Штыревой изолятор

Авторы патента:


 

Полезная модель относится к электроэнергетике, в частности к штыревым линейным высоковольтным полимерным изоляторам, предназначенным для крепления изолированного (СИП) и неизолированного провода к металлическим, железобетонным и деревянным опорам на воздушных линиях электропередач и в распределительных устройствах станций и подстанций, рассчитанных на напряжение 10, 20 кВ переменного тока промышленной частоты 50 Гц. Штыревой изолятор содержит изоляционное тело, выполненное из трех изоляционных деталей, одна из которых образует оголовник, вторая изоляционная деталь образует зону ребер, а третья образует зону крепления изолятора на штыре траверсы. Вторая изоляционная деталь установлена между первой и третьей изоляционными деталями, первая и третья изоляционные детали выполнены из полимерного материала класса высокопрочных термопластов, а вторая изоляционная деталь - из материала класса трекингостойких полимеров. Изоляционные детали установлены друг над другом и жестко соединены между собой, при этом наружный диаметр нижней детали соответствует внутреннему диаметру верхней детали. В результате размещения детали из кремнийорганической резины, характеризующейся высокой электрической прочностью, между оголовником (первая изоляционная деталь) и третьей изоляционной деталью (образующей зону крепежа изолятора на штыре), выполненными из материала, характеризующегося высокой механической прочностью, обеспечивается высокая электрическая прочность изолятора.

Полезная модель относится к электроэнергетике, в частности к штыревым линейным высоковольтным полимерным изоляторам, предназначенным для крепления изолированного (СИП) и неизолированного провода к металлическим, железобетонным и деревянным опорам на воздушных линиях электропередач и в распределительных устройствах станций и подстанций, рассчитанных на напряжение 10, 20 кВ переменного тока промышленной частоты 50 Гц.

Последнее время все более широко используют при ремонте и строительстве новых линий электропередач штыревые изоляторы из полимерных материалов, которые более устойчивы к механическим нагрузкам и имеют меньший вес, в сравнении с традиционными фарфоровыми и стеклянными изоляторами.

Известен опорный штыревой изолятор (RU 2208855, МПК H01B 17/14, опубл. 16.05.2001 г.), содержащий изоляционное тело с ребрами, с головкой и резьбовым отверстием для крепления штыря на опоре линии электропередач. Головка изолятора имеет отверстие с продольной прорезью, края прорези представляют собой выступы, которые входят в соответствующие пазы на фиксаторе, выполненном в виде отдельной детали. Фиксатор препятствует самопроизвольному выходу провода из отверстия через продольную прорезь головки.

Достоинством изолятора является наличие на головке фиксатора, обеспечивающего удобное размещение токонесущего провода в отверстии головки с последующей его надежной фиксацией.

Выполнение тела изолятора из полимерного материала класса высокопрочных термопластов не обеспечивает достаточной электрической прочности изолятора на внутренний пробой, к тому же такой изолятор характеризуется большим расходом дорогостоящего полимерного материала. При выполнении тела изолятора из кремнийорганической резины, характеризующейся высокими электроизоляционными свойствами, не обеспечивается достаточная механическая прочность изолятора (прочность на изгиб).

В качестве ближайшего аналога (прототип) выбран линейный полимерный изолятор (RU 2170465, МПК H01B 17/20, опубл. 01.03.2000 г.), выполненный в виде изоляционного тела, состоящего из двух деталей. Одна деталь образует головку для крепления провода и зону крепежа изолятора на опоре, вторая деталь образует на изоляторе зону ребер. В головке выполнена выемка для размещения в ней провода и кольцеобразная выемка для размещения в ней арматуры, крепящей токонесущий провод к изолятору. Первая деталь изготовлена из неабразивного материала, имеющего малый коэффициент трения, а вторая из стойкого к токам утечки материала. На изоляторе выполнена перемычка, электрически соединяющая провод или арматуру с поверхностью второй детали.

Головка (оголовник) и зона крепления изолятора на опоре выполнены в качестве одной детали (первой), и не смотря на наличие перемычки, возможен пробой изолятора по первой изоляционной детали. Изолятор характеризуется низкой электрической прочностью. Выемка головки, в отличие от предыдущего аналога, не снабжена фиксатором, поэтому в изоляторе не обеспечивается надежное удержание токонесущего провода в выемке.

Указанные недостатки устраняются в предложенном штыревом изоляторе.

Задача, на решение которой направлена настоящая полезная модель, заключается в повышении электрической прочности изолятора.

Решение поставленной задачи в штыревом изоляторе, содержащем изоляционное тело, выполненное из двух изоляционных деталей, одна из которых образует оголовник, а вторая - зону ребер, достигается тем, что изолятор содержит третью изоляционную деталь, образующую зону крепления изолятора на штыре траверсы, при этом вторая изоляционная деталь установлена между первой и третьей изоляционными деталями, первая и третья изоляционные детали выполнены из полимерного материала класса высокопрочных термопластов, а вторая изоляционная деталь - из материала класса трекингостойких полимеров.

Изоляционные детали установлены друг над другом и жестко соединены между собой, при этом наружный диаметр нижней детали соответствует внутреннему диаметру верхней детали.

На второй изоляционной детали выполнен кольцевой паз для установки в него первой изоляционной детали.

На второй изоляционной детали выполнен кольцевой выступ для закрепления на нем третьей изоляционной детали.

Все изоляционные детали соединены друг с другом концентрично и беззазорно.

В оголовнике выполнено цилиндрическое отверстие с продольной прорезью.

Изолятор снабжен фиксатором, выполненным с возможностью неподвижной установки в продольную прорезь оголовника.

Оголовник имеет кольцевую канавку для боковой вязки провода.

В качестве полимерного материала класса высокопрочных термопластов использован материал на основе полибутилентерефталата.

В качестве материала класса трекингостойких полимеров использована кремнийорганическая резина.

Вторая изоляционная деталь содержит, по крайней мере, одно ребро.

Предложенная конструкция полимерного штыревого изолятора обеспечивает его электрическую прочность в результате размещения детали из кремнийорганической резины, характеризующейся высокой электрической прочностью, между оголовником (первая изоляционная деталь) и третьей изоляционной деталью (образующей зону крепежа изолятора на штыре), выполненными из материал на основе полибутилентерефталата и характеризующимися высокой механической прочностью. В изоляторе исключается возможный его пробой по кратчайшему пути между проводом, закрепленным в отверстии оголовника, и заземленным штырем траверсы.

Выполнение же первой изоляционной детали (оголовника) и третьей изоляционной деталей (образующей зону крепежа изолятора на штыре) из механически прочных и жестких материалов, а также установка изоляционных деталей путем их чередования (по виду материалу) и соединение друг с другом концентрично и беззазорно по принципу «выемка-выступ», обеспечивает механическую прочность конструкции изолятора и устойчивость ее к действующим изгибающим нагрузкам, вызванным натяжкой и вибрацией провода.

Наличие на оголовнике фиксатора обеспечивает удобное размещение токонесущего провода в цилиндрическом отверстии и устраняет самопроизвольный выход провода из отверстия оголовника.

В отличие от прототипа, где деталь из кремнийорганической резины выполняет только функцию по защите электроизоляционного полимерного тела изолятора от действия токов утечки по поверхности, атмосферных воздействий, электрической дуги, в предлагаемом изоляторе изоляционная деталь из кремнийорганической резины сама используется в качестве тела изолятора, компенсирует создаваемые растягивающие и сжимающие усилия, исключая повышение напряжения в теле изолятора.

Ниже приведен один из вариантов осуществления настоящей полезной модели. Данный пример приведен прежде всего в целях иллюстрации и не должен быть истолкован как ограничение объема притязаний.

Сущность заявленного технического решения поясняется чертежом: общий вид штыревого изолятора.

Изолятор содержит изоляционное тело, состоящее из трех концентрично установленных и соединенных беззазорно между собой изоляционных деталей.

Первая изоляционная деталь 1 образует оголовник для центрального и бокового крепления провода. Оголовник 1 выполнен с цилиндрическим отверстием 2 для размещения в нем токонесущего провода и наружной кольцевой канавкой 3 для боковой вязки провода. В цилиндрическом отверстии 2 оголовника 1 выполнена продольная прорезь 4, обеспечивающая протяжку и укладку провода в цилиндрическое отверстие 2. Оголовник 1 снабжен фиксатором 5 в виде отдельной детали. Фиксатор 5 выполнен таким, что он устанавливается в продольную прорезь 4 после укладки провода, не позволяя самопроизвольному выходу провода из отверстия 2 через продольную прорезь 4. Фиксатор 5 устанавливается в продольную прорезь 4 без возможности последующего смещения его относительно оголовника 1 в окружном направлении по отношению к оси протягиваемого провода.

Первая изоляционная деталь 1 выполнена из полимера класса высокопрочных термопластов, например, из материала на основе полибутилентерефталата.

Фиксатор 5 может быть выполнен, например, из сшитого полиэтилена.

Третья изоляционная деталь 6 образует зону для крепления изолятора на штыре траверсы, выполнена в форме колпачка с резьбовым отверстием 7 под штырь. Третья изоляционная деталь 6 выполнена из полимера класса высокопрочных термопластов, например, из материала на основе полибутилентерефталата.

Между первой 1 и третьей 6 изоляционными деталями беззазорно установлена и жестко закреплена посредством инжекционного литья вторая изоляционная деталь 8, образующая зону ребер, обеспечивающих необходимую длину пути токов утечки по поверхности изолятора между проводом и штырем траверсы. Вторая изоляционная деталь 8 выполнена из эластичных трекингостойких полимерных материалов, например, из кремнийорганической резины. Вторая изоляционная деталь 8 выполнена в форме колпачка, охватывающего третью изоляционную деталь 6, и имеющая, по крайней мере, одно ребро 9.

Изоляционные детали 1, 6 и 8 установлены друг над другом и жестко соединены между собой так, что вторая изоляционная деталь 8 выполнена в форме колпачка такой формы, что она входит беззазорно в выемку первой детали 1 и устанавливается выемкой на третью изоляционную деталь 6 без зазора.

Вторая изоляционная деталь 8 из кремнийорганической резины выполнена с кольцевым пазом 10 для надежного закрепления на ней первой изоляционной детали 1 (оголовника), и кольцевым выступом 11 для фиксирования и закрепления в ней третьей изоляционной детали 6.

Изоляционные детали 1, 6 и 8 сопряжены между собой по цилиндрической, сферической и плоскостной поверхностям, что позволяет выполнить их надежное и беззазорное соединение.

Вторая деталь 8 из кремнийорганической резины разделяет тело изолятора на две части, выполненные из полимера класса высокопрочных термопластов, обеспечивая высокую электрическую прочность и исключая возможный пробой изолятора.

Верхний край резьбового отверстия под штырь 7 третьей изоляционной детали 6 расположен на уровне средней линии кольцевой канавки 3 для бокового крепления провода.

Штыревой изолятор изготавливают следующим образом.

Литьем под давлением на термопластавтоматах изготавливают первую 1 и третью 6 изоляционные детали. Формование второй изоляционной детали 8 осуществляют посредством установки первой 1 и третьей 6 деталей, предварительно покрытых связующим веществом, например, праймером, в зоне контакта трех деталей, в пресс-форму. В пресс-форму под давлением подают кремнийорганическую смесь, смесь вулканизируется при температуре 120-145°C в течение нескольких минут.

Монтаж (демонтаж) изолятора осуществляют навинчиванием его на полиэтиленовый колпачок, установленный на штырь опоры линии электропередач, без применения дополнительных приспособлений.

Изолятор, согласно полезной модели, характеризуется технологичностью изготовления, механической и электрической прочностью, может быть изготовлен в условиях отечественной промышленности с использованием известного оборудования, материалов и технологий.

1. Штыревой изолятор, содержащий изоляционное тело, выполненное из двух изоляционных деталей, одна из которых образует оголовник, а вторая - зону ребер, отличающийся тем, что изолятор содержит третью изоляционную деталь, образующую зону крепления изолятора на штыре траверсы, при этом вторая изоляционная деталь установлена между первой и третьей изоляционными деталями, первая и третья изоляционные детали выполнены из полимерного материала класса высокопрочных термопластов, а вторая изоляционная деталь - из материала класса трекингостойких полимеров.

2. Штыревой изолятор по п. 1, отличающийся тем, что изоляционные детали установлены друг над другом и жестко соединены между собой.

3. Штыревой изолятор по п. 2, отличающийся тем, что наружный диаметр нижней детали соответствует внутреннему диаметру верхней изоляционной детали.

4. Штыревой изолятор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что все изоляционные детали соединены друг с другом концентрично и беззазорно.

5. Штыревой изолятор по п. 1, отличающийся тем, что на второй изоляционной детали выполнен кольцевой паз для установки в него первой изоляционной детали.

6. Штыревой изолятор по п. 1, отличающийся тем, что на второй изоляционной детали выполнен кольцевой выступ для закрепления на нем третьей изоляционной детали.

7. Штыревой изолятор по п. 1, отличающийся тем, что в оголовнике выполнено цилиндрическое отверстие с продольной прорезью.

8. Штыревой изолятор по п. 7, отличающийся тем, что изолятор снабжен фиксатором, выполненным с возможностью неподвижной установки в продольную прорезь оголовника.

9. Штыревой изолятор по п. 1, отличающийся тем, что оголовник имеет кольцевую канавку для боковой вязки провода.

10. Штыревой изолятор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве полимерного материала класса высокопрочных термопластов использован материал на основе полибутилентерефталата.

11. Штыревой изолятор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала класса трекингостойких полимеров использована кремнийорганическая резина.

12. Штыревой изолятор по п. 1, отличающийся тем, что вторая изоляционная деталь содержит, по крайней мере, одно ребро.

РИСУНКИ



 

Похожие патенты:
Наверх