Герметизированное устройство сосжатым газом

Герметизированное устройство сосжатым газом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскнк

Соцналнстнческнк

Реслублнк (61) Дополнительное к а (22) Заявлено 04.01.79 с присоединением заявки (23) Приоритет—

Опубликовано 07

Дата опубликова

ГещАарственный кюм»тет

СССР йо делам изобрете»и»

» аткрмтий (72) Авторы изобретения

А. И. Полтев, М. С. Кияницына, В. В. Афанасьев и П. Ф. Ильев (71) Заявитель (54) ГЕРМЕТИЗИРОВАННОЕ УСТРОИСТВО СО СЖАТЫМ ГАЗОМ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к герметизированным распределительным устройствам и герметизированным токопроводам, содержащим оболочки из ферромагнитного материала, внутри которых расположены токоведущие элементы, обычно один или три.

Протекание переменного тока по токопроводу (или токопроводам) вызывает в оболочке потери из-за индуктированных в ней токов и, как следствие этих потерь, нагревание оболочки. Нагревание оболочек существенным образом ограничивает значения допустимых токов, протекающих по токооведущим элементам или вынуждает применять оболочки существенно больших размеров, чем это требуется из условия обеспечения необходимой электрической прочности. Кроме того, в пространстве между токояроводом и оболочкой могут находиться мелкие и мельчайшие твердые частицы, как из токопроводящего материала, так и из непроводникового. Как правило, эти частицы оседают из внутренней поверхности оболочек. Под воздействием приложенного к токопроводу напряжения, когда напряженность электрического поля вблизи от внутренней поверхности оболочки превзойдет некоторый предел, твердые частицы придут в движение. При достаточной напряженности поля твердые частицы могут приблизиться к токопроводу, и инициировать пробой промежутка токоировод-оболочка. Следовательно, вероятность пробоя существенно уменьп ится и электрическая прочность конструкции увеличится, если твердые частицы из промежутка между оболочкой и элементами, находящимся по высоким напряжением, будут удалены.

Известно герметизированное устройство 11) со сжатым газом, содержащее токопровод, расположенный в оболочке, и ловушки для частиц в виде углублений в оболочке.

Однако в известном устройстве не пред :смотрены средства для :меньшения тепловых потерь.

Известно также изолированное газом устройство для переменного тока, содержащее проводник, заключенный в металлическую обо26 лочку из ферромагнитного материала, имеющую продольный зазор, закрываемый полосой из пара магнитного материала, соединенной с оболочкой двумя швами, расстоя-.

845180 ние между которыми больше толщины стенки оболочки (2).

Однако герметизирующую полосу из парамагнитного материала будет пронизывать часть переменного магнитного потока, протекающего через зазор, и в ней, следовательно, будут иметь место тепловые потери.

Устройство не предусматривает также улавливания твердых частиц.

Целью изобретения является повышение надежности путем уменьшения тепловых потерь при одновременном улавливании твердых частиц.

Для этого в известном герметизированном устройстве со сжатым газом, содеращем по крайней мере один проводник, расположенный внутри оболочки из ферромагнитного материала, имеющей в осевом направлении зазор, закрытый элементом из нем агнитного материала, кромки которого соединены с оболочкой, указанный элемент выполнен с продольным углублением, например корытообразной формы, и установлен с наружной стороны оболочки с образованием полости между ним и последней, при этом соприкасающиеся с оболочкой кромки элемента удалены от кромок зазора на расстояние не меньше его ширины, а глубина полости у кромки зазора составляет не менее 1,5 ширины зазора.

На фиг. 1 показан разрез герметизированного устройства с одним проводником; на фиг. 2 — то же с тремя проводниками; на фиг. 3 — 6 возможные конструктивные выполнения; на фиг. 7 — путь протекания переменного магнитного потока через зазор.

Устройство содержит оболочку 1 из ферромагнитного материала, в которой расположен один или три проводника 2.

Оболочка выполнена с продольным зазором 3, имеющим ширину S. Зазор закрыт элементом 4 из немагнитного материала.

Элемент может иметь разнообразную форму: полуцилиндрическую, прямоугольную и т. д. Элемент 4 установлен с внешней стороны оболочки с образованием полости 5; его кромки отстоят от кромок зазора на расстояние 4 )3, при этом расстояние h между оболочкой у края зазора и элементом составляет не менее 1,5 ширины зазора.

Пунктирная эквипотенциальная линия 6 показывает, что электрическое поле в полости 5 отсутствует.

На фиг. 7 показана часть оболочки с зазором и протекающий через него переменный магнитный поток. о+ 88 + В.н + лр.6 Crêð.í

Рассмотрим следующие два физических явления: во-первых, магнитный поток, в воздушном зазоре (прорези) и примыкающей к ней области, во-вторых, движение твердых частиц из проводящих и непроводящих ма5

G =6.+Gg+6

Gy =/(4», 1 4 причем

kr у, 4 (--, . ».Уг (л =2p

"Ф Я6» jf

Таким образо:.1 бди,(.

У М:,4) .(Положив гп -- 2 г, .l:ë-.é .е 1 полн)по суммарную проводи. :,", . -;:,.;,::, ы воздушного зазора

G — — Я 1 — 0.5) . —;,: — — --- ) г ф о @ д ,Ро (+ 0,52 + ) ==)4„(@ + 0,52+ . Я - 6

+ 0,85) =pl©(- 1,";

Если внутренн n . ...,: .ригурной накладки охватывает raс-ь <раевого магнитного потока, огранийенного радиусом R =

= — + m = 1,5,, то сригурную накладку будет пронизывать часть r! .ãr è. пого потока, определяемая проводи rocTblo ..1, котоюфзр(»эг рая равна

ÊÀà луома=.

1 г»

50 териалов, наход-lгппхся вс внутренней полость Обод&. ек, l:;:" ействием электрическоГО ПОЛЯ.

1. Магнитный поток, протеки.: ьп»й через зазор в оболочке (фиг. 7) сос - однородного потока Ф, потоков вь:"анпя Фв и краевых потоков Ф„. Вели-::-; ываемого краевого потока опре.ц-, : I, ". Осстоянием 2 от кромки зазора, котс, ч — :.и расчетах принимается равным вел яипе зазорами.

Если переменный ..1.- г ппный поток Ф или хотя бы некоторая часть его будет пронизывать герметизирующую накладку из немагнитного материала, то в этой накладке будет индуктпроваться ЭДС и ток, будут иметь место тепловые потери.

Проводимость единкиы длины воздушного зазора G< равна сумме проводимостей прямоугольного параллелепипеда с размерами t X 1 Х 6, двух полуцилиндров диаметром 6 и двух половин полых цилиндров с радиусами 6 /2 и <э /2+ m, т. е. гдето„— магнитная проннпаемость воздуха.

G< = 2р4 0,26 == pt>: 0,52 при расчетах rr(» и:. оi

В реальных констр,,:;пня:- =- 0,3 —:0,8.

845180

Таким образом, отношение пронизывающего прокладку потока к полному равно

4 т F> GE 1"о(— +,у) ggt4i3V

= 0,063.

Потери в накладе пропорциональны квадрату магнитного потока. Они, следовательно, составляют 0,4% от полных потерь и их поэтому можно не учитывать. Таким образом, применение фигурной накладки, охватывающей часть краевого магнитного потока радиуса R = 1,5 G вполне оправдано.

2. Из фиг. 2 видно, что в полости напряженность электрического поля Е = О.

Поэтому, если частица попадет в полость, выйти из нее под действием сил электрического поля она уже не сможет, поскольку в полости Е = О.

Поскольку частицы, находящиеся внутри оболочки, под действием переменного. электрического поля непрерывно хаотично движутся, они с течением времени обязательно окажутся в ловушке. Вследствие этого вероятность перекрытия с токопровода на оболочку уменьшится и возрастет надежность работы конструкции.

Формула изобретения

Герметизи рова нное устройство со сжатым газом, содержащее по крайней мере один проводник, расположенный внутри обо лочки из ферромагнитного материала, имеющей в осевом направлении зазор, закрытый элементом. из немагнитного материала, кромки которого соединены с оболочкой, отличаюи1ееся тем, что, с целью повышения надежности путем уменьшения тепловых потерь при одновременном улавливании твердых частиц, указанный элемент выполнен с продольным углублением, например корытообразной формы, и установлен с наружной стороны оболочки с образованием полости между ним и последней, при этом соприкасающиеся с оболочкой кромки элемента удалены от кромок зазора на расстояние не меньшее его ширины, а глубина полости у кромки зазора составляет не менее . 1,5 ширины зазора. го

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе—

1. Патент США № 4029891, кл. 174 — 14, 1977.

2. Патент Швейцарии № 509688, кл. Н 01 В 13/06, 1978.

845180

Редактор Г. Петрова

Заказ 4! 72/4

Составитель Н. Борисова

Техред А. Боикас Корректор Ю.Макаренко

Тираж 784 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР па делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г, Ужгород, ул. Проектная, 4