Высоковольтный ввод для криогенных устройств

Высоковольтный ввод для криогенных устройств

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВДЬСТВУ

Союз Советских

Социалистичесеа

Реслубпин (1i iI, 5981 31 с е —. ъ (б1) дополнительное к авт. свид-By (д2) Заявлено 23.08.74 (2))2055960/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.03.78. Бюллетень №1 (45) Дата опубликования описания 21.02.78 (51) М. Кл

Н 01 В 17/26 Н 01 B 12/00

H 01 L 39/00

Государстееннмй комитет

Совета Министров СССР оо делам нэобретеннй н открытий (53) УДК621 56:621. .315 3(088 8) (72) Авторы изобретения

Н, Ф, Готвянский, М. Л, Вулис, И. М. Абуев, А. В. Герасимов, А. И. Малыхин, И. В, Рыбин и H. Т. Содрицов (71) Заявитель

Государственный научно-исследовательский энергетический институт им. Г. М. Кржижановского (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ВВОД ДЛЯ КРИОГЕННЫХ

УСТРОЙСТВ т

Изобретение относится к области электротехники, в честности к кабельной технике, и может быть использовано при создании сверхпроводящих линий электропередачи.

Известен высоковольтный сильноточньтй ввод для криогенных устройств, содержащий изолятор, предназначенный для электрической развязки с корпусом, токсведущий элемент и, выполненную с ним как : . одг но целое, колодку для подключения к источнику литания (13, При этом площадь поверхности колодки и плошадь поперечного сечения токоведущего элемента определяются исходя из величины пропускаемого номинального тока, а не из тепловых характеристик. Эти площади соотносятся таким образом, что на бестоковых режимах установки (захолаживание, высоковольтные испытания при криогенных температурах) теплоподвод к поверхности колодки из окружающей среды значительно меньше теплоотвода теплопроводностью материала по токоведушему элементу в холодную зону установки (к магниту, кабелю). Это приводит к понижению температуры поверхности колодки, что является причиной обмерэания колодки и прилегающего к ней изолятора. Последнее эеэко снижает надежность изолятора при подаче напряжения, так как может произойти пробой по поверхности изолятора, а, также снижается надежность уплотнительных соединений.

Этого можно избежать, развив, поверх10 ность колодки и, следовательно, увеличив ее теплообмен с окружающей средой до величины, обеспечивающей незначительный градиент температур с окружающей средой.

Но это приведет к увеличению теплоприто15 ка в холодную зону, что увеличит время захолаживания и расход хладоагента (азота, жидкого гелия). Кроме того, при этом увеличивается металлоемкость и габариты колодки.

Известен также высоковольтный ввод, содержащий изолятор, расположенный по его оси токоведущий элемент, соединенный с колодкой, предназначенной для подключения к

25 источнику, питания- и трубку, навитую на колодку, по которой проходит среди, термостатируюшая колодку и изолятор j2), Однако указанному вводу присущ су1пественный недостаток, а именно наличие теппопритоке. в холодную зону в бестоковом режиме, вследствие нецрерывной тепловой связи между криогенным устройством и источником эпектропитания, находящимся .при комнатной температуре, так как ввод не имеет возможности прерывать тепповчю связь между ко- lp лодкой и токоведушим элементом при бестоковом режиме, а также обеспечивать электрическую связь между ними в рабочем режиме (подачи тока).

С цепью повышения надежности и экономичности, предлагаемый высоковольтный ввод снабжен соединяющей токоведуший элемент и колодку обечайкой, установленным на обечайке сосудом, зацолненным газом, и сипьфоНОМ, СОобшаюшимся с сосудомз при этОм 2Q токоведущий элемент.и колодка установлены друг относительно друга с зазором, в колод ке со стороны„ обращенной к токоведушему элементу выполнена полость, частично заполненная электропроводной жидкостью, над 25 поверхностью которой расположен сипьфон, а камера, образовайная токоведушим элементом, колодкой и обечайкой, вакуумирована.

На чертеже изображен описываемый высоковольтный ввод продольный разрез. 30

Высоковольтный ввод состоит из токоведущего элемента 1, размешенного в кор-, пусе 2, и коподки 3, соединенных между собой обечайкой 4. Между колодкой и корпусом установлен изолятор 5. На обечайке

4 размешен сосуд 6, заполненный пегкоконденсируюшим газом, который через трубку 7 и отверстие 8 колодки 3 соединен с внутренним пространством гпухого сипьфона 9, установленного в полости «в» колодки 3, заполнен- 4О ной,эпектропроводной жидкостью. Температура конденсации газа 7 должна быть выше температуры плавления эпектропроводяшей жидкости и ниже рабочей температуры колодки 3. В качестве такого газа может 45 быть использован монофтордихпорметан (фре-. он 21), этипамин, фреон 114 и другие.

Торцовая часть токоведущего элемента

1 имеет проточку, образуюшую полость "б", в которой размещен кольцевой выступ 10 колодки 3

Полости "б и "в соединены между собой трубками слива 11 и подачи 12, причем последняя проходит в полость а" и не имеет теплового контакта с токоведушим

55 элементом 1. Полости а, б и "в". вакуумир вены, вакуум поддерживается адсорбентом 1 3.

В начале режима охпаждения криоэпектротехнического устройства (бестоковый, режим)

»» з0 попость t> за!1oп11ена эпектропровопной жидкостьк1, вследствие чего копенке и токоведуший элемент 1 имек т тепповой контакт. По мере понижения температуры токоведущего элемента l и колодки 3 легко конденсирук1шийся газ, иаходяп1ийся в сосуде 6, конденсируется, давпение в сипьфоне

9 падает, он сжимается и эпектропроводяшая жидкость через трубку ll спивается в полость в, размыкая термический контакт между коподкой 3 и токоведушим эпементом 1.

В таком положении основной теппоприток в низкотемпературную зону осуществляется только по мапотеппопроводной обечайке 4, B рабочем режиме при подаче тока через колодку 3 к токоведушему элементу ток пойдет по обечайке 4, что вызовет ее быстрый разогрев. Разогреется также сосуд

6, расположенный на обечайке 4 и газ испарится. Давление резко возрастет, и сильфон 9, растягиваясь передавит эпектропро водяшую жидкость по трубке 12 в полость б, обеспечивая тем самым электрический контакт между колодкой 3 (выступ 10),и ,токоведушим элементом. Ток пойдет по цепи: колодка 3 — эпектропроводяшая жидкость— токоведуший элемент 1, имеюший расчетное электрическое сопротивление, значительно меньше, чем сопротивление обечайки 4, За счет джоулевого тепловыделения в констрчкции электрического ввода температура колодки поддерживается близкой к температуре. окружающей среды.

Сипьфон 19, кроме функции вытесните- ля, выполняет роль ограничителя количества передавпиваемой эпектропроводяшей жидкости и полностью замыкает объем, заполненный газом, т. е. делает эту систему закрытой.

Как видно из вышеописанного, предлагаемая конструкция электрического ввода авто матически обеспечивает режимы работы криогенного устройства, мапый теппоприток в холодную зону, вследствие чего повышается экономичность и надежность.

Формула изобретения

Высоковольтный ввод для криогенных устройств, содержаший изолятор, расположенный по его оси токоведуший элемент, соединенный с колодкой, предназначенной Llnsr подключения к источнику питания, о т и ич а ю ш и и с я тем, что, с цепью повышения надежности и экономичности, он снабжен соединяюшей токоведущий элемент и колодку обечайкой, установленным на обечайке сосудом, заполненным газом, и сипьфоном, 7 сооб шаюш и мся с сосудом, при этом гоковедуший weмент и колодка установпеиы . друг относительно друге с за-, 5с!81 q1

Составитель Ю. БуяноВ

Редактор Л. Баглай Техред< 3. фанта Корректор И. Гоксич

Заказ 1251/43 Тираж 960 Подписное !!НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.

Филиал ПШ Г!атент r. Ужгород ул. Проектная, 4 зоро л, в конопле со с героны, обря денной к токоведуиьеь. у зпементу, выполнена полость, чясти шо зяпопненняи электропроводпой жидкостью, няд поверхностью которой расположен сипьфоп, я камера, обрязовянпяи токоведушич элементом, колодкой и пбечяйкой, вякуучировяня.

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 434486) Н 01 В 17/26,.26.11.702. Патент Франиии ¹ 2066600, кл. Н 01 V 11/00, 27.10.70.