ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ПРОХОДНОЙ ИЗОЛЯТОР
HIGH-VOLTAGE FEEDTHROUGH INSULATOR

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение в целом относится к высоковольтным проходным изоляторам, а более конкретно к высоковольтному проходному изолятору, который может быть изготовлен упрощенным образом. Также изобретение относится к устройству, содержащему такой проходной изолятор, и к способу изготовления высоковольтного проходного изолятора.
Уровень техники
Известно, что электрическое оборудование и устройства, такие как высоковольтные трансформаторы, обычно оборудуются проходными изоляторами, позволяющими обеспечить подачу тока высокого напряжения через заземленное препятствие, например бак трансформатора или стену.
Традиционные проходные изоляторы представляют собой изоляционное тело (тело изолятора), изготовленное из керамического или композиционного материала, которое имеет ребра и в общем случае является полым. Выравнивание (распределения) напряженности электрического поля может быть получено с помощью блока конденсаторных обкладок, через который проходит токоведущий стержень, или без данного блока.
Ниже приведен пример проходного изолятора 1, предназначенного для настенной установки, со ссылкой на фиг.1, на которой изображено общее строение проходного изолятора, и на фиг.2, на которой изображен разрез проходного изолятора, установленного на стене.
Высоковольтный токоведущий стержень 2 проходит через центр полого, наполненного газом тела 4 проходного изолятора, который образует корпус, окружающий высоковольтный токоведущий стержень. Для заземления (соединения с землей) корпуса проходного изолятора через стену имеется опорный (стеновой) фланец 6. По обоим концам высоковольтного токоведущего стержня имеются контакты 8, 10.
На фиг.2 показана стена 12, в которой установлен проходной изолятор 1 при помощи опорного фланца 6. На данном чертеже изображен так называемый цилиндрический экран или экран для выравнивания напряженности электрического поля 14 (далее - «выравнивающий экран»), выполненный внутри полого тела 4 проходного изолятора на участке проходного изолятора, на котором он проходит через стену 12, а также вокруг этого участка. Данный экран, изготовленный из подходящего металла, такого как алюминий, выполняет выравнивание напряженности электрического поля в проходном изоляторе и применяется вместо блока конденсаторных обкладок.
В установках высокого напряжения выравнивающий экран может иметь очень большой размер, например длину пять метров или более, что усложняет изготовление и транспортировку проходного изолятора.
Раскрытие изобретения
Цель настоящего изобретения состоит в предложении высоковольтного проходного изолятора и способа его изготовления, при которых изготовление проходного изолятора и обращение с ним упрощены по сравнению с проходными изоляторами уровня техники.
Изобретение основано на реализации того факта, что выравнивающий экран проходного изолятора может быть изготовлен из двух деталей, которые впоследствии собираются таким образом, чтобы образовать единый выравнивающий экран.
Согласно первому аспекту изобретения предлагается высоковольтный проходной изолятор для использования в высоковольтном устройстве, причем высоковольтный проходной изолятор содержит высоковольтный токоведущий стержень, выполненный в полом корпусе тела изолятора с опорным фланцем, и выравнивающий экран, выполненный между высоковольтным токоведущим стержнем и корпусом тела изолятора; при этом высоковольтный проходной изолятор отличается тем, что выравнивающий экран выполнен, по меньшей мере, в виде первой и второй деталей экрана. Также предлагается высоковольтное устройство, содержащее такой проходной изолятор.
Согласно второму аспекту изобретения предлагается способ изготовления высоковольтного проходного изолятора, состоящий в том, что выполняют полый корпус тела изолятора с опорным фланцем и в полом корпусе тела изолятора помещают первую деталь выравнивающего экрана, отличающийся тем, что в полом корпусе тела изолятора помещают вторую деталь выравнивающего экрана и помещают внутри выравнивающего экрана высоковольтный токоведущий стержень.
С помощью предлагаемого в соответствии с настоящим изобретением проходного изолятора может быть получен ряд преимуществ. За счет выполнения выравнивающего экрана из двух или более деталей изготовление высоковольтного проходного изолятора облегчается, поскольку каждая из деталей имеет размер, равный приблизительно только половине размера экрана, изготавливаемого как единое целое. К тому же уменьшенные размеры деталей экрана облегчают обращение с выравнивающим экраном и его хранение.
В предпочтительном варианте осуществления между первой и второй деталями экрана имеется зазор. Это позволяет получить конструкцию торцевых кромок деталей экрана, обладающую диэлектрическими преимуществами. Данные преимущества включают в себя возможность отказаться от выполнения в выравнивающем экране отверстий, предусматриваемых для опоры высоковольтного токоведущего стержня, применяемой при транспортировке.
В предпочтительном варианте осуществления данный зазор предпочтительно проходит по всему периметру выравнивающего экрана. Благодаря этому снижается вероятность попадания в выравнивающий экран грязи, а также возникновения повреждений во время демонтажа опоры токоведущего стержня.
В предпочтительном варианте осуществления опорный фланец содержит два отверстия, диаметрально противоположных друг к другу и расположенных на одной линии с зазором экрана, причем в данных отверстиях размещена транспортировочная опора для высоковольтного токоведущего стержня. Это позволяет обеспечить простую, но при этом надежную транспортировочную опору для токоведущего стержня. Если транспортировочная опора содержит штырь и деталь с выемкой, между которыми зажимается токоведущий стержень, то при транспортировке проходного изолятора предотвращается нежелательное горизонтальное и вертикальное перемещение токоведущего стержня.
Другие варианты осуществления определены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
Ниже приводится описание изобретения посредством примера со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
на фиг.1 показан общий вид высоковольтного проходного изолятора уровня техники;
на фиг.2 показан разрез проходного изолятора, изображенного на фиг.1, установленного с проходом через стену;
на фиг.3 представлен вид с местным разрезом центрального участка выравнивающего экрана и опорного фланца проходного изолятора в соответствии с изобретением;
на фиг.4 представлен вид, аналогичный виду на фиг.3, но дополнительно изображающий транспортировочную опору для токоведущего стержня, установленную в проходном изоляторе;
на фиг.5 представлено детальное изображение транспортировочной опоры, изображенной на фиг.4.
Осуществление изобретения
Далее приводится подробное описание предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения. В настоящем описании термин «высоковольтный» («высокого напряжения») используется для напряжений порядка 10 кВ и выше. На сегодняшний день верхний предел высокого напряжения в промышленных установках составляет 800 кВ, однако уже построены или намечены к реализации в ближайшем будущем установки с даже более высоким значением напряжения, таким как 1000 кВ и выше.
Настоящее изобретение применимо к общему описанию высоковольтного проходного изолятора, приведенному в разделе «Уровень техники» со ссылкой на фиг.1 и 2, и в дальнейшем описании будут также использованы ссылки на эти чертежи. Тем не менее сначала обратимся к фиг.3, на которой представлена аксонометрическая проекция с местным разрезом выравнивающего экрана 14 с опорным фланцем 6 для проходного изолятора в соответствии с изобретением.
Выравнивающий экран 14 содержит две отдельные детали экрана, первую деталь 14а и вторую деталь 14b. Две детали экрана разделены зазором 14 с, который симметричен относительно центральной оси выравнивающего экрана. Торцевые участки деталей экрана, обращенные друг к другу, выполнены воронкообразными для обеспечения в данной области благоприятного распределения (напряженности) электрического поля.
В опорном фланце 6 выполнено первое верхнее круглое отверстие 6а для предохранительного диска, а также второе нижнее круглое отверстие 6b для газового клапана. Два отверстия 6а, 6b в опорном фланце выполнены диаметрально противоположными друг другу. Детали 14а, 14b экрана по отдельности выполнены таким образом, чтобы зазор 14 с располагался между ними на одной линии с отверстиями 6а, 6b в опорном фланце 6.
Наличие зазора между двумя деталями экрана позволяет установить в круглых отверстиях 6а, 6b, выполненных в опорном фланце 6, транспортировочную опору 16а, 16b для высоковольтного токоведущего стержня 2 (см. фиг.4 и 5). Транспортировочная опора содержит первую деталь в виде штыря 16а, помещаемую в первое отверстие 6а, и вторую деталь в виде детали 16b с выемкой, помещаемую во второе отверстие 6b, на которую опирается высоковольтный токоведущий стержень 2 во время транспортировки. Выемка детали 16b имеет кривизну, необходимую для приема высоковольтного токоведущего стержня 2. Как штырь 16а, так и деталь 16b с выемкой имеют мягкую поверхность для предотвращения царапания поверхности высоковольтного токоведущего стержня. Таким образом, токоведущий стержень 2 зажимается между первой и второй деталями транспортировочной опоры, за счет чего предотвращается нежелательное горизонтальное и вертикальное перемещение токоведущего стержня.
Выше был описан предпочтительный вариант осуществления высоковольтного проходного изолятора. Специалисту в данной области техники будет понятно, что вариант осуществления может иметь вариации в пределах объема прилагаемой формулы изобретения. Таким образом, хотя был описан предлагаемый проходной изолятор для установки с проходом через стену, следует понимать, что предмет изобретения также охватывает проходные изоляторы для использования в высоковольтных установках, таких как трансформатор, реактор, прерыватель, генератор или других установках, находящих применение в системах высокого напряжения.
Выравнивающий экран описан как выполненный из двух деталей. Также возможно выполнение выравнивающего экрана, состоящего из трех или даже большего числа отдельных деталей.
Внутренние торцы деталей экрана не обязательно должны быть выполнены в форме воронки, а могут иметь любую подходящую форму. Также нет необходимости в том, чтобы зазор между деталями экрана был выполнен симметрично относительно центральной оси выравнивающего экрана.
Хотя детали транспортировочной опоры были описаны как располагаемые в отверстии предохранительного диска и отверстии газового клапана, они могут быть помещены в другие подходящие отверстия опорного фланца.
Зазор между двумя деталями экрана может быть использован не только для размещения транспортировочных опор токоведущего стержня. В данный зазор может быть помещено любое другое устройство, которое должно достичь токоведущего стержня или его окружения.
Хотя проходной изолятор в соответствии с изобретением был описан выше как установленный с проходом через стену, следует понимать, что предмет изобретения также охватывает проходные изоляторы для использования в высоковольтных установках, таких как трансформатор, реактор, прерыватель, генератор или других установках, находящих применение в системах высокого напряжения.