ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ПРОХОДНОЙ ИЗОЛЯТОР, А ТАКЖЕ СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
HIGH-VOLTAGE BUSHING INSULATOR, AND ITS MANUFACTURING METHOD

Изобретение относится к высоковольтному проходному изолятору, включающему в себя расположенное соосно вокруг цилиндрического намоточного основания из проводящего электричество материала изоляционное тело, а также уплотнительное устройство для уплотнения зазора между намоточным основанием и изоляционным телом, причем уплотнительное устройство включает в себя уплотнительный элемент в замкнутом уплотнительном пазу.
Высоковольтные проходные изоляторы этого типа известны из уровня техники. Как правило, их задача - изолировать находящуюся на потенциале высокого напряжения высоковольтную линию с токопроводящим проводником тока от находящейся по существу на потенциале земли стенки, через которую должна проводиться высоковольтная линия. При этом речь идет, например, о высоковольтной линии, которая выходит из корпуса трансформатора, причем корпус трансформатора заполнен изоляционной жидкостью, например маслом.
Известный высоковольтный проходной изолятор имеет цилиндрическое намоточное основание, которое одновременно может быть проводником тока. Вокруг намоточного основания расположено изоляционное тело. Между намоточным основанием и изоляционным телом может образовываться зазор, в который изоляционная жидкость может проникать и там растекаться вдоль всего намоточного основания. При этом изоляционная жидкость может также проникать в изоляционное тело высоковольтного проходного изолятора, что может приводить к выходу из строя всего высоковольтного проходного изолятора.
Для того чтобы это предотвращать, в известном высоковольтном проходном изоляторе предусмотрено уплотнительное устройство, которое включает в себя уплотнительный элемент в замкнутом уплотнительном пазу.
Уплотнительный паз известного высоковольтного проходного изолятора при изготовлении проходного изолятора выбирается в виде выемки в изоляционном теле. Если высоковольтный проходной изолятор является, например, проходным изолятором RIP (resin impregnated paper – бумага, пропитанная смолой), то есть пропитанным смолой высоковольтным проходным изолятором, то уплотнительный паз фрезеруется в пропитанном и отвержденном изоляционном теле в области поблизости от намоточного основания. Однако это может приводить к тому, что при дополнительном фрезеровании изоляционное тело повреждается, что при изготовлении может, в свою очередь, еще чаще приводить к выходу из строя всего высоковольтного проходного изолятора. В частности, если изоляционное тело включает в себя расположенные плотно возле друг друга емкостные управляющие прокладки, то они могут повреждаться во время процесса вращения при изготовлении уплотнительного паза. Сверх этого, такой процесс изготовления уплотнительного паза является трудоемким и относительно затратным.
Задача изобретения состоит в предложении соответствующего типу высоковольтного проходного изолятора, который может изготовляться проще и экономичнее.
Согласно изобретению задача решается с помощью высоковольтного проходного изолятора указанного вначале типа вследствие того, что замкнутый уплотнительный паз расположен в намоточном основании и вмещает уплотнительный элемент.
Соответствующий изобретению высоковольтный проходной изолятор имеет то преимущество, что благодаря расположению уплотнительного паза в намоточном основании исключается трудоемкая обработка изоляционного тела, вследствие чего выходы из строя могут сокращаться и затраты на производство высоковольтного проходного изолятора могут понижаться. Сверх этого, может предотвращаться опасность повреждения изоляционного тела при его обработке. Более того, уплотнительный паз, принимающий уплотнительный элемент, может создаваться, прежде чем изоляционное тело накладывается на намоточное основание. Уплотнительным элементом может быть, например, кольцо круглого сечения, которое вставлено в уплотнительный паз и обеспечивает уплотнение по всему периметру.
Предпочтительно уплотнительное устройство дополнительно включает в себя уплотнительное кольцо, которое расположено соосно с уплотнительным элементом. Уплотнительное кольцо дополнительно улучшает уплотнение, так как оно предоставляет подходящую уплотнительную поверхность, в которую может упираться уплотнительный элемент. Кроме того, если изоляционное тело высоковольтного проходного изолятора пропитывается жидкой изолирующей средой, то уплотнительное кольцо может предотвращать проникновение изолирующей среды в уплотнительный паз.
Для лучшей связи уплотнительного кольца с изоляционным телом уплотнительное кольцо предпочтительно содержит смолу или смоляную смесь. Если изоляционное тело также пропитано смолой, то уплотнительное кольцо на обращенной к изоляционному телу поверхности может соединяться с изоляционным телом наиболее хорошо.
Согласно варианту осуществления изобретения изоляционное тело имеет расположенные соосно относительно друг друга изоляционные слои и пропитано отверждаемой смолой. Изоляционные слои могут содержать, например, бумагу, такую как гофрированную бумагу, или нетканый материал (волокнистый холст). Далее изоляционные слои предпочтительно отделены друг от друга проводящими управляющими прокладками. Управляющие прокладки служат для емкостного управления высоковольтным проходным изолятором и сообразно этому состоят из электропроводного материала, например алюминия. Изоляционные слои в процессе изготовления высоковольтного проходного изолятора наматываются вместе с проводящими управляющими прокладками на намоточное основание. Затем изоляционное тело с намотанными изоляционными и управляющими слоями пропитывается в смоле или смоляной смеси, так что после отверждения массы смолы образовывается компактный блок, который не содержит закрытые полости внутри изоляционного тела.
Предпочтительно уплотнительный элемент содержит эластичный пластик. Применение эластичного пластика имеет то преимущество, что уплотнительный элемент при деформации может создавать противодействующее усилие. Если диаметр поперечного сечения уплотнительного элемента выбран, например, большим, чем глубина уплотнительного паза, то уплотнительный элемент вдавливается изоляционным телом в уплотнительный паз, причем уплотнительный элемент деформируется. Вследствие этого уплотнительный элемент оказывает противодействующее усилие на изоляционное тело и соответственно уплотнительное кольцо, которое расположено соосно с уплотнительным элементом, что улучшает уплотнение.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения высоковольтный проходной изолятор дополнительно включает в себя первый и второй защитный элемент для уплотнения уплотнительного паза, которые в каждом случае расположены в замкнутом пазу в намоточном основании, причем уплотнительный паз в осевом направлении расположен между обоими пазами и тем самым между обоими защитными элементами. Защитные элементы могут быть выполнены, например, в виде эластичных колец круглого сечения. Посредством защитных элементов обеспечено уплотнение, которое предотвращает проникновение жидкой изолирующей среды в уплотнительный паз, если изоляционное тело высоковольтного проходного изолятора должно пропитываться такой изолирующей средой.
Согласно дальнейшему предпочтительному варианту осуществления изобретения намоточное основание выполнено в виде проводника электрического тока. Это упрощает изготовление высоковольтного проходного изолятора. Тем не менее, также возможно то, что проводник тока проведен в виде отдельного элемента через внутреннее пространство цилиндрического намоточного основания. Зазор между проводником тока и намоточным основанием может быть, например, заполнен изолирующим электричество изоляционным материалом, например текучим веществом.
Далее изобретение относится к способу изготовления высоковольтного проходного изолятора, включающего в себя расположенное соосно вокруг цилиндрического намоточного основания из проводящего электричество материала изоляционное тело с расположенными соосно относительно друг друга изоляционными слоями.
Такой способ применяется при изготовлении описанного вначале известного высоковольтного проходного изолятора.
Задача изобретения состоит в предложении способа изготовления такого высоковольтного проходного изолятора, при котором зазор между намоточным основанием и изоляционным телом может уплотняться более простым и более экономичным образом.
Согласно изобретению задача решается с помощью способа, при котором в замкнутый уплотнительный паз в намоточном основании укладывается уплотнительный элемент и затем осуществляется пропитывание изоляционного тела смолой, так что зазор между намоточным основанием и изоляционным телом уплотняется. В соответствии с этим уплотнительный паз подготавливается в намоточном основании. Уплотнительный элемент может укладываться в уплотнительный паз уже перед пропитыванием изоляционного тела. Механическая обработка изоляционного тела после отверждения смолы исключается вследствие этого. Тем самым способ изготовления может выполняться более простым образом и является более экономичным.
Предпочтительно перед пропитыванием изоляционного тела соосно вокруг уплотнительного элемента устанавливается уплотнительное кольцо. Уплотнительное кольцо взаимодействует с уплотнительным элементом, так что вследствие этого может достигаться улучшение уплотнения.
Наиболее предпочтительно перед пропитыванием изоляционного тела в каждом случае в замкнутом пазу в намоточном основании располагаются дополнительно первый и второй защитный элемент для уплотнения уплотнительного паза, так что уплотнительный паз в осевом направлении находится между первым и вторым защитным элементом. Посредством дополнительных защитных элементов достигается то, что жидкая смола во время пропитывания не может проникать в уплотнительный паз.
Далее изобретение разъясняется при помощи изображенного на фиг.1 примера осуществления.
Фиг.1 показывает фрагмент варианта осуществления соответствующего изобретению высоковольтного проходного изолятора 1 на схематичном изображении в поперечном разрезе.
На фиг.1 изображен фрагмент высоковольтного проходного изолятора 1 в поперечном разрезе. Показанный на фиг.1 фрагмент высоковольтного проходного изолятора 1 имеет намоточное основание 2, которое выполнено в виде цилиндра. Ось симметрии цилиндрического намоточного основания 2 обозначена пунктирной линией 3. В показанном примере осуществления высоковольтного проходного изолятора 1 намоточное основание 2 одновременно является проводником тока. Соосно вокруг намоточного основания 2 расположено изоляционное тело 4.
Изоляционное тело 4 включает в себя управляющие прокладки 5 из электропроводного материала, например алюминия, для емкостного управления высоковольтным проходным изолятором 1. Управляющие прокладки 5 расположены соосно и на расстоянии друг от друга вокруг намоточного основания 2. В радиальном направлении между управляющими прокладками находятся намотанные слои из изолирующего электричество материала, предпочтительно из гофрированной бумаги, вследствие чего образованы ограниченные в радиальном направлении управляющими прокладками и расположенные соосно относительно друг друга изоляционные слои 51.
Промежуточная область 6 между намоточным основанием 2 и изоляционным телом 4 заполнена эластичной пробковой массой, которая может компенсировать радиальное расширение намоточного основания 2 или изоляционного тела 4.
Намоточное основание 2 имеет уплотнительный паз 7, который расположен в намоточном основании 2 по всему периметру. Уплотнительный элемент 8 в виде кольца круглого сечения из эластичного пластика расположен в уплотнительном пазу 7. Намоточное основание 2 дополнительно включает в себя первый паз 9 и второй паз 10, которые также проходят по всему периметру. Уплотнительный паз 7 в осевом направлении находится между пазами 9 и 10. Первое кольцо 11 круглого сечения расположено в первом пазу 9, а второе кольцо 12 круглого сечения - во втором пазу 10. Первое и второе кольца 11, 12 круглого сечения являются защитными элементами, которые защищают уплотнительный паз 7 от проникновения жидкой смолы при пропитывании изоляционного тела 4. Таким образом, в уплотнительном пазу 7 остается свободное пространство между намоточным основанием 2 и уплотнительным элементом 8, так что возможна деформация эластичного уплотнительного элемента 8.
Соосно вокруг уплотнительного паза 7 расположено уплотнительное кольцо 13. Уплотнительное кольцо 13 включает в себя смесь бумага-смола, так что уплотнительное кольцо 13 может хорошо соединяться с изолирующей средой (в данном примере смолой) изоляционного тела 4.
При изготовлении высоковольтного проходного изолятора 1 сначала подготавливается намоточное основание 2. Затем в намоточном основании создаются пазы 9 и 10, а также уплотнительный паз 7. После чего уплотнительный элемент 8, а также защитные элементы или кольца 11 и 12 круглого сечения вставляются в соответствующие пазы 9, 10 в намоточном основании 2. Уплотнительное кольцо 13 располагается соосно вокруг пазов 7, 9 и 10, и затем изоляционные слои 51 изоляционного тела вместе с управляющими прокладками 5 наматываются на намоточное основание. После этого осуществляется, наконец, пропитывание изоляционного тела 4 жидкой отверждаемой смолой. После того как жидкий материал смолы затвердел, образуется компактный проходной изолятор, который не должен дополнительно обрабатываться для уплотнения зазора между намоточным основанием 2 и изоляционным телом 4.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
1 высоковольтный проходной изолятор
2 намоточное основание
3 линия
4 изоляционное тело
5 управляющие прокладки
51 изоляционные слои
6 промежуточная область
7 уплотнительный паз
8 уплотнительный элемент
9 паз
10 паз
11 защитный элемент
12 защитный элемент
13 уплотнительное кольцо