SE429907B - Elektrisk hogspenningsgenomforing for ett metallkapslat, tryckgasisolerat stellverk - Google Patents

Description

' , vsoae19-s 10 15 20 25 '50 För "att samtidigt få. godtagbara dimensioner på, isolantens- toppdel och dess f metallfläns utformas isolanten oftast starkt komisk, vilket försvårar ratio- nell tinverming. Av nämnas :kan a: gasisoleraae genomföringam av konven- tionellt utförande relativt dyrbara.. Ändamålet med föreliggande uppfinning att åstadkomma en gasisolerad hög- spänningsgenomföring som har mindre diameter och är billigare att tillverka 'a'.n jämförbara genomföringar av konventionellt utförande. Detta uppnås genom de i kärmeteclmande delen av patentkrav 1' angivna årgärderrm.

I en genomföring enligt föreliggande uppfinning kompletteras gasisoleringen med enlfast isolation, som åtminstone delvis omsluter den jordade skärm- elektroden, och som bildar en kropp med speciell utformning och avsevärd volym ovanför skärmelektroden, vilken i detta fall kan ha. blygsamma dimen- sioner. Isolanten kan därmed också utföras med måttlig diameter.

Spänningsfördelningen påverkas i stället med isolerkroppen, vilken i första kännetecknas av en stor kapacitivitet (-6 ) relativt isolergasens. Spän- * njngsfördelningen kan vidare styras genom lämplig' utformning av ett koniskt hålrum .i isolerkroppen. Materialet i kroppen kan exempelvis utgöras av epoxiplast med kapacitivitetstalet 4 eller större.

Om vidare diametern minskas på den del av genomföringens ledare, som löper genomisolerkroppens hålnnn, och dennasdel bekläds med ett fältutjämnande isolerskikt, kan genomföringens diameter minskas ytterligare.

Enligt en vidareutveckling av uppfinningen anordnas tätningsorgan mellan ledaren och isolerlcroppens övre ände, varigenom genomföringens inre utrymme delas i två från varandra skilda. gasrtzm. Därigenom uppnås att den keramiska. isolanten inte behöver utsättas för samma höga gastryck som 'är-nödvändigt i den del av genomföringen, som måste dimensioneras för höga fältstyrkor för att uppnå små. dimensioner, och som även råder i den övriga ställverkskaps- lingen.

I bifogade ritning visar fig 1 i genomskärning en genomföring utförd enligt föreliggande uppfinning. Fig 2 visar approximativt spänningsfördelningen i denna genomföring. Fig 3 och 4 visar ytterligare exempel på. hur en genom- famn; enlig: uppfinningen kan utföras. i ' 10 15 20 25 55 . 7809619-5 De i ritningen visade genomföringarna är primärt avsedda för metallkapslade gasisolerade ställverk. De består av en yttre långa-bräckt rörformig keramisk isolant 1 med en centralt genomgående ledare 2. Metallflänsar 5 och 4 är fästade vid isolantens båda ändar med tätningar anordnade mellan flänsar och isolant. Den övre flänsen 5 står i direkt elektrisk kontakt med leda- ren 2 oohdligger således på hög-potential, medan den nedre flänsen 4 vid montering av genomföringen skruvas fast vid ställverkets kapsling och kommer därigenom att ligga på jordpotential. Rummet- 5 mellan ledaren 2 och isolanten 1 är fyllt med isolergas, som kan utgöras av SF6 med högt tryck, exempelvis 0,45 MPa.

En av metallflàsen 4 uppburen isolerkropp 6 av exempelvis epoxiplast med hög kapaoitivitet relativt isolergasens ansluter åtminstone delvis den övre avrundade .kanten på. en elektriskt ledande skärm 7, Denna skärm kan exempel- vis utgöras. av en i isolerkroppen 6 ingjuten koppartrådspiral 7, som via en cynnai-isk del s ar ansluten till den jordade metalmansen 4. Den cylindriska delen kan exempelvis bestå av en ledande beläggning på. isoler- kroppens 6 utsida eller ett i isolerkroppen ingjutet metallnät.

På grund av isolerkroppens höga kapacitivitet kan skärmen utföras med avse- värt mindre kantradie än en motsvarande skärm direkt i isolergasen, ooh den omgivande isolanten 1 kan utformas med motsvarande mindre inre diameter.

Isolerkroppen 6 har en nedre hâlcylindrisk bärande del och en övre fältstyr- ande del. Den övre delen är utvändigt huvudsakligen cylinderformad, medan den invändigt bildar ett komiskt uppåt avsmalnande hålrum 9, som omsluter genomföringsledaren 2 och i övre änden lämnar en förhållandevis trång gas- spalt 10 mellan ledaren 2 och isolerkroppen 6. I Med denna utformning av isolerkroppen styrs det elektriska fältet i gasen omkring ledaren 2 så, att ekvipotentialytoma bildar kohoentriska cylindrar omkring-ledaren. När ekvipotentialytorna möter isolerkroppens komiska vägg med hög kapacitivitet böjs de.av utåt.

Genom lämplig kombination av kapaoitivitetstalen och isolerkroppens konvinkel kan fältet styras så att spänningen fördelas tillfredsställande jänmt, både invändigt i gsnomföringen och i axiell riktning längs isolantens utsida utan kritiska koncentrationer i luften utanför fläns och skärm.

Härigenom kan isolanten 1 dimensioneras optimalt beträffande såväl längd som diameter. Den härav följande måttliga basdiametern medger att isolanten i många fall kan utföras med en gynnsam cylindrisk forum. ~ _ p?eo9s19-5 10 15 20 25 50 4 , Behovet av kompletterande utvändiga skärmringar bortfaller helt.

I I fig visas' en snittbild med antydde ekvipotentialytor för en genomföring enligt uppfinningen. Siffrorna anger potentialerna i procent.

Fältstyx-kan i gasen invid ledaren 2 i hålrummet 9 dimensioner-ande för genomföringens diameter och därmed dess kostnad. Som fig 2 antyder, avtar radiellafaltstyrkazx snabbt ovanför isolerkroppen. Detta utnyttjas vid ut- förandet enligt fig 3, där en grov ledare 2 med hög strömledningsförmåga (då sådant behov föreligger) utformas med ett smalare parti 11 längs den del av ledaren 2 (i. hålrummet 9)' som är dimensionerande för genomförings- diametern; Genom att delen 11 är kort relativt totala ledarlängden, kan eventnell temperaturhöjning i den smalare ledardelen motverkas genom ökad diameter på, ledarens övre del 12, vilket inte påverkar genomföringens ut- vändiga dimensioner.

Med det i fig 4. visade ntförandet kan isolantens 1 diameter mmskas ytterli- gare genom att ledaren 2 längs sin utsträckning i hålrunnnet 9 förses med en fast isolation 13 av material med högre kapacitivitet än gasens. Denna isolation 15 kan med fördel utgöras av en påkrympt hylsa av t ex tvärbunden polyeten (PEX) med en från EEK-kablar känd teknik. Hylsan har på. insidan ett skikt av ledande PEX, vilket i kombination med ledarens 2 avrundade kan- ter .mot det smalare PEX-klädda partiet eliminerar risken för partialurladd- ningar.

Isolantens, och därmed hela genomföringens diameter kan följaktligen minskas genom att den smala ledaren med PEïX-isolationen avlastar fältstyrkan i gs- ' skiktet nämast PEX-isolationem så att gassträckan kan minskas i radiell rmningo Uppfinningar: är inte begränsad till de visade utföringsexemplen utan kan modifieras på flera olika sätt. Exempelvis kan det vara fördelaktigt, spe- ciellt vid stora keramiska isolanter för höga spänningar, att anordna ett tätningedon mellan isolerkroppens 6 övre ände och ledaren 2, så, att två skilda gasrum bildas i genomföringen. Därvid kan man hålla ett lägre gas- tryck i det av isolanten 1 avgränsade övre rummet än i det nedre hålmmmet 9, som kommunicerar med gasrummet i ställverket. Isolanten 1 behöver därvid i inte utsättas för det relativt höga gastryoket ipställverket."

Claims (8)

7899619-5 PATFNTKRAV

1. Elektrisk högspäzmingsgenomförirzg för ett metallkapslat, tryckgasisole- rat ställverk, omfattande en ledare (2) som är centralt anordnad i en lång»- sträckt rörformig isolant (1) med ett med isolergas under tryck fyllt isoler- ruzn (5) mellan ledaren (2) och isolantens (1) innervägg, en .på isolantens ena ände anordnad metallfläns (4) för montering av genomföringen i en genom- förixxgsöppning i ställverkets jordade metallkapslizxg, och en i isoler- rum (5) i närheten av isolantens (1) jordade ände anordnad ringfomig skäm- elektrod (7), som elektriskt förbunden med metallflänsen (4), k ä n n e - t e c k na d därav, att skärmelektroden (7) åtminstone delvis är inbäddad i en ringformig, spänningsfördelrdngsstyrande isolerkcopp (6), som har flera gånger större kapacitivitet än isolergasen och som sträcker sig längre bort från metallflänsen (4) än skärmelektroden (7), att isolerkmppens (6) bortan- för skärmelektroden (7) belägna volym är flera gårlger större än skärmelektro- dens, och. att isolerkroppen (6) är utformad med i riktning från skärmelektroden (7) successivt ökande tvärsnittsaæea.

2. Genomföring enligt patentlmav 1, k ä. n n e t e o k n a d därav, att isolerkroppen har en i huvudsak konisk inre yta, varvid ett i riktning från flänsen (4) avsmalnande ringfonnigt rum (9) bildas mellan ledaren (2) och isoIerICY-'OPPen (6). I

3. Genomföring enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att den koniska ytans toppvinkel ligger mellan 10 och 90°, företrädesvis mellan 20 och 6o°.

4. Genomföring enligt patentkrav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att isolerkroppens (6) yttre yta är i huvudsak cylindrisk.

5. Genomföring enligt något av föregående patentkz-av, k ä n n e t e o k - n a. d därav, att isolerlnsoppen (6) är utförd av epoxiplast.

6. Genomför-ing enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c - n a d därav, att ledaren (2) på en sträcka (11) mellan metallflänsen och isolerlcroppens (6) längst från metallflänsen (4) belägna ände har mindre diameter än ledaren i övrigt. , 7809619-5 ' t I s

7. Genomföring enligt patenthav 6, k: ä. n n e t é c k ii a. d därav, att leaaren på nämnde. sträcka (11) är kläaa med ett iaolerskim (15).

8. Genomföring enligt något av föregående patentlmav, k ä n n e t e c k - n a d därav, att den rörformiga isolantens (1) innqrvägg är cylindrisk.