Изолятор фарфоровый для контактной сети железных дорог (варианты)
Изолятор фарфоровый для контактной сети железных дорог, имеющий: по варианту первому - девять ребер, по варианту второму - пять ребер; отличающийся тем, что соотношение длины пути утечки к диаметру торца изоляционной части, к минимальному диаметру изоляционной части, к количеству ребер составляет:
- по варианту первому - 105,6:(8-11):(6-9):1;
- по варианту второму - 120:(14-19):(10-16):1.
1 ил.
Полезная модель относится к электротехнике, в частности к изоляторам для контактной сети железных дорог высокого напряжения, используемых для изоляции и крепления электрических устройств контактной сети железных дорог.
Известен опорный изолятор, содержащий изоляционную часть, имеющую в продольном сечении седлообразную форму, и фланцы (А.с. СССР 625255, МКИ Н01В 17/14). Основным недостатком такого изолятора является его низкая механическая прочность при растяжении, большие габариты и масса, в результате чего он не может использоваться на контактной сети железных дорог.
Известен подвесной тарельчатый изолятор, содержащий изоляционную часть, закрепленную с помощью цементной связки в металлическую шапку (Синявский В.Н. Расчет и конструирование электрокерамических конструкций. Учебник для электромеханических техникумов. Изд. 2-е доп. и перераб. М., «Энергия», 1977, с.98). Основным недостатком этого изолятора является его то, что на высокие напряжения подвесные тарельчатые изоляторы собирают в гирлянды, имеющие значительную массу и габариты, а также сложность монтажа и эксплуатации.
За ближайший аналог заявляемой полезной модели выбран изолятор фарфоровый для контактной сети железных дорог, содержащий изоляционную часть с ребрами и оконцеватели укрепленные в торцах изоляционной части с помощью цементной связки (Каталог открытого акционерного общества «ЭЛИЗ», Раздел 1. Изоляторы для контактной сети железных дорог, ОАО «ЭЛИЗ», г.Пермь, 2003, с.3-4). Вышеуказанные признаки являются общими с признаками предлагаемой полезной модели.
Основным недостатком такого изолятора является большая масса, затрудняющая его монтаж и эксплуатацию. Объясняется это большим диаметром изоляционной части.
Предлагаемой полезной моделью решается задача снижения массы известного изолятора фарфорового для контактной сети железных дорог при сохранении его электрических и механических характеристик.
Для достижения указанного технического результата в изоляторе фарфоровом для контактной сети железных дорог, имеющем: по варианту первому - девять ребер, по варианту второму - пять ребер; соотношение длины пути утечки к диаметру торца
изоляционной части, к минимальному диаметру изоляционной части, к количеству ребер составляет:
- по варианту первому - 105,6:(8-11):(6-9):1;
- по варианту второму - 120:(14-19):(10-16):1.
Отличительными признаками предлагаемой полезной модели от указанного выше технического решения является то, соотношение длины пути утечки к диаметру торца изоляционной части, к минимальному диаметру изоляционной части, к количеству ребер составляет:
- по варианту первому - 105,6:(8-11):(6-9):1;
- по варианту второму - 120:(14-19):(10-16):1.
Благодаря наличию этих признаков уменьшается масса изолятора фарфорового для контактной сети железных дорог при сохранении его механических и электрических характеристик не ниже нормированных.
Соотношение длины пути утечки изолятора (который взят в качестве прототипа), к диаметру торца изоляционной части, к минимальному диаметру изоляционной части, к количеству ребер составляет:
- по варианту первому - 118,8:12,9:10,6:1;
- по варианту второму - 120:20,6:17:1.
Параметры изолятора, который взят в качестве прототипа, представлены в таблице.
Наименование параметра | Первый вариант (изоляторы типа ФСФ, КСФ 100-25/0,95 УХЛ1) | Второй вариант (изоляторы типа НСФ, ФСФ, КСФ 100-3/0,6 УХЛ1) |
Длина пути утечки, мм | 950 | 600 |
Диаметр торца изоляционной части, мм | 103 | 103 |
Минимальный диаметр изоляционной части, мм | 85 | 85 |
Количество ребер, шт. | 9 | 5 |
Масса, кг | 19,5-20,5 | 15,5-17,0 |
Соотношение длины пути утечки изолятора к диаметру торца изоляционной части, к минимальному диаметру изоляционной части, к количеству ребер | 118,8:12,9:10,6:1 | 120:20,6:17:1 |
Основным недостатком такого изолятора является большая масса, затрудняющая его монтаж и эксплуатацию. Объясняется этот недостаток большим диаметром изоляционной части.
Параметры предлагаемого изолятора представлены в таблице.
Наименование показателя | Первый вариант (изоляторы типа ФСФ, КСФ 100-25/0,95 М УХЛ1) | Второй вариант (изоляторы типа НСФ, ФСФ, КСФ 100-3/0,6 М УХЛ1) |
Длина пути утечки, мм | 950 | 600 |
Диаметр торца изоляционной части, мм | 72-99 | 70-95 |
Минимальный диаметр изоляционной части, мм | 54-81 | 50-80 |
Количество ребер, шт. | 9 | 5 |
Масса, кг | 15,0-17,0 | 13,0-14,5 |
Соотношение длины пути утечки изолятора к диаметру торца изоляционной части, к минимальному диаметру изоляционной части, к количеству ребер | 105,6:(8-11):(6-9):1 | 120:(14-19):(10-16):1 |
Уменьшение диаметра изоляционной части позволяет снизить массу изолятора. При этом сохраняются механические и электрические характеристики изолятора. Механическая разрушающая сила при растяжении изолятора, установленная опытным путем, превышает нормированную на 16-37%. Электрические характеристики изолятора, установленные опытным путем, не ниже нормированных. Параметры опытных образцов, в том числе предлагаемого изолятора, представлены в таблицах.
Наименование параметра | Опытные образцы (ФСФ, КСФ 100-25/0,95 М УХЛ1) | ||||||||
Опытный образец 1 | Предлагаемый изолятор - первый вариант | Опытный образец 5 | |||||||
Опытный образец 2 | Опытный образец 3 | Опытный образец 4 | |||||||
Длина пути утечки, мм | 950 | ||||||||
Диаметр торца изоляционной части, мм | 101 | 99 | 90 | 72 | 63 | ||||
Минимальный диаметр изоляционной части, мм | 83 | 81 | 72 | 54 | 45 | ||||
Количество ребер, шт. | 9 | ||||||||
Масса, кг изолятора типа: | |||||||||
КСФ 100-25/0,95 М УХЛ1 | 18,8 | 17,0 | 16,4 | 15,5 | 13,9 | ||||
ФСФ 100-25/0,95 М УХЛ1 | 18,0 | 16,3 | 15,7 | 15,0 | 13,5 | ||||
Соотношение длины пути утечки к диаметру торца изоляционной части, к минимальному диаметру изоляционной части, к количеству ребер | 105,6:11,2:9,2:1 | 105,6:11:9:1 | 105,6:10:8:1 | 105,6:8:6:1 | 105,6:7:5:1 | ||||
Механическая разрушающая сила при растяжении, кН: Установленная опытным путем | 144 | 137 | 127 | 117 | 95 | ||||
Нормированное значение | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | ||||
Испытательное одноминутное напряжение частоты 50 Гц в сухом состоянии, кВ: | |||||||||
Фактически выдерживаемое | 145 | ||||||||
Нормированное значение | 145 |
Наименование параметра | Опытные образцы (НСФ, ФСФ, КСФ 100-3/0,6 М УХЛ1) | ||||||
Опытный образец 1 | Предлагаемый изолятор - второй вариант | Опытный образец 5 | |||||
Опытный образец 2 | Опытный образец 3 | Опытный образец 4 | |||||
Длина пути утечки, мм | 600 | ||||||
Диаметр торца изоляционной части, мм | 100 | 95 | 90 | 70 | 65 | ||
Минимальный диаметр изоляционной части, мм | 83 | 80 | 75 | 50 | 45 | ||
Количество ребер, шт. | 5 | ||||||
Масса, кг изолятора типа: | |||||||
КСФ 100-3/0,6 М УХЛ1 | 16,0 | 14,5 | 14,1 | 13,3 | 13,0 | ||
НСФ, ФСФ 100-3/0,6 М УХЛ1 | 15,3 | 14,1 | 13,8 | 13,0 | 12,8 | ||
Соотношение длины пути утечки к диаметру торца изоляционной части, к минимальному диаметру изоляционной части, к количеству ребер | 120:20:16,6:1 | 120:19:16:1 | 120:18:15:1 | 120:14:10:1 | 120:13:9:1 | ||
Механическая разрушающая сила при растяжении, кН: | |||||||
Установленная опытным путем | 139 | 134 | 122 | 116 | 91 | ||
Нормированное значение | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | ||
Испытательное одноминутное напряжение частоты 50 | |||||||
Гц в сухом состоянии, кВ: | |||||||
Фактически выдерживаемое | 80 | ||||||
Нормированное значение | 80 |
При соотношении длины пути утечки изолятора к диаметру торца изоляционной части, к минимальному диаметру изоляционной части, к количеству ребер большем:
- по варианту первому - 105,6:11:9:1;
- по варианту второму - 120:19:16:1,
изолятор будет недостаточно легким (опытные образцы 1).
При соотношении длины пути утечки изолятора к диаметру торца изоляционной части, к минимальному диаметру изоляционной части, к количеству ребер меньшем:
- по варианту первому - 105,6:8:6:1;
- по варианту второму - 120:14:10:1,
изоляционная часть изолятора не может обеспечивать необходимую механическую прочность, так как из-за уменьшения диаметра изоляционной части, уменьшается площадь ее заделки в оконцеватель, что в свою очередь уменьшает механическую прочность узла армирования изолятора при растяжении (опытные образцы 5). С другой стороны, для обеспечения необходимой длины пути утечки такого изолятора (при использовании оконцевателей с большей глубиной заделки для компенсации уменьшения диаметра изоляционной части), необходимо увеличить количество ребер, что технологически невозможно из-за небольшой высоты изолятора, или увеличить вылет ребра изолятора, что приводит к увеличению массы изолятора, а также увеличению брака из-за усложнения технологии изготовления такого изолятора.
На фиг. изображен общий вид предлагаемого изолятора фарфорового для контактной сети железных дорог.
Изолятор содержит изоляционную часть 1 с ребрами 2, в количестве: по варианту первому - девять ребер, по варианту второму - пять ребер; и оконцеватели 3, укрепленные в торцах изоляционной части с помощью цементной связки 4.
Соотношение длины пути утечки изолятора - расстояния по поверхности изоляционной части 1 между точками А и Б - к диаметру d торца изоляционной части 1, к минимальному диаметру d1 изоляционной части 1, к количеству ребер 2 составляет:
- по варианту первому - 105,6:(8-11):(6-9):1
- по варианту второму - 120:(14-19):(10-16):1
Использование всех вышеперечисленных существенных, отличительных признаков позволяет снизить массу изолятора на 13-17%. Предлагаемая полезная модель имеет механическую прочность при растяжении значительно превышающую нормированную и электрическую прочность не ниже нормированной. Технология изготовления такого изолятора аналогична технологии изготовления прототипа.
1. Изолятор фарфоровый для контактной сети железных дорог, имеющий девять ребер, отличающийся тем, что соотношение длины пути утечки к диаметру торца изоляционной части, к минимальному диаметру изоляционной части, к количеству ребер составляет: 105,6:(8-11):(6-9):1.
2. Изолятор фарфоровый для контактной сети железных дорог, имеющий пять ребер, отличающийся тем, что соотношение длины пути утечки к диаметру торца изоляционной части, к минимальному диаметру изоляционной части, к количеству ребер составляет: 120:(14-19):(10-16):1.