ГАЗОИЗОЛИРОВАННАЯ ЛИНИЯ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
GAS-INSULATED POWER TRANSMISSION LINE

Область техники
Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к конструкциям газоизолированных линий электропередачи (далее ГИЛ) сверхвысокого напряжения.
Уровень техники
Известна ГИЛ сверхвысокого напряжения, содержащая оболочку и коаксиально расположенную в ней токоведущую жилу, поддерживаемую с помощью изоляционной конструкции, представляющей собой диэлектрический слой, охватывающий токоведущую жилу, и выходящие из этого слоя в радиальном направлении изоляционные распорки, распределенные равномерно по периметру жилы, причем объем изолирующего газа составляет не менее 50% объема твердого диэлектрика [DE №2133453, 06.07.1971].
Эта конструкция ГИЛ сверхвысокого напряжения имеет ряд недостатков, заключающихся в трудности изготовления качественной твердой изоляции из-за ее большого объема и сложной формы, монтажа самого токопровода, в развитости поверхности изоляции с высокой напряженностью поля, что увеличивает вероятность пробоя изоляции, как по поверхности твердого диэлектрика, так и по его толще.
Известна также ГИЛ сверхвысокого напряжения, содержащая 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 ГИЛ [SU №660136, 01.04.1977]. Эта конструкция обеспечивает высокую электрическую прочность газовой изоляции, а использование опорных изоляторов обеспечивает технологичность монтажа и демонтажа ГИЛ. Однако и в этой конструкции опорные изоляторы имеют высокие значения напряженности электрического поля как на своей поверхности, так и внутри твердого диэлектрика, что снижает эксплуатационную надежность ГИЛ.
Наиболее близким техническим решением является ГИЛ сверхвысокого напряжения, содержащая цилиндрическую оболочку, заполненную газом, и коаксиально размещенную в ней токоведущую трубу, фиксированную с помощью опорных изоляторов, установленных на внутренней поверхности оболочки [Тех. журнал Японии “Hitachi Review”,v.28 (1979), №5, стр.27]. В этой ГИЛ, выбранной в качестве прототипа, опорные изоляторы имеют внутренние электроды для крепления токоведущей трубы, которые снижают электрическое поле вблизи поверхности опорных изоляторов, однако напряженность электрического поля в теле опорных изоляторов прототипа остается высокой, что ухудшает надежность ГИЛ.
Раскрытие сущности изобретения
Технический результат изобретения - равномерное распределение напряженности электрического поля как в теле, так и на поверхности опорных изоляторов. Следствием этого является возможность уменьшить габариты изоляторов и ГИЛ в целом, сохраняя в допустимых пределах локальные значения напряженности электрического поля, или, сохраняя габариты, повысить электрическую прочность ГИЛ.
Предметом изобретения является ГИЛ, содержащая цилиндрическую оболочку, заполненную газом, и размещенную в ней, по меньшей мере, одну токоведущую трубу, фиксированную с помощью опорных изоляторов, установленных на внутренней поверхности оболочки, отличающаяся тем, что 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.
Это позволяет получить вышеуказанный технический результат.
Изобретение имеет развитие, которое состоит в том, что токоведущая труба и экранирующий наконечник выполнены из одного и того же металла.
Это позволяет избежать их электрохимического взаимодействия.
Осуществление изобретения с учетом его развития
На фиг.1 в качестве примера схематично показан линейный отрезок однофазной ГИЛ в разрезе.
ГИЛ на фиг.1 содержит цилиндрическую оболочку 1, заполненную газом, и размещенную в ней токоведущую трубу 2, фиксированную с помощью опорных изоляторов 3, установленных на внутренней поверхности оболочки 1. Торец 4 изолятора 3 введен в трубу 2 через отверстие 5 в стенке трубы 2 и охвачен экранирующим наконечником 6, вершина которого 7 зафиксирована в стенке токоведущей трубы 2 напротив соответствующего отверстия 5.
Отверстие 5 в стенке трубы 2 выполнено более широким, чем экранирующий наконечник 6. Кромка 8 наконечника 6 отбортована с возможностью фиксации наконечника 6 в отверстии 5.
Труба 2 и наконечник 6 изготовлены из одного и того же металла, например меди.
При работе ГИЛ оболочка 1 заземляется, а труба 2 соединяется с источником (на входе ГИЛ) и с потребителем (на выходе ГИЛ) сверхвысокого (500 кВ и более) напряжения. Электрическое поле между токопроводящей трубой 2 и контактирующим с ней металлическим наконечником 6, с одной стороны, и заземленной оболочкой 1, с другой стороны, неравномерно. Его напряженность имеет локальные максимумы в теле и на поверхности изолятора 3, а также вблизи кромки 8 наконечника 6 в так называемой “тройной точке”, где соприкасаются между собой металл, твердая изоляция, газовая изоляция. Экранирующий токопроводящий наконечник 6 “вытягивает” электрическое поле из твердой изоляции и тем самым уменьшает значения напряженностей в теле изолятора 3 и на его поверхности. Отбортовка кромки 8, в свою очередь, снижает значения напряженности электрического поля вблизи “тройной точки”.
Аналогичным образом, изобретение может быть реализовано в ГИЛ с несколькими токоведущими трубами 2, например в трехфазной ГИЛ.