выполненный в виде, по меньшей мере, одного тороида, отличающийся тем, что с целью повышения срока службы и надежности путем исключения воздействия частичных разрядов радиус одного из тороидов определяется от класса изолятора по напряжению [1].
Повышение срока службы и надежности для этого полимерного изолятора обеспечивается путем исключения воздействия частичных разрядов, для чего радиус одного из тороидов выбирается из соотношения, которое определятся от класса изолятора по напряжению, что не всегда приводит к положительному техническому результату, по причине существенного увеличения массогабаритных параметров.
Наиболее близким техническим решением по отношению к предложенному является экранная арматура для высоковольтных изоляционных конструкций, содержащая два соединенных между собой кольца разного диаметра [2].
Недостатком данного технического решения является высокая удельная к величине выравниваемого электрического поля материалоемкость экранной арматуры.
Целью заявителя является повышение эффективности экранной арматуры при выравнивании электрического поля высоковольтного изолятора путем существенного снижения удельной материалоемкости экранной арматуры. Этот положительный технический результат был достигнут за счет новой совокупности существенных конструктивных признаков экранной арматуры для высоковольтных изоляционных конструкций, выполненной согласно настоящему изобретению, и представленной в нижеследующей формуле изобретения (варианты): «экранная арматура для высоковольтных изоляционных конструкций, содержащая, по меньшей мере, два кольца разного диаметра, соединенных между собой распоркой, и элемент крепления; кольцо с большим диаметром выполнено с дугообразным сечением в виде сегмента тороида, центры радиуса дуги которого располагаются во внутренней области экранной арматуры, при этом кольцо с меньшим диаметром имеет сечение в виде плоскости, ограниченной окружностью, овала, многоугольника; экранная арматура для высоковольтных изоляционных конструкций, содержащая, по меньшей мере, два кольца разного диаметра, соединенных между собой распоркой, и элемент крепления; кольца выполнены составными, состоящими из, по меньшей мере, двух элементов, кольцо с большим диаметром выполняется с дугообразным сечением в виде сегмента тороида, центры радиуса дуги которого располагаются во внутренней области экранной арматуры, при этом кольцо с меньшим диаметром имеет сечение в виде плоскости, ограниченной окружностью, овала, многоугольника.».
Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 представлена экранная арматура для высоковольтных изоляционных конструкций (варианты), выполненная согласно настоящему изобретению, вид спереди и вид сверху; на фиг. 2 - изображение электрического поля с экранной арматурой.
Заявляемая экранная арматура для высоковольтных изоляционных конструкций содержит два кольца разного диаметра, соединяемых между собой распоркой 1, и элемент крепления 2.
По первому независимому пункту формулы изобретения кольцо 3 с большим диаметром выполняется с дугообразным сечением в виде сегмента тороида 4, центры 5 радиуса дуги которого располагаются во внутренней области экранной арматуры. Кольцо 6 с меньшим диаметром при этом выполняется с сечением в виде плоскости, ограниченной окружностью, овала, многоугольника.
По второму независимому пункту формулы изобретения кольца 3, 6 выполняются составными, например состоят из двух элементов. Кольцо 3 с большим диаметром выполняется с дугообразным сечением в виде сегмента тороида, центры радиуса дуги которого располагаются во внутренней области экранной арматуры. Кольцо 6 с меньшим диаметром при этом выполняется с сечением в виде плоскости, ограниченной окружностью, овала, многоугольника..
Из практики исследования электрических полей высоковольтных изоляционных конструкций известно, что для выравнивания напряженности электрического поля на поверхности и в объеме изоляции желательно экранирующее кольцо 6 помещать как можно близко к ней. При этом происходит заметное увеличение напряженности электрического поля на самом экране. Наличие второго кольца 3 с большим диаметром ограничивает напряженность электрического поля экранирующего кольца 6 с меньшим диаметром. Расчеты показывают возможность существенного уменьшения поверхности кольца 3 с большим диаметром, при котором достигается снижение напряженности электрического поля изоляционной конструкции до некритичных величин, но не в ущерб коронаустойчивости экранной арматуры в целом.
На фиг. 2 и в таблице 1 приводятся результаты сравнительных расчетов электрического поля полимерного изолятора класса 220 кВ, оснащенного экранной арматурой с традиционным тороидальным кольцом и экраном предлагаемой конструкцией. На фиг. 2 и в таблице 1 отмечены четыре контрольные точки значений напряженности электрического поля, а именно: у оконцевателя 7 изолятора, у оболочки 8 изолятора, у кольца 3 с большим диаметром и у кольца 6 с меньшим диаметром. Анализ этих значений напряженности электрического поля показывает, что с помощью предлагаемого технического решения можно достичь того же эффекта выравнивания электрического поля с традиционной экранной арматуры, но с меньшей более чем в два раза поверхностью экранных колец.
Источники информации:
[1]. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1552899 «Полимерный изолятор», Н01В 17/20, заявлено 21.10.1987, опубликовано 10.09.1995.
[2].Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1334187 «Экранная арматура для высоковольтных изоляционных конструкций», H01B 17/42, заявлено 25.09.1984, опубликовано 30.08.1987.
[3]. Александров Г.Н., Иванов Вс.Л. «Стеклопластиковая изоляция линий электропередачи», Кишинев, Штиинца, 1983, с. 149.
[4]. Описание полезной модели к патенту №180655 «Защитный экран», H02G 7/056, Н01В 17/52, заявлено 14.09.2017, опубликовано 20.06.2018.
[5]. Описание полезной модели к патенту №127245 «Изолятор-разрядник», Н01В 17/00, заявлено 29.08.2012, опубликовано 20.04.2013.
[6]. Описание изобретения к патенту №2699023 «Индикатор электрического состояния полимерных изоляторов (Варианты)», H01B 17/46, заявлено 24.07.2018, опубликовано 03.09.2019.
[7]. Патент CN 201717071 U «Экранная арматура», Н01В 17/42, опубликован 19.011.2011.
[9].Описание изобретения к патенту №2392679 «Индикатор состояния высоковольтной изоляции», Н01В 17/00,заявлено 10.06.2009, опубликовано 20.06.2010.