RU218539U1

RU218539U1 - Conductor with combined insulation

Info

Publication number: RU218539U1
Application number: RU2023110174U
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Вариводов; Дмитрий Игоревич Ковалев; Дмитрий Владиславович Голубев
Filing date: 2023-04-20
Publication date: 2023-05-30

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники. Технический результат заключается в повышении эффективности применения токопроводов и расширении области применения, в том числе для подводной прокладки. Технический результат достигается тем, что токопровод содержит цилиндрическую токоведущую жилу (1), внутренний полупроводящий слой (2), внутренний изоляционный слой (3) с выступами (4), внешний полупроводящий слой (5), внешний изоляционный слой (6) и оболочку (7). Между внутренним изоляционным слоем (3) и внешним полупроводящим слоем (5) имеется газовая полость (8), заполненная газом. Внешний полупроводящий слой (5) выполнен упругим. Выступы (4) внутреннего изоляционного слоя (3) плотно прижаты к внешнему полупроводящему слою (5). 1 ил.

The utility model relates to the field of electrical engineering. The technical result is to increase the efficiency of the use of conductors and expand the scope, including for underwater laying. The technical result is achieved in that the conductor contains a cylindrical current-carrying core (1), an inner semi-conductive layer (2), an inner insulating layer (3) with protrusions (4), an outer semi-conductive layer (5), an outer insulating layer (6) and a sheath ( 7). Between the inner insulating layer (3) and the outer semi-conductive layer (5) there is a gas cavity (8) filled with gas. The outer semi-conductive layer (5) is elastic. The protrusions (4) of the inner insulating layer (3) are tightly pressed against the outer semi-conductive layer (5). 1 ill.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к области электротехники, а именно к устройствам, обеспечивающим передачу электрического тока в нормальных и аварийных режимах, в том числе в экстремальных условиях внешней среды (например, при подводной морской прокладке).The proposed utility model relates to the field of electrical engineering, namely, to devices that ensure the transmission of electric current in normal and emergency modes, including extreme environmental conditions (for example, underwater sea laying).

Известен токопровод (Патент РФ №2700506, МПК H02G5/06, H01B3/00, B32B15/02, опубл. 17.09.2019), содержащий трубчатый проводник, вокруг которого расположены следующие слои изоляции: внутренний полупроводящий слой, твердый изоляционный слой, наружный полупроводящий слой, слой эпоксидной смолы, отвержденной до состояния упругости и гибкости, в котором расположен заземляющий элемент и слой защитной оболочки, при этом все слои и заземляющий элемент соединены между собой и сжаты защитной оболочкой усилиями, направленными к центру токопровода. A current conductor is known (RF Patent No. 2700506, IPC H02G5 / 06, H01B3 / 00, B32B15 / 02, publ. 09/17/2019), containing a tubular conductor around which the following insulation layers are located: an inner semi-conductive layer, a solid insulating layer, an outer semi-conductive layer , a layer of epoxy resin cured to a state of elasticity and flexibility, in which the grounding element and the protective sheath layer are located, while all layers and the grounding element are interconnected and compressed by the protective sheath by efforts directed towards the center of the conductor.

К недостаткам известного устройства относятся большие диэлектрические потери, вследствие применения по всей длине токопровода твердой изоляции, имеющей высокую диэлектрическую проницаемость. The disadvantages of the known device include large dielectric losses due to the use of solid insulation along the entire length of the conductor, having a high dielectric constant.

Техническая задача предлагаемой полезной модели состоит в снижении диэлектических потерь в токопроводе путем создания слоя газовой изоляции в токопроводе по большей части ее длины.The technical task of the proposed utility model is to reduce dielectric losses in the conductor by creating a layer of gas insulation in the conductor along most of its length.

Технический результат заключается в повышении эффективности применения токопроводов и расширении области применения, в том числе для подводной прокладки. The technical result is to increase the efficiency of the use of conductors and expand the scope, including for underwater laying.

Это достигается тем, что в известном токопроводе, содержащем трубчатый проводник - токоведущую жилу, внутренний полупроводящий слой, твердые или упругие изоляционные слои, внешний полупроводящий слой, оболочку, согласно полезной модели, внутренний изоляционный слой имеет выступы, плотно прилегающие к внешнему полупроводящему слою и формирующие полость между внутренним изоляционным слоем и внешним полупроводящим слоем, причем внешний полупроводящий слой выполнен упругим, полость заполнена газом с высокой электрической прочностью, а оболочка выполнена заземленной. This is achieved by the fact that in a well-known current conductor containing a tubular conductor - a current-carrying core, an inner semi-conductive layer, solid or elastic insulating layers, an outer semi-conductive layer, a shell, according to the utility model, the inner insulating layer has protrusions that fit snugly against the outer semi-conductive layer and form a cavity between the inner insulating layer and the outer semi-conductive layer, wherein the outer semi-conductive layer is made elastic, the cavity is filled with gas with high electric strength, and the shell is made grounded.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена схема предлагаемого устройства. The essence of the utility model is illustrated by a drawing, which shows a diagram of the proposed device.

Токопровод с комбинированной изоляцией содержит цилиндрическую токоведущую жилу 1, внутренний полупроводящий слой 2, внутренний изоляционный слой 3 с выступами 4, внешний полупроводящий слой 5, внешний изоляционный слой 6, заземленную оболочку 7, причем между внутренним изоляционным слоем 3 и внешним полупроводящим слоем 5 имеется газовая полость 8, выполненная с возможностью заполнения газом, а внешний полупроводящий слой 5 выполнен упругим. Выступы 4 внутреннего изоляционного слоя 3 плотно прижаты к внешнему полупроводящему слою 5. Внешний полупроводящий слой 5 может быть выполнен из этилен-пропиленового каучука с добавлением наполнителя для повышения его проводимости. Внутренний изоляционный слой 3 может быть выполнен из эпоксидных компаундов. Полость 8 может быть заполнена газом с высокой электрической прочностью (например, элегазом, смесью элегаза с азотом, флюоронитрилом - под давлением). Внешний изоляционный слой 6 может быть выполнен из эпоксидного компаунда Выступы 4 могут быть произвольной формы, однако форма их выбирается из условия выравнивания напряженности электрического поля на поверхности выступов.Conductor with combined insulation contains a cylindrical current-carrying core 1, an inner semi-conductive layer 2, an inner insulating layer 3 with protrusions 4, an outer semi-conductive layer 5, an outer insulating layer 6, a grounded sheath 7, and between the inner insulating layer 3 and the outer semi-conductive layer 5 there is a gas cavity 8, made with the possibility of filling with gas, and the outer semi-conductive layer 5 is made elastic. The protrusions 4 of the inner insulating layer 3 are tightly pressed against the outer semi-conductive layer 5. The outer semi-conductive layer 5 may be made of ethylene-propylene rubber with the addition of a filler to increase its conductivity. The inner insulating layer 3 may be made of epoxy compounds. The cavity 8 can be filled with a gas with high electrical strength (for example, SF6, a mixture of SF6 with nitrogen, fluoronitrile - under pressure). The outer insulating layer 6 can be made of an epoxy compound. The protrusions 4 can be of arbitrary shape, however, their shape is selected from the condition of equalizing the electric field strength on the surface of the protrusions.

Устройство работает следующим образом. The device works as follows.

При подаче напряжения на токоведущую жилу 1 через нее протекает активный ток проводимости, а на заземленную оболочку 7 протекает ток смещения, обусловленный емкостным сопротивлением изоляционных слоев 3 и 6. При протекании тока смещения возникают диэлектрические потери. Величина диэлектрических потерь зависит от емкостного сопротивления изоляционных слоев 3 и 6 и величины тока смещения. Введение газовой полости 8 существенно увеличивает емкостное сопротивление из-за малой диэлектрической проницаемости газа по сравнению с твердым диэлектриком и, соответственно, значительно снижает потери. When voltage is applied to the current-carrying core 1, an active conduction current flows through it, and a bias current flows to the grounded sheath 7, due to the capacitive resistance of the insulating layers 3 and 6. When the bias current flows, dielectric losses occur. The magnitude of dielectric losses depends on the capacitance of the insulating layers 3 and 6 and the magnitude of the bias current. The introduction of the gas cavity 8 significantly increases the capacitance due to the low dielectric constant of the gas compared to a solid dielectric and, accordingly, significantly reduces losses.

Расположение газовой полости 8 вдали от токоведущей жилы 1 снижает напряженность электрического поля в самой полости и с учетом возможности использование в полости 8 газа с высокой электрической прочностью в ней исключаются электрические разряды. The location of the gas cavity 8 away from the current-carrying core 1 reduces the electric field strength in the cavity itself and, taking into account the possibility of using gas with high electrical strength in the cavity 8, electrical discharges are excluded.

Плотно прижатые выступы 4 изоляционного слоя 3 к внешнему упругому полупроводящему слою 5 не образуют газовых прослоек между выступами и полупроводящим слоем, что исключает появление частичных разрядов в этой зоне.The tightly pressed protrusions 4 of the insulating layer 3 to the outer elastic semi-conductive layer 5 do not form gas interlayers between the protrusions and the semi-conductive layer, which eliminates the appearance of partial discharges in this zone.

Внутренний полупроводящий слой 2 исключает появление высоких локальных электрических и термомеханических напряженностей на границе раздела токоведущей жилы 1 и изоляционного слоя 3.The inner semiconducting layer 2 eliminates the appearance of high local electrical and thermomechanical stresses at the interface between the current-carrying core 1 and the insulating layer 3.

Внешний полупроводящий слой 5 регулирует электрическое поле в изоляции токопровода.The outer semi-conductive layer 5 regulates the electric field in the conductor insulation.

Оболочка 7 выполняется герметичной, защищает внутренние элементы токопровода от внешних воздействий и обеспечивает заземление токопровода. Она может быть металлической или изоляционной с металлическими элементами, обеспечивающими заземление токопровода.Sheath 7 is sealed, protects the internal elements of the conductor from external influences and provides grounding of the current conductor. It can be metal or insulating with metal elements that provide grounding of the conductor.

Использование полезной модели позволяет снизить диэлектрические потери в токопроводе не менее чем в два раза без снижения электрической прочности изоляции токопроводов, что дает возможность расширить область их применения для больших расстояний передачи электроэнергии, в том числе для подводной морской прокладки.The use of the utility model makes it possible to reduce the dielectric losses in the current conductor by at least two times without reducing the dielectric strength of the insulation of the current conductors, which makes it possible to expand the scope of their application for long distances of electric power transmission, including for underwater marine laying.

Claims

Conductor with combined insulation, containing a tubular current-carrying core, around which are located an inner semi-conductive layer, an inner insulating layer, an outer semi-conductive layer, an outer insulating layer, and a sheath, characterized in that the inner insulating layer has protrusions that fit snugly against the outer semi-conductive layer and form a cavity between the inner insulating layer and the outer semi-conductive layer, wherein the outer semi-conductive layer is made elastic, the cavity is filled with gas with high electric strength, and the shell is made grounded.