Способ изготовления изолятора из пластмассы

 

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗОЛЯТОРА ИЗ ПЛАСТМАССЫ, при котором нес-ущий вертикально перемещаемый стержень охватывают разъемной соответствующей профилю юбочных элементов формой, в последнюю подают дозированное количество пластмассы, формуют юбочный элемент, отверждают его на стержне, после чего форму размыкают и стержень пepeмeщaюt на необходимое расстояние, о, т л .и чающийся тем, что, с целью повьшения производительности при одновременном повышении качества, используют нагретую форму с плоскостью разъема, параллельной оси стержня, производят одновременное формование нескольких юбочньгх элементов i отверждение по меньшей мере одного О) крайнего юбочного элемента производят до гелиевого Состояния, при с этом стержень перемещают, оставляя гелиеобразный элемент в зоне формы. ю- 5 2. Способ ПОП.1, отлича щ и и с я тем, что пластмассу в форму подают снизу. 4 оо О1 оь

COI03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(511 Н 01 В 19/00

I > .

ВЯ(„ йРуг>,;, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . „;. -:... !3I

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Ш Щ(1 .

И IlATEHTV (54) (57) 1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗОЛЯТОРА ИЗ ПЛАСТМАССЫ, при котором несущий вертикально перемещаемый (21) 3307370/24-07 (62) 2429451/24-07 (22) 17.07.81 (23) 20. 12. 76 .(46) 15.09.84. Бюл. № 34 (72) Апайош Богнар, Андорне Келемен, Рихард Лейер, Михаль Паулус и Пал Саплонцай (ВНР), (71) Вилламошэнергиаипари Кутато

Интезет, Мюаньагипари Кутато Интезет и Вилламошипари Кутато Интезет (ВНР) (53) 621,3 15(088.8) (56) 1. Заявка ФРГ № 2044179, кл. 21ñ 13/04, 1974.

2. Электрические станции, сети и системы. Экспресс-информация ВИНИТИ, 1976, ¹ 6, с. 8-9.

3. Авторское свидетельство СССР № 543019, кл. Н 01 В 19/00, 08.01.76. стержень охватывают разъемной соответствующей профилю юбочных элементов формой, в последнюю подают дозированное количество пластмассы, формуют юбочный элемент, отверждают

его на стержне, после чего форму размыкают и стержень перемещают на необходимое расстояние, о т л .и " ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности при одновременном повышении качества, используют нагретую форму с плоскостью разъема, параллельной оси стержня, производят одновременное формование нескольких юбочных элементов

Э отверждение по меньшей мере одного крайнего юбочного элемента производят до гелиевого состояния, при этом стержень перемещают, оставляя гелиеобразный элемент в зоне формы.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юФ шийся тем, что пластмассу в форму подают снизу.

1114356

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам.изготовления изолятора из пластмассы.

Известно, что применение изоляторов из пластмассы для наружной установки — по сравнению с обычными изоляторами нз фарфора и стекла — имеет технические и экономические преимущества благодаря их механическим и электрическим свойствам, неболь- 10 шому весу и простоте монтажа.

В виде армированных стекловолокном пластмассовых стержней плотно без промежутка размещенных пластмассовых изолирующих юбочных элементов могут 15 быть выполнены изоляторы для столбов электросетей среднего и высокого напряжения и другие изолирующие конструкции (траверсы, инструменты для работы на линиях под напряжением) . 20

До настоящего времени не был решен вопрос о долговечности, стойкости против.электроэрозии, в частности при работе в загрязненной окружающей среде изолирующих материалов 25 для изоляторов наружной установки.

До сих пор также не была найдена так называемая оптимальная форма изоляторов, которая могла бы предотвращать в пластмассовом изоляторе с З0 загрязненной поверхностью возникновение, существование и увеличение поверхностных разрядов.

Известно множество решений, согласно которым повышается стойкость

35 против загрязнения изоляторов из пластмассы путем увеличения количества юбочных элементов одинакового диаметра, однако эти решения эффективны в определенных пределах, так как при увеличении числа этих элементов одновременно должно быть уменьшего расстояние между отдельными юбками, за счет чего увеличивается опасность загрязнения и смачивания дождем поверхности между ними; с другой стороны, в связи с этим могут развиваться способы изготовления пластмассовых изоляторов для наружной установки (продольные изоляторы для столбов). . 50 . Юбочная система продольных изоляторов из пластмассы чаще всего выполняется в виде отдельных юбок.

Изготовленный по известному спо- 55 собу изоляционный элемент — юбка— надевается на стержень постепенно сверху вниз и пластмасса при полностью открытой сверху форме садится на него 11 j.

Однако согласно этому способу изоляторы могут быть изготовлены с юбками только одинакового диаметра.

Точность размера изготовленных таким образом юбок не удовлетворительна, с одной стороны, на свободной стороне усадка довольно велика, с другой стороны, литейная форма не всегда располагается в горизонтальном положении, между отдельными юбками существует резкий переход, в результате чего могут появляться начальные трещины.

Другой недостаток известного способа состоит в том, что соединение отдельных юбок друг с другом является источником множества ошибок; так, например, в случае, когда для 400 Вт изолятора отливается 100 щитков, то только одно безупречное соединение оказывается на 99 случаев.

Известен также способ изготовления продольных пластмассовых изоляторов, согласно которому юбки изготовляют отдельно и нанизывают на несущий нагрузку сердечник один за другим.

Юбки склеивают друг с другом и с

t сердечником (2 ).

Недостаток этого способа состоит в том, что при склеивании неизбежно появляются воздушные включения, значительно сокращающие срок службы изоляторов; этим объясняется в основном ограниченность применения способа.

Наиболее близким к изобретению является способ изготовления изоляторов, согласно которому несущий вертикально перемещаемый стержень охватывают разъемной соответствующей профилю юбочных элементов формой, в последнюю подают дозированное количество пластмассы, формуют юбочный элемент, отверждают его на стержне, после чего форму размыкают и стержень перемещают на необходимое расстояние L3).

Целью изобретеиия является повышение производительности при одновременном повышении качества.

Эта цель достигается тем, что используют нагретую форму с плоскостью разъема, параллельной оси стержня, производят одновременное формование нескольких юбочных элементов, отверждение по меньшей мере одного

Бесконечные стержни пропускают через скобу 5 в зону предварительного нагрева 6 снизу; далее подогретый стержень проходит в литейную форму 7, показанную на третьем уровне, температура которой непрерывно регулируется с помощью устройства 8.

Подача пластмассы для юбок из смесителя 9 обеспечивается регулирующим клапаном 10. После затвердевания юбок, образующих изолирующий стержень, камера разбирается с помощью устройства 11, иначе говоря, снимается, с.помощью скобы 5 готовый изолирующий стержень и подается в зону закалки 12. Устройство 13, расположенное на втором уров"

3 1 114 крайнего юбочного элемента производят до гелиевого состояния, нри этом стержень перемещают, оставляя гелиеобразный элемент в зоне формы.

Предпочтительно пластмассу в форму подают снизу.

Иа фиг. 1 схематически изображен изолятор из пластмассы согласно изобретению, частичный разрез; на фиг. 2 — конструкция установки для 10 осуществления способа согласно изобретению, разрез по вертикали; на фиг. 3 — часть установки на фиг. 2 в увеличенном масштабе.

Как видно из фиг. 1, на несущий стержень 1 наносят пластмассовый слой

2, охватывающий названный сердечник, и пластмассовый юбочный элемент, образующие тем самым одно целое, из которых юбка 3 имеет больший, а gp юбка 4 меньший диаметр, и которые изготовлены из гибкой устойчивой против электроэрозии пластмассы.

Юбки 3, 4 неодинаковы. За юбочным элементом 3 большего диаметра 25 следуют одна или несколько юбок 4 с меньшим диаметром, после чего, с другой стороны, расположена юбка 3 большего диаметра. Юбки 4 меньшего диаметра, которые расположены между двумя юбками 3 большего диаметра, размещены на одинаковом или разном расстоянии друг от друга, иначе говоря, от юбок 3.

Согласно описанному здесь примеру исполнения юбочные элементы 3 и 4 размещены так, чтобы они располагались асимметрично относительно плоскости, проходящей перпендикулярНо оси изолирующего сердечника, при 4О этом верхние поверхности изолирующих юбочных элементов 3 и 4 состоят из соприкасающихся друг с другом вогнутых, выпуклых и плоских поверхностей, между тем как нижняя плоскость 45 изолирующих юбок 3, 4 расположенаперпендикулярно оси изолятора.

Изолирующий юбочный элемент выполнен так, чтобы мог быть обеспечен длинный путь скольжения, одновре- о менно изолятор обладает хорошей спо- собностью самоочистки.

В связи с образованием непрерывного пути движения полукруглые части, образующиеся на загрязненном изоля- И торе между поочередно расположенными юбками, вынуждены увеличивать дугообразные части во время их непрерыв356 4 ного движения. Края юбок, на которых полукруглые части могут трескаться, смещены в пространстве, в результате увеличения длины полукруглых частей обеспечивается их угасание.

В частности, в условиях капельного загрязнения, например при снеге или дожде, могут применяться юбки, расположенные в чередующемся порядке.

Решение, обеспечивающее стекание капель с верхней изолирующей юбки

3 большего диаметра, не может вызвать короткое замыкание на длинном, хорошо защищенном пути стекания под верхней юбкой 3, так как с одной стороны, между большими юбками 3, существует большое расстояние быстрого перехода, а с другой стороны— его край расположен далеко оттуда.

Вследствие несимметричного размещения юбок согласно изобретению, могут — по сравнению с известными симметрично расположенными юбками— быть обеспечены значительные преимущества в отношении поведения в загрязняющей среде, т.к. на таких юбках не может образоваться или может образоваться с большим трудом мокрый слой.

Образование пластмассового слоя, покрывающего несущий стержень 1 изолятора, имеет очень важное зна" чение. В эксперименте толщина названного пластмассового слоя ни в коем случае не может быть меньше установленной критической величиI ны 2 мм.

Несущие стержни изоляторов из пластмассы представлены на верхнем уровне бесконечными стержнями 1.

1114356 не, делит изолирующую конструкцию на. отрезки заданной длинЫ.

Пластмассовые изоляторы, распределенные по размерам, доставляются транспортным средством 14 в ту 5 часть предприятия, где монтируется арматура.

На фиг. 3 представлена сис"гема юбок изолятора из пластмассы, отлитых в камере 7 с расположенным здесь же механизмом управления. Изоляционный материал или смесь материалов, образующих щитки, подается в вакуумный смеситель 9, вакуумный смеситель 9 может представлять собой конг цевой смеситель большой обогатительной установки и может быть снабжен дозирующим приспособлением.

После соответствующего удаления воздуха смесь, находящаяся еще в жидком состоянии, подается под избыточным давлением, которое регулируется клапаном 10, через запорный элемент 15 в форму 7, разделенную вертикальной плоскостью.

Несущий стержень 1 изолятора из пластмассы подается заранее в форму

7. Изоляционный материал, поступающий снизу вверх и выталкивающий перед собою воздух, заполняет форму 7. Пос- З0 ле того, как форма полностью перепущена, окончательно закрывают запирающую втулку 16, после чего пластмасса, находящаяся еще в текучей фазе,, обрабатывается смесителем 9 под давле- З5 нием до тех пор, пока в камере не начнется гелиеобраэование, иначе говоря, затвердевание.

С точки зрения распределения тем- 40 пературы, наблюдаемой здесь, форма состоит иэ двух основных частей: температура верхней части ниже, чем температура линейной формы 7, что определяет затвердевание формирующих-45 ся здесь юбок только до гелиеобразного состояния, между тем, как в дру-: гой части формы юбки затвердевают полностью. Затем форму 7 открывают с помощью устройства 11.

После соответствующей отправки готовых- изолирующих стержней формуют нижнюю юбку следующего участка заготовки, эатвердевающего только до гелиеобразного состояния на продвигаю-55 щемся вперед отрезке; при следующей операции отливки производят окончательное затвердевание вместе с остальными изолирующими юбками и цикл может быть повторен снова.

Благодаря применению предлагаемого способа можно изготовлять изоляторы заданной длины для различных уровней напряжений в пределах между 20-750 кВ или еще выше в зависимости от длины стержней, соединяемых на верхнем уровне.

II p H M e p 1. Несущий стержень йзолятора из пластмассы выполнен в виде армированного стекловолокном стержня диаметром 25 мм, стержень состоит из 70 вес.ч. стекловолокна и 30 вес.ч. полиэфира или эпоксидного компонента.

Армированный стекловолокном стержень после подогрева до 110 С вводится в камеру, которая нагрета до 110 С.

Пластмассовые изолирующие юбки изготовляются методом отливки иэ пригодной для наружного применения циклоалифатической эпоксидной смолы, которая сохраняет свою гибкость после затвердевания по крайней мере до -25 С (увеличение трещин при -25 С составляет по крайней мере 2X). Компоненты литьевой смолы уравновешиваются в нагреваемом вакуумном смесителе. На 100 вес.ч, циклоалифахической эпоксидной смолы приходится 100 вес.ч. кремневодородистой кварцевой муки и 100 вес.ч. тригидрата алюминия в качестве наполнителей. После получения при 80 С в атмосфере вакуума гомогенной смеси в смесь добавляют 70 вес.ч. агента сшивки.и 2 вес.ч. ускорителя; после соответствующего перемешивания состав, температура которого достигает

80 С, вводится под давлением в литейную камеру с температурой 110 С, где происходит эатвердевание под давлением в 3-4 атм.

Через 20 мин камеру можно было отключать.

Полученный таким образом изолятор иэ пластмассы выдерживается в следующей зоне эатвердевания, температура которой достигает 120 С, где происходит окончательное отвердение, в результате чего получают изолятор из пластмассы в виде стержня длиною

3,6 м для напряжения 400 кВ примерно за 1 ч.

Пример 2. Для изготовления изолирующих юбок используется си135

50/49

7 111435 ликононый каучук с добавками агента сшивки и ускорителя, который выдерживается в вакууме и может отверждаться в горячей закрытой прессформе; изготовленные таким образом юбки сохраняют свою гибкость по крайней мере до -50 С.

Смесь, состоящая из силиконового каучука, ускорителя и агента сшивки, выдерживается при комнатной темпера- 1р туре в течение 10 мин, в вакууме, после чего вводится в литейную камеру, нагретую до 70 С, будучи предварительно нагретой до 70 С, армированный стекловолокном стержень по примеру 1 вво- i5 дится в литейную камеру с помощью плоского транспортирующего средства.

Через 20 мин перепускания камеру можно отключать. При изготовлении юбок, из такого материала горячее затвер- 2р девание происходит быстрее.

На изоляторах из пластмассы, изготовленных по примерам 1 и 2, с длиною стержня 77 мм, устанавливается изготовленная из ковкого чугуна 25 стальная арматура.

Зажатие стержней в арматуре, снабженной внутренней конической втулкой, обеспечивается посредством конических шпонок и с помощью склеивания Зр эпоксидной смолой, установленная арматура покрывается силиконовым материалом для защиты от влаги.

Основные геометрические размеры, результаты электрических и механи35 ческих испытаний на прочность длинных пластмассовых стержневых изоляторов для напряжения 400 кВ следующие.

Геометрические размеры:

Установочная длина, мм 3544

Диаметр большей юбки, мм

Диаметр меньшей юбки,-мм 95

Сквозная проходящая дорожка, мм

Количество юбок

Диаметр корпуса, мм 34

20 ная разрушающая и тянущая нагрузка, установленная путем измерений, т

Относительный разброс тянущей-разрушающей нагрузки, т

24,7

Преимуществом изобретения является возможность серийного изготовления изоляторов высокого напряжения из пластмассы любой длины, причем иэделие обладает постоянным качеством, обеспечивает минимальный брак и в готовом виде свободно от механического напряжения, на поверхностях нет ни воздушных пустот, ни неровностей, кроме того, внутри изоляторов нет ни трещин, ни воздушных включений

Способ легко автоматизировать.

6 8

Расстояние между большими юбками, мм 65

Расстояние между большей и меньшей юбками, мм 35

Результаты измерений на электрическую прочность: а) 507-ное пробивное напряжение равно при распределительном напряжении положительной полярности (250/2500) 1475 кВ; б) 50Х-ное пробивное напряжение составляет при импульсном напряжении положительной полярности (1,2/50)

1710 кВ; в) пробивное напряжение промьппленной частоты равно в мокром состоянии 914 кВ; д) при слое загрязнения, при удельной проводимости 20, при напряжении

242 кВ с промышленной частотой в изоляторе пробоя не наблюдается, вследствие чего изолятор пригоден, кроме того, для работы в загрязнен- ной среде. . Механическая прочность:

Гарантированная средняя разрушающая и тянущая нагрузка, т

Фактическая точ1114356! 114356

)))4356

ВНИИПИ Заказ 6665/48 Тираж 682 Подшисное

Филиал ШШ "Патеат", г.Уагород, ул.Проектная, 4