Полимерный изолятор
Владельцы патента RU 2320042:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") (RU)
Изобретение относится к электротехнике, в частности к конструкциям высоковольтных изоляторов, применяемых в условиях высоких механических нагрузок в высоковольтных линиях электропередач, контактной сети городского транспорта, на железных дорогах. Полимерный изолятор содержит изоляционный стержень, облицованный трекингозащитными ребрами, установленными на его внешней цилиндрической поверхности, на торцах изоляционного стержня установлены оконцеватели, при этом оконцеватели выполнены из непрерывной гибкой арматуры, пропитанной связующим, в виде кольца, состоящего из двух дуг, соединенных прямолинейными участками, прямолинейные участки кольца зафиксированы в канавках, выполненных на соединенных между собой двух или более частях, образующих изоляционный стержень, на дуге кольца каждого оконцевателя изнутри установлена металлическая накладка. Техническим результатом является повышение надежности полимерного изолятора в результате увеличения его несущей способности. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к электротехнике, в частности к конструкциям высоковольтных изоляторов, применяемых в условиях высоких механических нагрузок в высоковольтных линиях электропередач, контактной сети городского транспорта, на железных дорогах.
Известен изолятор контактной сети, описанный в патенте РФ на изобретение №2115183, 7 МПК H01В 17/00, опубликованном 10.07.1998 г. Изобретение заключается в том, что в изоляторе, содержащем цилиндрический несущий стержень с коническими хвостовиками, а также оконцеватели и втулки, на которые дополнительно установлены муфты, внутренние поверхности муфт и втулок выполнены в виде усеченных конусов, которые соединены с коническими хвостовиками стержня и обращены большими основаниями к концам стержня. Втулки изготовлены разрезными и насажены на конические хвостовики. Муфты соединены с оконцевателями посредством внутренней цилиндрической резьбы с обжатием стержня через разрезные втулки.
Недостатком данного устройства является то, что соединение оконцевателя и стержня с коническими хвостовиками осуществлено посредством муфты через цилиндрическую резьбу с последующим обжатием полимерного стержня через разрезные втулки. Такое соединение имеет низкую надежность крепления оконцевателя к полимерному стержню изолятора, так как при значительных усилиях обжатия полимерного стержня разрезными втулками может произойти разрушение поверхности полимерного стержня, сопряженной с разрезной втулкой, что не позволяет изолятору воспринимать значительные осевые нагрузки.
Известен «Полимерный изолятор» по патенту РФ №2262760, 7МПК Н01В 17/02, принятый в качестве ближайшего аналога, содержащий механопрочный стержень из полимера, охваченный защитной оболочкой и армированный металлическими токонесущими оконцевателями, выполненными в форме стакана, при этом он снабжен слоем холодного отверждения, расположенного в промежутке между металлическими токонесущими оконцевателями и защитной оболочкой, каждый токонесущий металлический оконцеватель выполнен с конусной внутренней поверхностью со стороны открытого торца, сопряженной с внешней поверхностью защитной оболочки, выполненной из кремнийорганической резины, торцевая часть которой имеет форму конуса, дно металлического токонесущего оконцевателя герметично соединено, например, клеем с торцом стержня, а боковая конусная стенка защитной оболочки, слой клея холодного отверждения и внутренняя конусная боковая поверхность металлического токонесущего оконцевателя совместно спрессованы.
Недостатком известного полимерного изолятора по патенту РФ №2262760, 7МПК Н01В 17/02 является низкая надежность крепления оконцевателя к полимерному стержню из-за прессового соединения металлического оконцевателя и полимерного стержня с прослойкой клея холодного отверждения между ними. Значительное усилие прессования может привести к разрушению поверхности полимерного стержня, сопряженной с оконцевателем, что резко снижает несущую способность изолятора и не позволяет изолятору воспринимать значительные осевые нагрузки.
Перед заявляемым изобретением поставлена задача повышения надежности полимерного изолятора в результате увеличения его несущей способности, вызванного тем, что оба оконцевателя образованы одной деталью - кольцом, выполненным из композиционного материала с оптимально организованной структурой.
Поставленная задача в заявляемом изобретении решается за счет того, что в полимерном изоляторе, содержащем изоляционный стержень, облицованный трекингозащитными ребрами, установленными на его внешней цилиндрической поверхности, на торцах изоляционного стержня установлены оконцеватели, оконцеватели выполнены из непрерывной гибкой арматуры, пропитанной связующим, в виде кольца, состоящего из двух дуг, соединенных прямолинейными участками, прямолинейные участки кольца зафиксированы в канавках, выполненных на соединенных между собой двух или более частях, образующих изоляционный стержень, на дуге кольца каждого оконцевателя изнутри установлена металлическая накладка.
В полимерном изоляторе прямолинейные участки кольца могут быть зафиксированы в канавках, выполненных на склеенных между собой двух частях, охватываемых бандажной втулкой, образующих изоляционный стержень, плоскость стыка частей проходит через оси этих прямолинейных участков кольца.
В полимерном изоляторе прямолинейные участки кольца могут быть зафиксированы в канавках, выполненных на склеенных между собой частях в виде внутреннего стержня и наружной трубы, образующих изоляционный стержень, кольцевой стык которых проходит через оси этих прямолинейных участков кольца.
Заявленное изобретение отличается от известного технического решения по патенту РФ №2262760 тем, что оконцеватели выполнены из непрерывной гибкой арматуры, пропитанной связующим, в виде кольца, состоящего из двух дуг, соединенных прямолинейными участками, прямолинейные участки кольца зафиксированы в канавках, выполненных на соединенных между собой двух или более частях, образующих изоляционный стержень, на дуге кольца каждого оконцевателя изнутри установлена металлическая накладка.
Указанное отличие позволило получить технический результат, а именно повысило надежность полимерного изолятора в результате увеличения его несущей способности, вызванного тем, что оба оконцевателя образованы одной деталью - кольцом, выполненным из композиционного материала с оптимально организованной структурой.
На фиг.1 представлен полимерный изолятор, показан пример, когда прямолинейные участки кольца зафиксированы в канавках, выполненных на склеенных между собой двух частях, охватываемых бандажной втулкой, образующих изоляционный стержень, плоскость стыка частей проходит через оси этих прямолинейных участков кольца.
На фиг.2 показан разрез полимерного изолятора по А-А фиг.1.
На фиг.3 представлен полимерный изолятор, показан пример, когда прямолинейные участки кольца зафиксированы в канавках, выполненных на склеенных между собой частях в виде внутреннего стержня и наружной трубы, образующих изоляционный стержень, кольцевой стык которых проходит через оси этих прямолинейных участков кольца.
На фиг.4 показан разрез полимерного изолятора по Б-Б фиг.3.
На фиг.5 представлен вид на полимерный изолятор по стрелке В фиг.1.
На фиг.6 показано аксонометрическое изображение полимерного изолятора.
Полимерный изолятор (фиг.1) содержит изоляционный стержень 1 (фиг.1-6), облицованный трекингозащитными ребрами 2 (фиг.1-6), установленными на его внешней цилиндрической поверхности 3 (фиг.1-5), на торцах 4 (фиг.1, 3, 5, 6) изоляционного стержня 1 установлены оконцеватели 5 (фиг.1, 3, 5, 6), при этом оконцеватели 5 выполнены из непрерывной гибкой арматуры, пропитанной связующим, в виде кольца 6 (фиг.1-6), состоящего из двух дуг 7 (фиг.1, 3, 5, 6), соединенных прямолинейными участками 8 (фиг.1-4), прямолинейные участки 8 кольца 6 зафиксированы в канавках 9 (фиг.1-4), выполненных на соединенных между собой двух или более частях 10 (фиг.1-6), образующих изоляционный стержень 1, на дуге 7 кольца 6 каждого оконцевателя 5 изнутри установлена металлическая накладка 11 (фиг.1, 3, 5, 6).
Прямолинейные участки 8 (фиг.1) кольца 6 могут быть зафиксированы в канавках 9, выполненных на склеенных между собой двух частях 10, охватываемых бандажной втулкой 12 (фиг.1, 2), образующих изоляционный стержень 1, плоскость 13 (фиг.2) стыка частей 10 проходит через оси 14 (фиг.1) этих прямолинейных участков 8 кольца 6.
Прямолинейные участки 8 (фиг.3) кольца 6 могут быть зафиксированы в канавках 9, выполненных на склеенных между собой частях 10, в виде внутреннего стержня 15 (фиг.3, 4) и наружной трубы 16 (фиг.3, 4), образующих изоляционный стержень 1, кольцевой стык 17 (фиг.4) которых проходит через оси 14 этих прямолинейных участков 8 кольца 6.
Полимерный изолятор при работе воспринимает значительные растягивающие усилия, направленные вдоль оси 18 (фиг.1, 3) изолятора, и изгибающие моменты. Полимерный изолятор содержит оконцеватели 5, выполненные из непрерывной гибкой арматуры, например стекловолокна или стекложгута, пропитанной связующим, например эпоксидным. Оконцеватели 5 представляют собой отформованное вытянутое кольцо 6, состоящее из двух дуг 7, соединенных прямолинейными участками 8. Арматура, используемая при изготовлении оконцевателей 5, должна быть правильно ориентирована относительно воспринимаемых изолятором нагрузок. Следовательно, нити, волокна или жгуты, образующие арматуру оконцевателей 5, должны быть расположены вдоль оси 18 изолятора. Большое значение имеет непрерывность арматуры, то есть арматура не должна иметь разрывов, это обеспечивает правильное равномерное распределение нагрузок в полимерном изоляторе. В полимерном изоляторе оба оконцевателя 5 образованы одной деталью - кольцом 6, выполненным из непрерывной арматуры, ориентированной вдоль оси 18 изолятора в направлении действия основных нагрузок, что позволяет значительно повысить его несущую способность, а следовательно, и надежность. Прямолинейные участки 8 кольца 6 зафиксированы в канавках 9, выполненных на соединенных между собой двух или более частях 10, образующих изоляционный стержень 1, что повышает жесткость всей конструкции изолятора и позволяет воспринимать значительные изгибающие моменты. Прямолинейные участки 8 кольца 6 могут быть зафиксированы в канавках 9, выполненных на склеенных между собой двух частях 10, охватываемых бандажной втулкой 12, выполненной, например, из стеклоткани, пропитанной эпоксидным связующим (фиг.1). Эти две части 10 и бандажная втулка 10 образуют изоляционный стержень 1, при этом плоскость 13 стыка частей 10 проходит через оси 14 прямолинейных участков 8 кольца 6. Прямолинейные участки 8 кольца 6 также могут быть зафиксированы в канавках 9, выполненных на склеенных между собой частях 10 в виде внутреннего стержня 15 и наружной трубы 16, образующих изоляционный стержень 1 (фиг.3). Кольцевой стык 17 у такого изоляционного стержня 1 проходит через оси 14 прямолинейных участков 8 кольца 6. Для уменьшения износа и исключения разрушения оконцевателей 5, выполненных из композиционного материала, вызванного трением между оконцевателями 5 и креплениями к проводам высоковольтной сети, на дуге 7 кольца 6 каждого оконцевателя 5 изнутри установлена металлическая накладка 11. Внешняя цилиндрическая поверхность 3 изоляционного стержня 1 облицована трекингозащитными ребрами 2, изготовленными из кремнийорганической (силаксановой) резины.
Изобретение позволило получить технический результат, а именно повысить надежность полимерного изолятора в результате увеличения его несущей способности, вызванного тем, что оба оконцевателя образованы одной деталью - кольцом, выполненным из композиционного материала с оптимально организованной структурой.
1. Полимерный изолятор, содержащий изоляционный стержень, облицованный трекингозащитными ребрами, установленными на его внешней цилиндрической поверхности, на торцах изоляционного стержня установлены оконцеватели, отличающийся тем, что оконцеватели выполнены из непрерывной гибкой арматуры, пропитанной связующим, в виде кольца, состоящего из двух дуг, соединенных прямолинейными участками, прямолинейные участки кольца зафиксированы в канавках, выполненных на соединенных между собой двух или более частях, образующих изоляционный стержень, на дуге кольца каждого оконцевателя изнутри установлена металлическая накладка.
2. Полимерный изолятор по п.1, отличающийся тем, что прямолинейные участки кольца зафиксированы в канавках, выполненных на склеенных между собой двух частях, охватываемых бандажной втулкой, образующих изоляционный стержень, плоскость стыка частей проходит через оси этих прямолинейных участков кольца.
3. Полимерный изолятор по п.1, отличающийся тем, что прямолинейные участки кольца зафиксированы в канавках, выполненных на склеенных между собой частях в виде внутреннего стержня и наружной трубы, образующих изоляционный стержень, кольцевой стык которых проходит через оси этих прямолинейных участков кольца.
