Опорный полимерный изолятор

 

Опорный полимерный изолятор содержит несущее тело изолятора в виде изолирующей стеклопластиковой трубы (1), защищенной по наружному диаметру защитной трекингостойкой оболочкой (2), металлические фланцы (3, 4) на обоих торцах изолятора, охватывающие своими наружными цилиндрами (5, 6) концевые участки стеклопластиковой трубы (1). На внутренней поверхности (7) стеклопластиковой трубы (1) выполнено покрытие праймером и слоем силиконового клея-герметика и установлены перегородки (8) из кремнийорганической резины, распределенные по всей длине изолятора. Во фланцах (3, 4), содержащих цилиндры на внешнем и внутреннем диаметрах стеклопластиковой трубы, установлены радиальные штифты (10), проходящие от наружного цилиндра (5, 6) фланца через тело стеклопластиковой трубы (1) до внутреннего цилиндра (9), но не выступающие за его внутренний диаметр, и высота внутреннего цилиндра каждого фланца выполнена меньше на 0,05÷0,15 высоты наружного цилиндра того же фланца. Конструкция позволяет повысить надежность и срок службы опорного изолятора. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Полезная модель относится к области электротехники, в частности, к изоляционным конструкциям высоковольтных аппаратов, эксплуатируемых на электрических станциях и открытых распределительных устройствах.

Известен опорный полимерный изолятор (патент РФ на полезную модель №52251, кл. Н01В 17/14, 2006 г.), содержащий электроизоляционное несущее тело изолятора в виде трубы из полимерного связующего, защитную трекингостойкую оболочку и металлические фланцы. Внутренняя полость трубы заполнена материалом на основе пенополиуретана. Утверждается, что данный заполнитель обладает высокой адгезией к внутренним стенкам трубы. Отмечено, что заполнитель в виде кремний-органической резины без специальных средств (подслой и праймер) обладает низкой адгезией к стеклопластиковой трубе.

Недостатком описанной конструкции является тот факт, что заполнение внутренней полости трубы пенополиуретаном характеризуется наличием воздушных включений как макроскопических, так и микроскопических. Эти включения при работе изолятора под высоким напряжением провоцируют возникновение частичных разрядов, по крайней мере, в области потенциального присоединения изолятора, отличающейся повышенной напряженностью электрического поля. Частичные разряды при длительном воздействии приводят к деструкции материала, образованию проводящих очагов в изоляционной конструкции и, в итоге, это приводит к снижению надежности, электрической прочности изоляции и срока службы изделия. Кроме того, понятие «высокая адгезия» в данном случае является относительным. Из нашего опыта известно, что даже для сродственных материалов, которыми являются стеклопластиковая труба на основе эпоксидного связующего и заливочный эпоксидный компаунд,

добиться 100% адгезии по всей поверхности практически невозможно. Поэтому на поверхности прилегания пенополиуретана ко внутренней стенке трубы всегда будут области, пусть и достаточно малые, характеризуемые отсутствием адгезии. Это приводит к усилению неравномерности электрического поля и возможности возникновения скользящих разрядов по поверхности раздела, что также уменьшает надежность, электрическую прочность изоляции и срок службы изолятора.

Известен опорный изолятор (патент РФ №2260219, кл. Н01В 17/14, H01В 17/24, 2005 г.), принятый за прототип. Изолятор содержит электроизоляционное несущее тело в виде трубы из полимерного связующего, защитную трекингостойкую оболочку и металлические фланцы. Фланцы выполнены с одним цилиндром, охватывающим наружный диаметр стеклопластиковой трубы. Для предотвращения конденсации влаги во внутренней полости трубы воздух из указанной полости предлагается вытеснять различного вида заполнителями, а именно: кремнийорганическим компаундом холодного отверждения, пеной на основе кремнийорганического компаунда, кремнийорганическим каучуком холодного отверждения с добавкой мелкодисперсного наполнителя, отдельно изготовленными фрагментами изоляционного материала макроскопического размера.

Недостатками вышеуказанной конструкции являются: одновременно с вытеснением из внутренней полости стеклопластиковой трубы воздуха образуются дефекты в конструкции в виде наличия воздушных включений как макроскопических, так и микроскопических, а также наличия мест отсутствия адгезии заполнителя ко внутренней стенке стеклопластиковой трубы. Наличие местных дефектов при работе изолятора под высоким напряжением способствуют возникновению как частичных разрядов, так и скользящих разрядов по поверхностям раздела, приводящие к деструкции изоляционных материалов и снижению электрической

прочности изоляции, надежности и срока службы изделия. Кроме того, для изоляторов, воспринимающих повышенные механические нагрузки, в частности, крутящие моменты, крепление фланцев только по наружному диаметру стеклопластиковой трубы недостаточно надежно при работе, например, в высоконагруженном высоковольтном разъединителе, так как внутренние заполнители, особенно из пеноматериалов, не повышают существенно механическую прочность крепления фланцев на стеклопластиковой трубе.

Задачей предлагаемой полезной модели является повышение надежности и срока службы изолятора при исключении возможности возникновения частичных разрядов в области внутреннего пространства стеклопластиковой трубы, повышение электрической прочности этого пространства и устранение влияния влаги в воздухе внутреннего пространства стеклопластиковой трубы на работу изолятора под высоким напряжением, а также повышение механической прочности изолятора при изгибе и кручении.

Технический результат достигается тем, что в опорном полимерном изоляторе, содержащем несущее тело изолятора в виде изолирующей стеклопластиковой трубы, защищенной по наружному диаметру защитной трекингостойкой оболочкой, металлические фланцы на обоих торцах изолятора, охватывающие своими наружными цилиндрами концевые участки стеклопластиковой трубы, на внутренней поверхности стеклопластиковой трубы выполнено покрытие праймером и слоем силиконового клея-герметика и установлены перегородки из кремнийорганической резины, распределенные по всей длине изолятора.

Во фланцах, содержащих цилиндры на внешнем и внутреннем диаметрах стеклопластиковой трубы, установлены радиальные штифты, проходящие от наружного цилиндра фланца через тело стеклопластиковой

трубы до внутреннего цилиндра, но не выступающие за его внутренний диаметр.

Высота внутреннего цилиндра каждого фланца выполнена меньше на 0,05÷0,15 высоты наружного цилиндра того же фланца.

Сущность полезной модели поясняется фигурами: на фиг.1 изображен опорный полимерный изолятор с фланцами без внутреннего цилиндра, на фиг.2 - исполнение опорного полимерного изолятора с фланцами с наружным и внутренним цилиндрами.

Опорный полимерный изолятор содержит несущее тело в виде изолирующей стеклопластиковой трубы 1, защищенной по наружному диаметру защитной трекингостойкой оболочкой 2. На торцах изолятора установлены верхний металлический фланец 3 и нижний фланец 4, содержащие каждый наружные относительно стеклопластиковой трубы 1 цилиндры 5 и 6. Фланцы этими наружными цилиндрами 5 и 6 охватывают концевые участки стеклопластиковой трубы 1. Внутренняя поверхность 7 стеклопластиковой трубы 1 покрыта праймером и слоем силиконового клея-герметика. Во внутреннем пространстве стеклопластиковой трубы установлены перегородки 8 из кремнийорганической резины, распределенные по всей длине изолятора. Фланцы 3, 4 изолятора выполнены с внутренними цилиндрами 9, расположенными по внутреннему диаметру стеклопластиковой трубы 1. Во фланцах 3, 4 установлены радиальные штифты 10, проходящие от наружных цилиндров 5, 6 через тело стеклопластиковой трубы 1 до внутренних цилиндров 9. Часть отверстий в наружных цилиндрах 5, 6 фланцев герметизируются заглушками 11.

На внутренней поверхности 7 стеклопластиковой трубы 1 выполнено покрытие праймером (грунтовкой), например, праймером типа G-790 производства фирмы Ваккер, на которое нанесен слой силиконового клея-герметика, например, Е-43 производства также фирмы Ваккер. Указанные материалы сертифицированы для применения в высоковольтной

технике и в комплексе обладают повышенной адгезией к поверхности стеклопластиковой трубы. Праймер и слой клея-герметика наносится на всю поверхность 7 стеклопластиковой трубы 1, за исключением области прилегания внутреннего цилиндра 9 фланцев 3, 4 в изоляторе по фиг.2.

Использование указанных материалов позволяет закрыть все мельчайшие поры на поверхности 7 стеклопластиковой трубы 1, образующиеся при ее изготовлении. Поверхность 7 стеклопластиковой трубы приобретает свойства гидрофобности, а также обладает повышенной адгезией при приклейке изделий из кремнийорганической резины при наличии в месте прилегания изделия к поверхности 7 свеженанесенного слоя клея-герметика.

Во внутренней области стеклопластиковой трубы 1 устанавливают перегородки 8 из кремнийорганической резины, при этом непосредственно перед установкой в места прилегания перегородок 8 и поверхности 7 наносится клей-герметик. Перегородки распределены по всей длине изолятора, образуя герметичные отсеки, при этом наиболее рациональной является П-образная форма перегородок, позволяющая получить полностью замкнутые герметичные полости из перегородок. При небольшом высотном размере П-образной перегородки 8, порядка 0,3÷0,5 от диаметра, адгезия ее к поверхности 7 стеклопластиковой трубы 1 практически 100%.

Особенностью применения силиконового клея-герметика является тот факт, что при его полимеризации происходит поглощение влаги из окружающего воздуха. Таким образом, в герметичных отсеках по длине изолятора воздух осушается, влага там практически отсутствует, и нет условий для конденсации влаги при изменениях температуры окружающей среды при эксплуатации изолятора на открытом воздухе в условиях умеренного и холодного климата. Данный эффект неоднократно проверялся при изменениях температуры окружающей среды от минус 60

градусов до плюс 50 градусов по Цельсию. Наличие остаточной влаги в воздухе какого-либо отсека столь мало, что даже теоретически предполагаемая конденсация влаги в условиях гидрофобности замкнутого объема негативного влияния на работу изолятора не окажет.

Электрическая прочность внутреннего пространства стеклопластиковой трубы 1 увеличивается за счет следующих факторов:

- отсутствия воздушных пузырьков, способствующих возникновению частичных разрядов;

- отсутствия областей с недостаточной адгезией перегородки 8 к поверхности 7 стеклопластиковой трубы 1, что исключает возникновение скользящих разрядов по поверхности прилегания перегородки 8 ко внутренней поверхности 7 стеклопластиковой трубы 1;

- повышенной электрической прочности перегородок из кремнийорганической резины;

- более высокой диэлектрической проницаемости кремнийорганической резины по сравнению с воздухом, способствующей вытеснению электрического поля из внутреннего пространства стеклопластиковой трубы;

- отсутствия возможности увлажнения изоляционной стеклопластиковой трубы.

Перечисленные факторы повышают надежность работы изолятора и срок его службы.

Исполнение фланцев 3, 4 изолятора (фиг.2) с дополнительным внутренним цилиндром 9, позволяет установить стеклопластиковую трубу 1 между наружным и внутренним цилиндрами фланцев 3, 4, например, на эпоксидный компаунд. Данное решение в совокупности с установкой радиальных штифтов 10, проходящих от наружных цилиндров 5, 6 фланцев 3, 4 через тело стеклопластиковой трубы 1 и входящих во внутренний цилиндр 9, существенно увеличивает механическую прочность крепления

фланцев, в особенности, при кручении, а, следовательно, механическую прочность изолятора. Входные отверстия для радиальных штифтов герметизируются заглушками 11, которые могут быть выполнены, например, в виде винтовой пробки, установленной в отверстии на герметик. Во избежание искажения электрического поля во внутренней области стеклопластиковой трубы 1 радиальные штифты 10 установлены не выступающими за внутренний диаметр внутреннего цилиндра 9 фланцев 3, 4.

Наличие в изоляторе (фиг.2) перегородок 8 позволяет минимизировать величину электрического поля во внутренней области стеклопластиковой трубы 1 исполнением внутренних цилиндров 9 несколько меньшим по высоте наружных цилиндров 5, 6 фланцев 3, 4 (размеры А и Б на фиг.2). Уменьшение высоты внутреннего цилиндра на 0,05÷0.15 высоты наружного цилиндра достаточно эффективно снижает напряженность электрического поля во внутренней области стеклопластиковой трубе, в то время как механическая прочность крепления фланцев не снижается.

1. Опорный полимерный изолятор, содержащий несущее тело изолятора в виде изолирующей стеклопластиковой трубы, защищенной по наружному диаметру защитной трекингостойкой оболочкой, металлические фланцы на обоих торцах изолятора, охватывающие своими наружными цилиндрами концевые участки стеклопластиковой трубы, отличающийся тем, что на внутренней поверхности стеклопластиковой трубы выполнено покрытие праймером и слоем силиконового клея-герметика и установлены перегородки из кремнийорганической резины, распределенные по всей длине изолятора.

2. Опорный полимерный изолятор по п.1, отличающийся тем, что во фланцах, содержащих цилиндры на внешнем и внутреннем диаметрах стеклопластиковой трубы, установлены радиальные штифты, проходящие от наружного цилиндра фланца через тело стеклопластиковой трубы до внутреннего цилиндра, но не выступающие за его внутренний диаметр.

3. Опорный полимерный изолятор по п.2, отличающийся тем, что высота внутреннего цилиндра каждого фланца выполнена меньше на 0,05÷0,15 высоты наружного цилиндра того же фланца.



 

Похожие патенты:

Грузонесущие полимерные трубы для скважин относятся к нефтегазовой отрасли и могут быть использованы для подъема продукции из скважин при их эксплуатации и освоении, т.е. в процессе добычи нефти, газа, газоконденсата или воды, а также проведении работ по ремонту и скважин и интенсификации притока.
Наверх