ПРОХОДНОЙ ИЗОЛЯТОР КРЫШКИ КОРПУСА СИЛОВОЙ КОНДЕНСАТОРНОЙ БАТАРЕИ

Полезная модель относится к элементам конструкции силовых конденсаторных батарей, а именно, к электрическим изоляторам, в частности, к проходным изоляторам, предназначенным для ввода электрического тока и/или напряжения внутрь корпусов силовых конденсаторных батарей.
Известен высоковольтный конденсатор, корпус которого снабжается крышкой со встроенными в нее фарфоровыми выводами [Берковский A.M., Лысков Ю.И. Мощные конденсаторные батареи (шунтовые). М., «Энергия», 1967. - стр. 12]. Напряжение к пакету электродов (несколько свитков из фольги и диэлектрического материала), находящемуся в герметично закрытом корпусе, подается с помощью специальных проходных фарфоровых изоляторов. Изоляторы герметично соединяются с корпусом конденсатора. Герметичность соединения достигается металлизацией узких участков фарфора, к которым припаивается металлическая арматура. Выводы служат для подключения конденсатора к электрической сети.
Недостатком конструкции является низкая надежность из-за разгерметизации корпуса в процессе эксплуатации. Проникновение влаги и воздуха из окружающей среды внутрь конденсатора резко ухудшает его электрические характеристики и приводит к выходу его из строя. Конструктивные формы исполнения конденсаторных батарей играют существенную роль в достижении высокой надежности работы, как отдельных конденсаторов, так и всей батареи в целом, а также в создании удобств при ее монтаже, эксплуатации и ремонте. Основной причиной отбраковки конденсаторов является появление течи пропитывающей жидкости в месте пайки проходного изолятора и в сварных швах корпуса. Значительная утечка пропитывающей жидкости через образующиеся неплотности, в местах паек вводов к корпусу конденсатора, приводит к оголению пакетов конденсаторных секций и к быстрому выходу из строя конденсаторов и батареи в целом.
Известен проходной изолятор (Патент на полезную модель №132248, опубл. 10.09.2013, МПК H01B 17/26) - прототип, содержащий электрический проводник, слой диэлектрика и крепежный узел. Слой диэлектрика выполнен с использованием эластичного диэлектрического материала и расположен между электрическим проводником и крепежным узлом. Крепежный узел содержит, по меньшей мере, один сжимающий слой диэлектрика элемент, выполненный в виде металлической втулки. Втулка также содержит крепежную часть в виде фланца, установленного на сжимаемом элементе и выполненном с возможностью прикрепления к объекту, в котором устанавливается изолятор.
Недостатком конструкции является низкая надежность, из-за разгерметизации корпуса в области крепежного узла при механическом воздействии за счет расширения газа при нагревании в процессе эксплуатации. Проникновение влаги и воздуха из окружающей среды внутрь конденсатора резко ухудшает его электрические характеристики и приводит к выходу его из строя.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение надежности токовыводящих элементов конденсаторных батарей за счет повышения герметичности корпуса, механической прочности изоляторов, стойкости к загрязняющим веществам.
Указанный технический результат достигается тем, что проходной изолятор крышки корпуса силовой конденсаторной батареи, содержащий диэлектрический силиконовый корпус с ребрами, фланец, электрический проводник, согласно предлагаемой полезной модели, содержит стеклопластиковый диэлектрический стержень, на конце которого установлен токопроводящий наконечник, причем стеклопластиковый диэлектрический стержень с наконечником размещены коаксиально внутри диэлектрического корпуса.
Сущность полезной модели поясняется чертежом (фиг. 1), где представлена конструкция проходного изолятора крышки корпуса силовой конденсаторной батареи.
Проходной изолятор устанавливается на конденсаторной батарее, содержащей корпус 1, заполненный единичными конденсаторами 2, которые соединены единым электрическим проводником 3, крышку корпуса конденсаторной батареи 4, фланец 5. Проходной изолятор содержит диэлектрический стержень 6, токопроводящий наконечник 7, место закрепления электрического проводника 3 к наконечнику 7 показано точкой 8, слой диэлектрика образует диэлектрический корпус 9 проходного изолятора.
Пример исполнения проходного изолятора крышки корпуса конденсаторной батареи.
Проходной изолятор устанавливается на фланец 5, жестко закрепленный на крышке 4 корпуса конденсаторной батареи, например сваркой. Крышка 4 выполнена из стали или алюминия. Во фланец 5 запрессовывается стеклопластиковый диэлектрический стержень 6, имеющий по всей длине отверстие. С противоположного края стеклопластикового диэлектрического стержня 6 запрессовывается токопроводящий наконечник 7 с внешней резьбовой частью, имеющий внутреннее отверстие, коаксиальное отверстию диэлектрического стержня 6 и выполненное одним диаметром. Через отверстия в крышке 4, стержне 6, наконечнике 7 пропускается электрический проводник 3 в виде проволоки. Электрический проводник 3 приваривается с помощью сварки к наконечнику 7, образуя герметичное соединение в точке 8.
После приваривания проводника 3 к токопроводящему наконечнику 7 выполняется операция нанесения изоляции и образования диэлектрического корпуса 9 проходного изолятора. Количество ребер диэлектрического корпуса 9 определяется классом напряжения силового конденсатора. Количество проходных изоляторов определяется конструкцией конденсаторной батареи, как правило, от одного до трех. Если количество проходных изоляторов более двух, то их располагают равноотдаленно друг от друга.
Нанесение изоляции выполняется следующим образом. Крышка 4 (содержащая один, два или три фланца 5), с запрессованным стержнем 6 и токопроводящим наконечником 7 помещается в пресс-форму. Матрицы пресс-формы содержат такое количество и диаметр ребер, которое соответствует классу напряжения силового конденсатора и его габаритным характеристикам. Например, для напряжения до 20 кВ могут использоваться: чередование из пяти ребер большого диаметра и четырех малого диаметра; или трех ребер большого диаметра; либо одно ребро большого диаметра, два ребра малого диаметра и снова ребро большого диаметра и т.д. Далее с помощью литьевой или инжекционной технологий подается силиконовая композиция, обладающая высокой трекинг-эрозионной стойкостью, высокой гидрофобностью, стойкостью к воздействующим факторам окружающей среды, хорошими технологическими свойствами, например, HTV силиконовая резина.
Герметичность и прочность соединений изолятора обеспечивается нанесением цельной защитной оболочки в вакуумированной пресс-форме на предварительно покрытый специальным праймером стеклопластиковый диэлектрический стержень, а так же крышку конденсатора и ее вулканизация непосредственно на стержне.
Предлагаемая конструкция проходного изолятора крышки корпуса силовой конденсаторной батареи исключает проникновение влаги и воздуха из окружающей среды внутрь конденсатора, повышает устойчивость проходного изолятора при механическом воздействии на него за счет расширения газа при нагревании в процессе эксплуатации силовой конденсаторной батареи, что значительно повышает надежность работы конденсаторной батареи.