Опоры, изоляционные траверсы и изоляционные элементы для линий высоковольтных передач

Изобретение относится к электроизоляционной траверсе для опоры линий высоковольтных передач. Траверса включает в себя изоляционный конструктивный элемент, предназначенный для крепления к корпусу опоры, а также для поддержки токопроводящего кабеля. Изоляционный конструктивный элемент содержит сплошной, жесткий хребет, проходящий вдоль его продольной оси и имеющий профиль поперечного сечения, перпендикулярный его продольной оси, при этом второй геометрический момент инерции профиля поперечного сечения вокруг каждой оси, перпендикулярной его продольной оси и пересекающей центроид, имеет величину А²/2π или более, где А является площадью профиля поперечного сечения. Конструктивный элемент обеспечивает сопротивление поперечному изгибу и продольному изгибу при сжатии и позволяет прочно удерживать провода на опоре уменьшенной высоты. Т и Y-образное сечение обеспечивает исключительно хороший сток воды и препятствует росту микроорганизмов на конструктивном элементе. Помимо этого, во время использования в траверсах опор, конструктивные элементы, в целом, могут использоваться в качестве изоляторов на линиях высоковольтных передач. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 13 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к изоляторным элементам, которые могут использоваться на линиях высоковольтных передач, а также к способам их производства. Изоляционные элементы способны выдерживать продольные и поперечные изгибающие усилия при сжатии. Изобретение также относится к траверсам для опор линий электропередач, содержащим подобные элементы, а также к опорам с подобными траверсами.

Уровень техники

Конструкция линий электропередач была разработана еще в начале 20-го века. В последние годы, по мере роста спроса на электроэнергию, а также увеличения доли удаленных источников возобновляемой энергии ресурсы высоковольтных линий электропередачи почти что достигли максимума, при этом на отдельных участках возрастает вероятность возникновения перегрузок. В стандартах МЭК (Международной электротехнической комиссии) высоковольтным считается напряжение свыше 1 кВ. Обычно линии высоковольтных передач используются для передачи напряжений свыше 100 кВ, иногда нескольких сот кВ. Обычно напряжение в линиях электропередач составляет 275 кВ и 400 кВ, однако также может использоваться напряжение до 1 мВ и более.

Конечно можно построить новые сети, однако это потребует больших денежных затрат, времени и может встретить противодействие со стороны местного населения. Альтернативой строительству новых систем электропередачи может стать модернизация существующих сетей за счет увеличения напряжения или силы тока в используемых линиях передачи. Увеличение силы тока в существующих цепях может вызвать увеличение провисания проводников в результате их нагрева, что может привести к нарушению требований по расстоянию до земли. Увеличение напряжения в существующих цепях увеличит опасность искрения (короткого замыкания с землей или между фазами) и может привести к тому, что система перестанет отвечать требованиям местного законодательства. И то, и другое решение также приводит к усилению электромагнитных полей на уровне земли. Требования по минимальному расстоянию до земли, надежности систем (т.е. не допускающих искрения), а также по ограничению мощности электромагнитных полей на уровне земли означают, что возможности по увеличению напряжения или силы тока в опорах существующих конструкций ограничены. Подобные проблемы также ограничивают возможности по увеличению компактности опор существующих конструкций. Обычно опоры для высоковольтных силовых систем также называются столбами.

Традиционная опора состоит из стального корпуса со стальными траверсами, обычно изготавливаемыми из L-образных высокопрочных стальных элементов. Провода подвешиваются к концам траверс на изоляторы. В системе, рассчитанной на 275 кВ, длина изоляторов обычно составляет 2,5 м. Изоляторы удерживают подвешенные провода в натяжении, а также на удалении от корпуса опоры и непосредственно от самой траверсы. Самая нижняя траверса должна быть расположена относительно поверхности земли с учетом провисания линий электропередач в результате совместного воздействия окружающей температуры, повышения температуры в результате солнечного излучения, а также повышения температуры в результате резистивного нагрева. Также необходимо учитывать мощность электромагнитных полей на уровне земли, создаваемых передающими проводами. Также важно, чтобы провода находились достаточно высоко от земли, таким образом, чтобы обеспечивался минимальный законодательно установленный зазор. Длина траверс должна быть достаточной для обеспечения того, чтобы отклонения проводов (в результате колебаний изолятора под действием ветра) не позволяли проводам слишком близко приближаться к корпусу опоры, снижая вероятность искрения на корпус опоры. Помимо способности выдерживать вес передающих проводов, траверса также должна быть достаточно прочной для того, чтобы выдерживать дополнительную нагрузку возникающую, например, в результате обледенения проводов, ветровой нагрузки, разрыва провода (что может привести к воздействию значительных боковых усилий на траверсу) или их комбинации.

Изоляторы, используемые для подвески проводов на траверсах опор, обычно оснащаются юбками, разнесенными по длине с целью увеличения пути утечки (т.е. кратчайшего расстояния между концами изолятора, измеряемого по поверхности). С целью предотвращения утечек тока по поверхности проводника, желательно иметь соотношение расстояния утечки к длине изолятора, равное, по меньшей мере, 2.

Желательно иметь возможность увеличения напряжения или силы тока электроэнергии, передаваемой по сетям без замены существующих конструкций опор, а также без увеличения вероятности искрения. Также желательно уменьшить мощность электромагнитных полей на уровне земли рядом с опорами. Также желательно иметь возможность проектирования корпусов опор, имеющих более компактные размеры по сравнению с существующими конструкциями.

В документе GB 1,034,224 описаны изоляторы, используемые в качестве конструктивных элементов траверс или рам, на которые опираются расположенные сверху линейные проводники, установленные на стойках или опорах. Раскрываемый изолятор содержит два или более отдельных стержней из связанных полимерами волокон, разнесенных по длине взаимно разнесенными изоляционными поперечными элементами, соединенными со стержнями через определенные промежутки для ограничения продольного изгибания стержней под сжимающей нагрузкой. Раскрываемые стержни имеют квадратное или круглое сечение.

В документе JP 06-335144 раскрывается использование траверс в качестве изоляторов для линий передач, причем определенное количество плечевых элементов образует ферму. Раскрываемые траверсы имеют в сечении круглую или полую конструкцию.

Раскрытие изобретения

Изобретателями было установлено, что токопроводящие траверсы традиционных опор или столбов могут быть заменены траверсами, состоящими из изоляционных элементов, при условии, что один или несколько изоляционных элементов, образующих траверсу, могут быть изготовлены таким образом, чтобы они были устойчивы к продольным изгибам под воздействием сжимающих сил, которым могут подвергаться траверсы опор во время эксплуатации. Было установлено, что, отказавшись от использования свисающих изоляторов и заменив их на прочные и одновременно легкие изоляционные траверсы, изоляторы можно подвешивать непосредственно к концам траверс, повысив электронапряжение без увеличения вероятности искрения. При размещении изоляционных траверс на такой же высоте, как и соответствующие традиционные токопроводящие траверсы, провода будут находиться на большей высоте от земли и не будут раскачиваться в сторону опоры за счет фиксированной крепежной точки. Также было установлено, что, отказавшись от использования свисающих изоляторов и заменив их на прочные и одновременно легкие изоляционные траверсы, изоляторы можно подвешивать непосредственно к концам траверс, увеличив токонесущую способность расположенной сверху линии. Это связано с тем, что при размещении изоляционных траверс на такой же высоте, как и соответствующие традиционные токопроводящие траверсы, провода будут находиться на большей высоте от земли, позволяя увеличить допустимое провисание проводов. Как вариант, для фиксированного напряжения и силы тока было установлено, что самая нижняя траверса на опоре может находиться ближе к земле, несмотря на то что передающие провода расположены на такой же высоте, как традиционные токопроводящие траверсы, таким образом, общая высота корпуса опоры может быть уменьшена, либо на него может быть установлена дополнительная пара траверс, используемых, например, для передачи постоянного тока высокого напряжения или т.п.

Аналогичным образом, при увеличении напряжения или силы тока, в результате чего увеличивается вероятность провисания и формирования электромагнитных полей на уровне земли, отсутствие необходимости в использовании свисающих изоляторов означает, что проводники можно поднять выше над землей без увеличения высоты опоры.

Помимо этого, отказ от использования существующих подвесных изоляторов между траверсам и проводами предотвращает раскачивание проводов вблизи корпуса опоры, что значительно улучшает устойчивость системы при сильном ветре.

Таким образом, одна из задач изобретения, помимо прочего, заключается в создании изоляционной траверсы для опоры, изготовленной таким образом, чтобы она обладала устойчивостью к сжимающим усилиям, а также к продольным изгибающим усилиям, которые могут воздействовать на траверсу опоры во время эксплуатации, и которая при этом имеет малый вес и устойчива к повреждениям во время эксплуатации. Другая задача изобретения заключается в создании изоляционных элементов, обладающих повышенной устойчивостью к продольному изгибу, имеющих малый вес и устойчивых к повреждениям во время эксплуатации.

Таким образом, первым объектом изобретения является электроизоляционная траверса для опоры, предназначенная для крепления на ней электрических проводов, расположенных на расстоянии от корпуса опоры, и содержащая, по меньшей мере, первый изоляционный конструктивный элемент с ближним концом, выполненным с возможностью крепления к корпусу опоры, а также дальним концом, выполненным с возможностью крепления к опорным средствам проводов, причем первый изоляционный конструктивный элемент содержит или состоит из, по существу, сплошного жесткого хребта, проходящего вдоль продольной оси между дальним и ближним концами, при этом хребет имеет перпендикулярный продольной оси профиль поперечного сечения с центроидом, при этом второй геометрический момент инерции профиля поперечного сечения вокруг каждой оси, перпендикулярной к продольной оси и пересекающей центроид, имеет величину А²/2π или более, где А является площадью профиля поперечного сечения.

Это позволяет обеспечить, чтобы первые изоляционные элементы выдерживали изгибающую и сжимающую нагрузку.

Вторым объектом изобретения является опора для линий высоковольтных электропередач, содержащая одну или несколько траверс согласно первому объекту изобретения.

Третьим объектом изобретения является изоляционный конструктивный элемент, применяемый на линиях высоковольтных передач и содержащий или состоящий из, по существу, жесткого хребта, проходящего вдоль продольной оси между дальним и ближним концами, причем хребет имеет перпендикулярный продольной оси профиль поперечного сечения с центроидом, при этом второй геометрический момент инерции профиля поперечного сечения вокруг каждой оси, перпендикулярной продольной оси и пересекающей центроид, имеет величину А²/2π или более, где А является площадью профиля поперечного сечения. Длина изоляционного конструктивного элемента может быть, по меньшей мере, в 5 раз больше его ширины.

Четвертым объектом изобретения является способ формирования изоляционного конструктивного элемента согласно третьему объекту изобретения, включающий в себя этап формирования жесткого хребта путем пултрузии.

Признаки, рассматриваемые ниже в подробном описании изобретения, относятся ко всем соответствующим объектам изобретения и при необходимости могут комбинироваться друг с другом.

Для лучшего восприятия в описании изобретения термин «содержащий» или «содержит» означает включение в него указанного элемента(-ов), но без исключения уже имеющихся других элементов. Термин «состоящий, по существу, из» или «состоит, по существу, из» означает включение в него указанных элементов, исключая при этом другие элементы, кроме материалов, присутствующих в качестве загрязнителей, материалов неизбежно присутствующих вследствие процессов, используемых для получения элементов, а также элементов, добавляемых с иной целью, помимо достижения технического результата изобретения.

Там, где это допустимо использование термина «содержит» или «содержащий» также можно рассматривать как включающее в себя понятие «состоит, по существу, из» или «состоящий, по существу, из».

Первым объектом изобретения является электроизоляционная траверса для опоры. Траверса включает в себя, по меньшей мере, первый изоляционный конструктивный элемент, у которого имеется ближний конец, выполненный с возможностью крепления к корпусу опоры, например, при помощи крепежных средств, таких как, например, болтовое соединение, а также дальний конец, выполненный с возможностью крепления к опорным средствам проводов, также, например, при помощи крепежных средств, таких как, например, болтовое соединение.

Первый изоляционный конструктивный элемент содержит или состоит из, по существу, жесткого хребта, проходящего вдоль оси между его дальним и ближним концами. Хребет позволяет ограничивать продольную изгибающую и сжимающую нагрузки за счет продольного продольной оси профиля поперечного сечения с центроидом, таким образом, что второй геометрический момент инерции профиля поперечного сечения вокруг каждой оси, перпендикулярной продольной оси и пересекающей центроид, имеет величину А²/2π или более, где А является площадью профиля поперечного сечения. Другими словами, второй геометрический момент инерции профиля поперечного сечения, по меньшей мере, в 2 раза больше второго геометрического момента инерции гипотетического кругового профиля с центром в центроиде, который имеет такую же площадь, как и профиль поперечного сечения.

Концепция второго геометрического момента инерции используется при конструктивном проектировании для получения параметра, который может использоваться для расчета сопротивления балок изгибанию или отклонению. Отклонение балки под воздействием нагрузки зависит не только от нагрузки, но также и от геометрии сечения балки и ее длины. Именно поэтому балки с большими вторыми геометрическими моментами инерции, такие как двутавровые балки, более часто используются при строительстве зданий, чем другие балки, имеющие такую же площадь сечения (например, цилиндрическая арматура). Второй геометрический момент инерции позволяет рассчитать распределение материала вокруг оси, специалистам известно, что сечение балки с большим вторым геометрическим моментом инерции, при такой же площади сечения (например, весе), обеспечивает большее сопротивление деформации балки с большим вторым геометрическим моментом инерции. Следует отметить, что в настоящем описании геометрический момент инерции измеряется вокруг оси, проходящей через центроид профиля поперечного сечения и перпендикулярной продольной оси хребта. Профиль поперечного сечения лежит в плоскости, расположенной перпендикулярно продольной оси, таким образом, что второй геометрический момент инерции измеряется вокруг оси, копланарной профилю поперечного сечения.

Желательно, чтобы второй геометрический момент инерции вокруг оси, пересекающей центроид, был, по меньшей мере, в 2 раза больше второго геометрического момента инерции гипотетического кругового профиля с центром на оси, имеющего такую же площадь, как профиль поперечного сечения хребта, предпочтительно, по меньшей мере, в 3 раза больше, еще более предпочтительно, по меньшей мере, в 4 раза больше. Другими словами, второй геометрический момент инерции, по меньшей мере, в 2 раза больше геометрического момента инерции цилиндрической арматуры, имеющей такую же площадь сечения (а следовательно, такой же вес, если она изготавливается из такого же материала). Было установлено, что подобная величина обеспечивает необходимое сопротивление деформации для сплошных изоляционных конструктивных элементов.

Второй геометрический момент инерции вокруг оси легко измеряется за счет простой подстановки величины для (площадь × (расстояние от оси)²) профиля поперечного сечения и ее сравнения с величиной для круга равноценной площади (т.е. А²/4π, где А является площадью круга) вокруг оси в плоскости круга и проходящего через его центр.

Таким образом, второй геометрический момент инерции профиля поперечного сечения вокруг каждой оси, перпендикулярной продольной оси и пересекающей центроид, имеет значение А²/2π или более, предпочтительно 3А²/2π, а также возможно 2А²/π или более. Это позволяет определить «минимальный» второй геометрический момент инерции профиля поперечного сечения, являющийся минимальным значением, получаемым вокруг любой из указанных осей. Предпочтительно минимальный второй геометрический момент инерции имеет величину 4А²/π или менее, либо даже 3А²/π или менее, а также возможно 2А²/π или менее. Чрезмерно высокие значения второго геометрического момента инерции могут приводить к тому, что форма может быть склонна к локальному продольному изгибанию. Для увеличения второго геометрического момента инерции необходимо, чтобы часть секций профиля были относительно тонкими. Чрезмерно высокие вторые геометрические моменты инерции также могут приводить к тому, что из-за множества вогнутых поверхностей профиль поперечного сечения будет склонен к накоплению отложений или задержанию загрязнителей.

Хребет предпочтительно имеет, по существу, равномерный профиль поперечного сечения, а также площадь сечения вдоль его длины, таким образом, чтобы его можно было изготовить путем пултрузии. Между тем он также может быть и неровным. Например, площадь сечения может сходить на конус от более широкой площади у ближнего конца хребта к более узкой площади у дальнего конца хребта. Предпочтительно хребет имеет единообразную конструкцию. Так, например, хребет по изобретению обладает хорошей устойчивостью к изгибанию без необходимости использования множества параллельных хребтов, соединенных поперечными элементами, как это раскрыто в GB 1,034,224, поэтому одного хребта вполне достаточно.

Сопротивление траверсы продольному изгибанию можно улучшить за счет добавления второго изоляционного конструктивного элемента, ближний конец которого выполнен с возможностью крепления к корпусу опоры, а дальний конец выполнен с возможностью крепления к опорным средствам проводов, при этом второй изоляционный конструктивный элемент выполнен с возможностью сопротивления, по меньшей мере, растягивающей нагрузке. Таким образом, второй элемент может выступать во время эксплуатации в качестве растяжного опорного плеча для опорных средств проводника, тогда как первый элемент используется для противодействия сжимающим силам, воздействующим на опорные средства проводов, а также для противодействия продольному изгибу. Таким образом, второй изоляционный конструктивный элемент не предназначен для противодействия сжимающим нагрузкам или продольным изгибающим усилиям, хотя он может использоваться для этих целей.

Обычно у траверсы по изобретению, используемой на опоре, имеются два или более первых изоляционных конструктивных элемента, расположенных, по существу, горизонтально и соединенных с опорными средствами проводов у передней части или вершины, снизу одного, а обычно двух или более вторых изоляционных конструктивных элементов, соединенных с опорными средствами проводов у передней части или вершины таким образом, чтобы второй изоляционный конструктивный элемент или элементы поддерживали опорные средства проводов в натяжении.

В предпочтительной компоновке используемая траверса содержит два первых изоляционных конструктивных элемента, расположенных ниже двух вторых изоляционных конструктивных элементов, совместно образующих пирамидальную конструкцию, проходящую от четырехугольного основания, расположенного на корпусе опоры, к вершине, расположенной на опорных средств проводов. Под пирамидальной понимается форма, имеющая четырехугольное основание, углы основания которого соединяются у вершины. Также допустимы и другие компоновки, например тетраэдальная компоновка (т.е. треугольное основание с вершинами треугольника, соединенными в верхней точке).

Предпочтительно ближние проводящие кольца, выравнивающие распределение потенциала, расположены у ближних концов первого и второго изоляционных конструктивных элементов. Кольцо, выравнивающее распределение потенциала, является проводящим элементом, обычно из проводящего металла, выполненным с возможностью окружения изолятора в том месте, где он соединяется с проводом. Кольцо, выравнивающее распределение потенциала, предназначено для уменьшения мощных электростатических полей, а также для уменьшения повреждений изоляторов от любых электрических разрядов, создаваемых напряжениями от подобных мощных электростатических полей, вызываемых геометрией системы, острыми краями, головками болтов и прочее на плитах крепления, соединяющих ближние концы изолирующих конструктивных элементов с корпусом опоры.

Предпочтительно у вершины или передней части траверсы имеется дополнительное дальнее проводящее кольцо, выравнивающее распределение потенциала, в частности если это пирамидальная конструкция.

Узел дальнего проводящего кольца, выравнивающего распределение потенциала, предпочтительно содержит дальнее проводящее кольцо, выравнивающее распределение потенциала, выполненное с возможностью окружения дальних концов первого и второго изоляционных элементов, а также токопроводящую стойку, находящуюся в токопроводящем контакте с дальним кольцом, выравнивающим распределение потенциала, расположенную в центре, внутри дальнего кольца, выравнивающего распределение потенциала, и заходящую в пространство, образованное между дальними концами первого и второго изоляционных элементов. Центральная токопроводящая стойка помогает поддерживать управляемое электрическое поле вокруг каждого изоляционного конструктивного элемента, соединяющегося с вершиной или передней частью траверсы у опорных средств проводника.

Дальнее токопроводящее кольцо, выравнивающее распределение потенциала, подробно рассматриваемое здесь, может использоваться в узле изоляционной траверсы и, в частности, не ограничено использованием в узле траверсы по изобретению.

Траверса может содержать один или несколько дополнительных элементов, выполненных с возможностью соединения между собой первого и второго изоляционных конструктивных элементов, при этом один или несколько дополнительных элементов выполнены с возможностью сопротивления растяжению или сжатию.

Траверса, в особенности, если она имеет тетраэдальную или пирамидальную форму, может содержать дополнительные элементы, выполненные с возможностью соединения между собой первого и второго изоляционных конструктивных элементов, при этом дополнительные элементы выполнены с возможностью сопротивления растяжению или сжатию. Использование дополнительных элементов с целью увеличения несущей способности каркасных конструкций известно. Предпочтительно дополнительные элементы расположены, по существу, параллельно плоскости основания траверсы. Более предпочтительно дополнительные элементы, которые не расположены, по существу, параллельно плоскости основания траверсы отсутствуют. Дополнительные элементы могут быть изоляционными, проводящими или полупроводящими элементами. Под «дополнительными элементами» понимаются конструктивные элементы, способные выдерживать растяжение и сжатие, например соответствующие балки, арматура или прутки, которые, хотя и не предназначены для выдерживания нагрузки, обеспечивают или поддерживают конструктивную устойчивость. Их наличие может быть желательно либо для повышения несущих способностей конструкции (если профиль поперечного сечения изоляционных элементов остается неизменным), либо для уменьшения площади сечения изоляционных элементов (при соответствующем уменьшении общего веса для той же самой несущей способности траверсы).

Предпочтительно жесткий хребет первого изоляционного элемента содержит, по меньшей мере, два реброобразных выступа, проходящих вдоль продольной оси и предназначенных для формирования, по меньшей мере, одной, по существу, вогнутой поверхности между ними.

Реброобразные выступы могут быть плоскими, формованными или петлеобразными и могут соединяться, образуя между ними вогнутую поверхность у угла или у буртика, буртик является кривой внутри угла и предназначен для концентрации напряжения. Если они имеют плоскую форму, то выступы могут именоваться плечами, если скругленную - бобышками. Остальные конфигурации именуются «формованными», например четырехлепестковые эллиптические ребра, соединяющиеся у хребта, образуют профиль поперечного сечения в форме цветка. Например, жесткий хребет может иметь форму L-образной секции, у которой два ребра являются плоскими ребрами, расположенными под углом в 90°, образующими между ними вогнутую поверхность, либо жесткий хребет может иметь форму двутавровой балки, Т-образные ребра которой соединяются между собой у Т-образных оснований, образуя I-образный профиль с двумя вогнутыми поверхностями с каждой стороны I-образного элемента. Подобная компоновка из двух или более реброобразных выступов позволяет получить жесткий хребет с профилем поперечного сечения, имеющим необходимый большой второй геометрический момент инерции. Требование по вогнутой поверхности объясняется тем, что распределение материала на удалении от оси приводит к увеличению второго геометрического момента инерции профиля поперечного сечения.

Профиль поперечного сечения жесткого хребта также можно описать, используя терминологию «стенок» и «полок». Для двутавровой балки стенка является центральным стержнем I, а верхняя и нижняя поперечины известны как полки. Стенки обычно проходят наружу или сквозь центроид профиля поперечного сечения, а полки расположены с концов стенки. Таким образом, стенка является средством удержания материала полок на удалении от центроида, тем самым способствуя увеличению второго геометрического момента инерции вокруг центроида. Таким образом, рассматриваемые здесь реброобразные выступы можно считать стенками, проходящими от центральной части профиля поперечного сечения и необязательно оснащенными полками на их дальних концах. Таким образом, Т-образную балку можно считать стенкой, центральным плечом Т, с полкой с одного конца (поперечиной Т), либо можно рассматривать в качестве трех стенок, каждая из которых проходит наружу от точки пересечения Т. Y-образную балку можно рассматривать в качестве трех стенок, каждая из которых проходит от центра Y.

Предпочтительно для получения высокого второго геометрического момента инерции, жесткий хребет может содержать три реброобразных выступа, проходящие вдоль оси и предназначенные для формирования, по меньшей мере, двух, по существу, вогнутых буртиков между ними. В этом случае профиль поперечного сечения может быть, например, Т-образным или Y-образным, три реброобразных выступа которого образуют плечи. Торцы плечей, например, могут быть скругленными или петлеобразными, либо оборудованы полками.

В особо предпочтительной компоновке ребра могут образовывать две вогнутые поверхности и одну плоскую или выгнутую поверхность между ними. Это можно описать, например, как Т-образную компоновку, у которой одна из поверхностей Т (верхняя часть Т) является плоской или наклонной Т или грибовидного сечения, у которой верхняя поверхность гриба является выгнутой. Торцы плечей Т или грибовидной формы предпочтительно являются скругленными или петлеобразными.

Желательно во время эксплуатации траверса располагается таким образом, чтобы вогнутые поверхности первого изоляционного элемента были направлены вверх и наружу, а плоская или выгнутая поверхность была направлена вниз, способствуя стоку воды. Траверса может располагаться таким образом, чтобы ось жесткого хребта проходила, по существу, горизонтально, однако также может располагаться и так, чтобы во время эксплуатации он находился под углом к горизонтальной плоскости.

Во время эксплуатации первые изоляционные элементы подвергаются воздействию погодных условий, поверхностному загрязнению, а также росту мхов или лишайников на поверхности жесткого хребта. Поэтому предпочтительна компоновка из трех реброобразных выступов, позволяющая уменьшить число вогнутых буртиков между ребрами, обеспечивая при этом высокий второй геометрический момент инерции, сокращая, таким образом, скопление воды или загрязнений.

Компоновка с двумя вогнутыми поверхностями и одной плоской поверхностью между ними особо предпочтительна ввиду того, что во время эксплуатации подобная компоновка может быть установлена плоской или вогнутой поверхностью вниз, а вогнутой поверхностью вверх и наружу, так чтобы ось жесткого хребта проходила, по существу, горизонтально. Форма вогнутых поверхностей может выбираться таким образом, чтобы она способствовала стеканию воды и предотвращала скапливание воды или загрязнений на этих поверхностях. Что касается нижней плоской или выгнутой поверхности, то во время эксплуатации она не будет сильно затемнена, что будет препятствовать росту мхов или лишайников, предпочитающих затемненные места. Таким образом, компоновка позволяет получить первый изоляционный конструктивный элемент, который является прочным и легким, устойчивым к воздействию продольного изгибающего и сжимающего напряжения, расположение которого во время эксплуатации также позволяет предотвратить скопление воды или загрязнений, что может привести к потере изоляционных свойств элемента.

Вторые изоляционные элементы могут иметь соответствующее профиль поперечного сечения, поскольку им не нужно выдерживать изгибающие или сжимающие усилия, так, например, может использоваться простое круглое профиль поперечного сечения, поскольку подобный профиль также позволяет предотвратить скопление воды или отложений, что может привести к потере изоляционных свойств элемента.

Желательно профиль поперечного сечения жесткого хребта первого изоляционного элемента имеет изогнутую внешнею границу таким образом, чтобы изогнутая внешняя граница имела радиус кривизны во всех точках, величина которого составляет более 1% от наибольшей ширины профиля поперечного сечения, измеряемой вдоль всех осей, пересекающих центроид, предпочтительно более 2%. Обычно она составляет более 5 мм во всех точках, предпочтительно более 10 мм, наиболее предпочтительно более 20 мм. Это позволяет избежать острых вогнутых углов, способствующих накоплению загрязнений, или острых вогнутых углов, способных повредить изоляционную поверхность и предотвратить последующий электрический разряд в результате повреждения.

Желательно изоляционные конструктивные элементы оснащены юбками, за счет чего расстояние утечки вдоль каждого изоляционного элемента превышает его длину: обычно расстояние утечки до 5.5 раз больше фактической длины изоляционного элемента, например, от 2 до 5 больше длины. Юбки - это элементы, обычно используемые для электрических изоляторов, юбка стандартного изолятора представляет собой круглый диск или пластину, обычно из стекла или силиконового полимера, с центральным отверстием, позволяющим устанавливать его при помощи резьбы на хребет изолятора. Юбки также могут непосредственно формоваться на изолирующем конструктивном элементе вдоль слоя из силиконового покрытия, непосредственно на хребте при помощи процесса формования жидкого силикона (LSM).

Несколько юбок обычно, по существу, равномерно разнесены по длине изолятора и прикреплены к нему, плоскость диска или пластины расположена перпендикулярно продольной оси изолятора. У юбок могут иметься концентрические круглые ребра для увеличения длины утечки. Юбки увеличивают расстояние, через которое должен пройти любой ток поверхностной утечки, прежде чем он достигнет земли. Юбки также способствуют блокированию любых путей утечки, которые могут возникать в результате просачивания воды (например, дождевой) по поверхности изоляционного элемента. Расстояние утечки, необходимое для любой конкретной ситуации, зависит от таких факторов как дождь, влажность, а также уровня загрязнения окружающей среды. Накапливание загрязнений может увеличивать электропроводность поверхности изоляционного элемента, тем самым способствуя формирования проводящих дорожек на поверхности. Для регионов с высоким уровнем загрязнения окружающей среды длину утечки необходимо увеличивать.

Юбки, используемые по настоящему изобретению имеют такую форму, чтобы длина пути утечки, формируемая каждой юбкой, была, по существу, одинаковой по всему периметру. Другими словами, вместо традиционной круглой формы, форма юбок может выбираться таким образом, чтобы она, по существу, повторяла или была аналогична форме профиля поперечного сечения жесткого хребта первых изоляционных конструктивных элементов. Подобная компоновка позволяет избежать дополнительного расхода материала юбки (поскольку разряд следует по кратчайшему пути утечки), а также позволяет уменьшить вес траверсы по изобретению.

Изоляционные элементы являются сплошными и, по существу, лишены полостей. Это связано с тем, что полости могут способствовать конденсации воды внутри изоляционных элементов, что создает опасность электрического разряда. Изоляционные элементы, используемые в траверсе по изобретению, предпочтительно не имеют структурных полостей или каналов, проходящих вдоль их длины, а также лишены, например, полых секций. Разумеется, в условиях серийного производства, например, методом пултрузии, в структуре неизбежны небольшие полости. Под «сплошными» в настоящем описании изобретения понимается отсутствие преднамеренно образованных выемок, полостей или каналов.

Вторым объектом изобретения является опора для линий высоковольтных передач, содержащая одну или несколько траверс по первому объекту изобретения.

Третьим объектом изобретения является изоляционный конструктивный элемент, применяемый на линиях высоковольтных передач и содержащий жесткий хребет, проходящий вдоль продольной оси между дальним и ближним концами, причем хребет имеет перпендикулярный продольной оси профиль сечения с центроидом, при этом второй геометрический момент инерции профиля поперечного сечения вокруг каждой оси, перпендикулярной продольной оси и пересекающей центроид, имеет величину А²/2π или более, где А является площадью профиля поперечного сечения. Длина изоляционного конструктивного элемента может быть, по меньшей мере, в 5 раз больше его ширины. Это достигается за счет лучшего сопротивления изгибу изоляционного конструктивного элемента по изобретению, что обеспечивает лучшее соотношение между длиной и шириной, чем у предыдущих образцов, а также уменьшает вероятность чрезмерного поперечного изгибания или продольного изгибания.

Наибольшей шириной профиля поперечного сечения является наибольшая ширина, измеряемая вдоль всех осей, пересекающих центроид профиля поперечного сечения. Под центроидом понимается центр площади профиля поперечного сечения.

Предпочтительные значения для второго геометрического момента инерции по второму объекту изобретения выбираются точно также как и для первых изоляционных элементов по первому объекту изобретения.

Предпочтительно жесткий хребет изоляционного конструктивного элемента содержит, по меньшей мере, два реброобразных выступа, проходящих вдоль оси, предназначенных для формирования, по меньшей мере, одной, по существу, вогнутой поверхности между ними.

Реброобразные выступы могут быть плоскими, формованными или петлеобразными, как это было рассмотрено выше для первых изоляционных элементов по первому объекту изобретения, и могут соединяться, образуя между ними вогнутую поверхность у угла или у буртика, буртик является кривой внутри угла и предназначен для концентрации напряжения. Например, жесткий хребет может иметь форму L-образной секции, у которой два ребра являются плоскими ребрами, расположенными под углом в 90°, образующими между ними вогнутую поверхность, либо жесткий хребет может иметь форму двутавровой балки, Т-образные ребра которой соединяются между собой у Т-образных оснований, образуя I-образный профиль с двумя вогнутыми поверхностями с каждой стороны I-образного элемента. Подобная компоновка из двух или более реброобразных выступов позволяет получить жесткий хребет с профилем поперечного сечения, имеющим необходимый большой второй геометрический момент инерции. Требование по вогнутой поверхности объясняется тем, что распределение материала на удалении от центроида приводит к увеличению второго геометрического момента инерции профиля поперечного сечения.

Предпочтительно жесткий хребет содержит три реброобразных выступа, проходящих вдоль оси, предназначенных для формирования, по меньшей мере, двух, по существу, вогнутых буртиков между ними. В этом случае профиль поперечного сечения может быть, например, Т-образным или Y-образным, три реброобразных выступа которого образуют плечи.

В особо предпочтительной компоновке, при горизонтальном расположении изоляционного элемента, ребра могут образовывать две вогнутые поверхности и одну плоскую или выгнутую поверхность между ними. Это можно описать, например, как Т-образную компоновку, у которой одна из поверхностей является плоской или наклонной, или как Т-образное или грибовидное сечение, одна из поверхностей которого является выгнутой.

Желательно во время эксплуатации изоляционный элемент располагается таким образом, чтобы ось жесткого хребта проходила, по существу, горизонтально, вогнутые поверхности были направлены вверх и наружу, а плоская или выгнутая поверхность была направлена вниз, способствуя стоку воды. Во время эксплуатации первые изоляционные элементы подвергаются воздействию погодных условий, поверхностному загрязнению, а также росту мхов или лишайников на поверхности жесткого хребта. Поэтому предпочтительна компоновка с двумя вогнутыми поверхностями и одной плоской или выгнутой поверхностью между ними, поскольку подобный изоляционный элемент при использовании в горизонтальном или почти горизонтальном положении может быть установлен плоской или вогнутой поверхностью вниз, а вогнутыми поверхностями вверх и наружу, так чтобы ось жесткого хребта проходила, по существу, горизонтально. Форма вогнутых поверхностей может выбираться таким образом, чтобы она способствовала стеканию воды, предотвращала скапливание воды или загрязнений на этих поверхностях. Что касается нижней плоской или выгнутой поверхности, то во время эксплуатации она не будет сильно затемнена, что будет препятствовать росту мхов или лишайников, предпочитающих затемненные места. Таким образом, компоновка позволяет получить изоляционный конструктивный элемент, который является прочным и легким, устойчивым к воздействию продольного изгибающего и сжимающего напряжения, и который также может располагаться во время эксплуатации, предотвращая скопление воды или загрязнений, что может привести к потере изоляционных свойств элемента.

Было установлено, что наиболее подходящим сечением профиля жесткого хребта опорного изолятора (используемого таким образом, чтобы он был расположен, по существу, вертикально в длину) является Y-образная форма с примерно равными углами (около 120°), противолежащими между плечами Y-образной формы, причем плечи и углы скруглены, а плечи имеют, по существу, равную длину. Это позволяет получить элемент, который при малом весе обладает высокой стойкостью к продольному изгибу и поперечному изгибу за счет открытых углов и не склонен к накоплению отложении на вогнутых поверхностях. У таких форм как Х-образные формы (т.е. с четырьмя плечами или реброобразными выступами) или с пятью или более плечами или реброобразными выступами могут возникать проблемы из-за того, что малые углы между плечами создают затенение и способствуют накоплению отложений.

Желательно, чтобы изоляционные конструктивные элементы оснащались юбками, как отмечалось выше, за счет чего расстояние утечки вдоль каждого изоляционного элемента превышает его длину. Предпочтительно юбки имеют такую форму, чтобы длина пути утечки, формируемая каждой юбкой, была, по существу, одинаковой по всему периметру.

При использовании для подвешивания высоковольтных проводов и т.п., изоляционные конструктивные элементы по третьему объекту изобретения желательно являются сплошными и, по существу, не имеют полостей. Это связано с тем, что полости могут способствовать конденсации воды внутри изоляционных элементов, что создает опасность электрического разряда. Изоляционные элементы по изобретению, используемые подобным образом, предпочтительно не имеют структурных полостей или каналов, проходящих вдоль их длины, а также предпочтительно, лишены, например, полых секций.

Между тем при использовании, например, в качестве опорных изоляторов (иногда именуемых в данной области техники изоляторными втулками) подстанции, может возникать необходимость в проделывании одного или нескольких отверстий или каналов, проходящих вдоль длины изоляционного элемента таким образом, чтобы высоковольтные провода, например, могли проходить через корпус изолятора на подстанцию. Поэтому компоновка изоляционного конструктивного элемента по третьему объекту изобретения может опционально предусматривать один или несколько каналов, позволяющих высоковольтным проводам проходить через изоляционный конструктивный элемент. Однако в подобной ситуации отверстие или канал желательно могут заполняться изоляторным маслом или силиконовым составом (либо даже высокоизоляторным газом, таким как гексафторид серы). Третий объект изобретения, при использовании в качестве опорного изолятора или опорной втулки для подвода проводов, например, на подстанцию, наиболее подходит для случаев, когда в реброобразных выступах делаются один или несколько, например два или более каналов для несущих проводов, идущих, например, к их дальним частям. Другими словами, каналы для проводов могут находиться в реброобразных выступах, обычно проходящих по длине хребта, по существу, параллельно продольной оси хребта, причем каналы разнесены от центроида изоляционного конструктивного элемента. Поэтому у изоляционного конструктивного элемента предпочтительно имеется, по меньшей мере, один реброобразный выступ, содержащий канал, в который может помещаться проводник. Подобные каналы могут использоваться вместо или в дополнение к каналу, находящемуся рядом или вблизи центроида изоляционного элемента. Каналы достаточно плотно примыкают к проводам, что позволяет уменьшить пустоты, а любые пустые пространства, имеющиеся внутри канала во время эксплуатации, после установки проводов по месту, заполняются изоляторным составом, как это упоминалось выше. Другими словами, изоляционные конструктивные элементы являются, по существу, сплошными, за исключением каналов минимального размера, позволяющим проводам проходить (обычно по их длине) через изоляционный конструктивный элемент.

Например, когда изоляционный конструктивный элемент имеет Т или Y-образное сечение, у него может быть три канала, каждый из которых проходит в направлении дальних концов каждого из плеч Т или Y, помимо или в дополнение к четвертому каналу, расположенному у пересечения плеч.

По сравнению с обычными опорными изоляторами или втулками, у которых имеется единственный центральный канал, преимущество подобной компоновки заключается в том, что единственный опорный изолятор может нести множество проводов, которые достаточно разнесены друг от друга, что исключает электрические пробои между ними. Например, единственный опорный изолятор может нести три разные фазы. Например, отдельные каналы могут использоваться для проводов с высоким напряжением/большой силой тока, тогда как другие, например, для кабелей, передающих управляющие сигналы.

Предпочтительно любые полые каналы или полости занимают менее 10% от общего объема изоляционных конструктивных элементов, предпочтительно, менее 5%.

Поверхность изоляционного конструктивного элемента по изобретению, используемого по любому из аспектов изобретения, желательно является гидрофобной, в том смысле, что она имеет краевой угол смачивания чистой водой в 90° или более (измеряемый в воде). Это позволяет воде скатываться в капли на поверхности и стекать с поверхности. Желательно поверхность устойчива к науглероживанию, таким образом, что в случае, если поверхность подвергнется воздействию высоковольтного разряда, на ней не оставалось постоянной проводящей углеродной дорожки. Желательно изоляционный конструктивный элемент по изобретению имеет поверхностное покрытие из силиконового полимера или силиконовой смолы. Это также относится и к юбкам, используемым по различным объектам изобретения. Обычно у хребта имеется силиконовая оплетка, приклеенная к нему, а юбки, формованные из силикона, могут крепиться или приклеиваться к оплетке, закрывающей хребет изоляционного элемента. С другой стороны, как отмечалось выше, для изготовления юбок может использоваться процесс формования жидкого силикона.

Четвертым объектом изобретения является способ формирования изоляционного конструктивного элемента по третьему объекту изобретения, либо для использования по первому или второму объекту изобретения, включающий в себя этап формирования жесткого хребта методом пултрузии.

Обычно изоляционный элемент может изготавливаться из стекловолокна, армированного смолой, например стекловолокна класса Е (электротехнического) или ECR (электротехнического коррозийностойкого) с термореактивными смолами, такими как полиэстер, виниловый эфир, либо эпоксидными или термопластичными смолами, такими как полипропилен, полиэтилен терефталат, полибутилен терефталат и т.п. Для армирования также могут использоваться и другие волокна, а также другие соответствующие изоляционные полимеры как с армирующими волокнами, так и без них.

Способ может включать в себя:

а) нанесение на хребет покрытия из слоя изоляционного силиконового полимера, а также

б) крепление юбок к слою из изоляционного силиконового полимера, например, при помощи силиконового клея.

Как вариант способ, например, может включать в себя получение хребта с силиконовой оплеткой и юбками в ходе единого процесса формования, такого как процесс формования жидкого силикона, как это упоминалось выше.

Краткое описание чертежей

Далее исключительно в качестве примера будут рассмотрены конкретные варианты осуществления настоящего изобретения, со ссылкой на прилагаемые чертежи.

На фиг.1 показана траверса по первому варианту осуществления изобретения и по первому объекту изобретения, вид в перспективе;

на фиг.2 - траверса по второму варианту осуществления изобретения и по второму объекту изобретения, включающая в себя дополнительные элементы, расположенные, по существу, в плоскости, вид в перспективе;

на фиг.3 - вид сзади, с конца второго варианта осуществления со стороны основания траверсы;

на фиг.4 - вид сбоку второго варианта осуществления изобретения;

на фиг.5 - развернутый вид в перспективе, на котором показан фрагмент вершины траверсы по первому или второму вариантам осуществления изобретения;

на фиг.6 - развернутый вид сбоку, в сечении вдоль секции А-А по фиг.3, на котором показан фрагмент центральной токопроводящей стойки кольца, выравнивающего распределение потенциала, у вершины траверсы по первому или второму вариантам осуществления изобретения;

на фиг.7 - вид в сечении первого изоляционного конструктивного элемента 2 по первому или второму вариантам осуществления изобретения, причем сечение проходит перпендикулярно продольной оси элемента вдоль секции В-В по фиг.4;

на фиг.8 - вид в сечении первого изоляционного конструктивного элемента 2 по первому или второму вариантам осуществления изобретения вдоль секции В-В по фиг.4, сечение проходит параллельно продольной оси элемента;

на фиг.9 - изоляционный элемент по третьему варианту осуществления изобретения, по третьему объекту изобретения;

на фиг.10 - изоляционный элемент по четвертому варианту осуществления изобретения, по третьему объекту изобретения;

на фиг.11 - вид в сечении изоляционного элемента по третьему варианту осуществления изобретения, показанному на фиг.9, вдоль секции D-D по фиг.9;

на фиг.12 - изоляционный элемент по четвертому варианту осуществления изобретения, с установленными проводами;

на фиг.13 - изоляционный элемент по пятому варианту осуществления изобретения, по третьему объекту изобретения, с установленным проводом.

Осуществление изобретения

Переходя к первому и второму вариантам осуществления изобретения, показанным на фиг.1-8, траверса 1 имеет два первых изоляционных элемента 2, а также два вторых изоляционных элемента 3, каждый из которых прикреплен к опорному кронштейну 4 для провода, образующему вершину или переднюю часть траверсы. Дальние концы первых изоляционных элементов 2 прикреплены к передней части 4 с помощью болтов и соединительных пластин 11, а дальние концы вторых изоляционных элементов 3 прикреплены с помощью болтового соединения 13.

Ближние концы первых изоляционных элементов 2 оснащены крепежными пластинами 10, выполненными с возможностью их крепления к корпусу высоковольтной опоры или опоры (не показана). Аналогичные крепежные пластины 12 расположены на ближних концах вторых изоляционных элементов 3. Опорный кронштейн 4 для провода удерживает дальние концы изоляционных элементов 2, 3, а также поддерживает провода 5 при помощи пластин 6, свисающих от опорного кронштейна 4 для провода.

На ближнем конце каждого первого изоляционного элемента 2 имеется проводящее кольцо 9, выравнивающее распределение потенциала. На ближнем конце каждого второго изоляционного элемента 3 имеется проводящее кольцо 8, выравнивающее распределение потенциала. Узел 7 дальнего проводящего кольца, выравнивающего распределение потенциала, на вершине траверсы 1 содержит проводящую стойку 17 (показана на фиг.6), которая находится в токопроводящем контакте с дальним проводящим кольцом 7, выравнивающим распределение потенциала, при этом стойка 17 расположена в центре проводящего кольца 7 и заходит в пространство, образуемое у вершины, где изоляционные опорные элементы 2, 3 соприкасаются с опорным кронштейном 4 для провода.

Таким образом, траверса 1 выполнена с возможностью формирования пирамидальной конструкции, идущей от четырехугольного основания, расположенного на корпусе опоры, до вершины, расположенной на опорном кронштейне 4 для провода.

На фиг.7 и 8 показаны первые изоляционные элементы 2 с хребтом 18 и юбками 14, расположенными вдоль хребта, перпендикулярно продольной оси элемента. Слой из силиконового эластомера 20 покрывает поверхности хребта 18, а юбки 14 приклеены к слою 20 со стороны первых изоляционных элементов 2. Профиль поперечного сечения хребта 18 имеет по существу Т-образную перевернутую форму (т.е. три реброобразных выступа проходят вдоль его оси), при этом он имеет петлеобразный конец на центральной части Т и закругленные концы на концах плечей Т. Подобный профиль поперечного сечения имеет минимальный второй геометрический момент инерции (вокруг вертикальной оси, проходящей через центроид в положении, показанном на фигуре), который в 3.6 раза больше соответствующего второго геометрического момента инерции круга равноценной площади. Такой профиль поперечного сечения имеет две вогнутые поверхности 32, 33 между ребрами и одну, по существу, плоскую или немного выгнутую поверхность 34. Форма юбки 14 обеспечивает, по существу, равномерную длину утечки по ее внешней границе.

Возвращаясь к фиг.1-6, вторые изоляционные элементы 3 имеют цилиндрический хребет и круглые юбки 15. Поверхность хребта также покрыта слоем силиконового полимера. Юбки 15 изготовлены из силиконового полимера.

Второй вариант осуществления изобретения отличается от первого варианта осуществления изобретения тем, что он дополнительно включает в себя дополнительные элементы 16, соединяющие между собой изоляционные элементы 2, 3, причем дополнительные элементы 16 расположены в плоскости, по существу, параллельной основанию, образованному ближними концами изоляционных элементов 2, 3.

Во время эксплуатации ближние концы изоляционных элементов 2, 3 крепятся болтами к основанию опоры или столба, первые изоляционные элементы 2 расположены, по существу, горизонтально, как это показано на фиг.4, таким образом, чтобы профиль поперечного сечения первых изоляционных элементов 2 был расположен плоской поверхностью 34 вниз, а вогнутые поверхности 32, 33 были направлены вверх и наружу, как это показано на фиг.7.

Переходя к третьему варианту осуществления изобретения, на фиг.9 и 11 показан изоляционный элемент, применяемый в качестве опорной стойки для проводника. По данному варианту осуществления изобретения хребет 21 имеет Y-образное сечение, а каждый из аналогичных реброобразных выступов образует петлеобразные и закругленные плечи Y. Подобный профиль поперечного сечения обеспечивает минимальный второй геометрический момент инерции (вокруг вертикальной оси, проходящей через центроид в показанной конфигурации), который в 4,6 раза больше соответствующего второго геометрического момента инерции круга с эквивалентной площадью. Три вогнутые поверхности 35, 36, 37 образованы между ребрами, как это показано на фиг.11. Форма используемых силиконовых юбок 22 создает, по существу, равномерные расстояния утечки по их внешней границе, а хребет покрыт силиконовым полимерным слоем 26.

По четвертому варианту осуществления изобретения, изображенному на фиг.10 и 12, также показан изоляционный элемент, применяемый в качестве опорного изолятора (или втулки), провода 27 которого проходят вдоль его длины. Изоляционный элемент аналогичен по форме третьему варианту осуществления изобретения с хребтом 23 и юбками 24 аналогичной Y-образной формы. Отличие от третьего варианта осуществления изобретения заключается в том, что у каждого из реброобразных выступов, образующих плечи Y, имеется соответствующий канал или проход 25, в районе его дальней части, проходящий по длине изоляционного элемента, через который могут пропускаться провода 27.

По пятому варианту осуществления изобретения, изображенному на фиг.13, также показан изоляционный элемент, применяемый в качестве опорного изолятора, провода 30 которого проходят вдоль его длины через единственный канал. Изображенный изоляционный элемент, по существу, аналогичен по форме третьему варианту осуществления изобретения с хребтом 28 и юбками 29 аналогичной Y-образной формы. Отличие от третьего варианта осуществления изобретения заключается в том, что в центральной части хребта 28 имеется канал или проход 31, проходящий по длине изоляционного элемента, через который может пропускаться провод 30.

Следует понимать, что рассмотренные выше варианты осуществления изобретения допускают внесение в них многочисленных изменений, не выходя за объем изобретения, определенный в прилагаемой формуле изобретения. Например, хотя во время эксплуатации первые изоляционные траверсы по первому и второму вариантам осуществления изобретения, рассмотренным выше, расположены, по существу, горизонтально, изобретение также допускает компоновку траверс, при которой первые изоляционные элементы во время эксплуатации расположены под наклоном к горизонтальной плоскости. Например, во время эксплуатации первые изоляционные элементы могут быть наклонены вверх под углом, например, 20° относительно горизонтальной плоскости от ближних до дальних концов. Например, показано, что юбки первых изоляционных элементов отличаются лишь размером около вершины траверсы (для облегчения установки провода в опорном кронштейне 4), на первом изоляционном плече также могут использоваться юбки попеременно большого и малого сечения, как это показано для первых изоляционных элементов. Например, у вторых изоляционных элементов 3 могут быть юбки одинакового, а не попеременного размера. Например, у траверсы могут быть роговые разрядники/координирующие зазоры для координации изоляции, как это хорошо известно специалистам в области высоковольтных изоляционных узлов.

Считается, что рассмотренные и изображенные варианты осуществления изобретения, по сути, являются иллюстративными, а не ограничивающими, при этом следует понимать, что были показаны и рассмотрены лишь предпочтительные варианты осуществления, а также, что любые изменения и модификации, покрываемые объемом изобретения, определяемым формулой изобретения, входят в объем защиты. Следует понимать, что использование таких терминов как «предпочтительный», «предпочтительно», «наиболее предпочтительный» в описании предполагает, что данный признак является желательным, но не обязательным, а варианты осуществления, в которых подобный признак отсутствует, могут входить в объем изобретения, определяемый формулой изобретения. Что касается формулы изобретения, подразумевается, что когда перед признаком используются неопределенные артикли «а», «an»», такие термины, как «по меньшей мере» или «по меньшей мере, часть», это не ограничивает пункт формулы изобретения лишь одним подобным признаком, если это отдельно не оговорено в пункте формулы изобретения. При использовании формулировок «по меньшей мере, часть» и/или «часть», позиция может включать в себя часть и/или позицию полностью, если это не оговорено иначе.

1. Электроизоляционная траверса для опоры, предназначенная для поддержки силовых проводов, расположенных на расстоянии от корпуса опоры, и содержащая, по меньшей мере, один первый изоляционный конструктивный элемент, ближний конец которого выполнен с возможностью крепления к корпусу опоры, а дальний конец которого выполнен с возможностью крепления к опорным средствам провода, отличающаяся тем, что первый изоляционный конструктивный элемент содержит сплошной, жесткий хребет, проходящий вдоль продольной оси между дальним и ближним концами, причем хребет имеет перпендикулярный продольной оси профиль поперечного сечения с центроидом, при этом второй геометрический момент инерции профиля поперечного сечения вокруг каждой оси, перпендикулярной продольной оси и пересекающей центроид, имеет величину А²/2π или более, где А является площадью профиля поперечного сечения, причем жесткий хребет содержит три реброобразных выступа, проходящих вдоль оси и выполненных с возможностью формирования, по меньшей мере, двух вогнутых поверхностей между ними.

2. Траверса по п.1, отличающаяся тем, что профиль поперечного сечения жесткого хребта имеет, по существу, Т или Y-образную форму, а реброобразные выступы образуют плечи Т или Y-образной формы.

3. Траверса по п.1, отличающаяся тем, что ребра предназначены для образования между собой двух вогнутых поверхностей и одной плоской или выгнутой поверхности.

4. Траверса по п.3, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью расположения во время эксплуатации таким образом, чтобы вогнутые поверхности первого изоляционного элемента были направлены вверх и наружу, а плоская или выгнутая поверхность была направлена вниз.

5. Траверса по п.1, отличающаяся тем, что профиль поперечного сечения жесткого хребта первого изоляционного конструктивного элемента имеет изогнутую внешнюю границу, имеющую внешнюю границу с радиусом кривизны во всех точках, величина которого составляет более 1% от наибольшей ширины профиля поперечного сечения, измеряемой вдоль всех осей, пересекающих центроид.

6. Траверса по п.1, отличающаяся тем, что траверса дополнительно содержит второй изоляционный конструктивный элемент, ближний конец которого выполнен с возможностью крепления к корпусу опоры на основании, а дальний конец которого выполнен с возможностью крепления к опорным средствам провода, при этом второй изоляционный конструктивный элемент выполнен с возможностью сопротивления, по меньшей мере, растягивающим нагрузкам.

7. Траверса по п.6, отличающаяся тем, что во время эксплуатации траверса содержит два первых изоляционных конструктивных элемента, расположенных ниже двух вторых изоляционных конструктивных элементов, совместно образующих пирамидальную конструкцию, проходящую от четырехугольного основания, расположенного на корпусе опоры, к вершине, расположенной на опорных средствах провода.

8. Траверса по п.7, отличающаяся тем, что ближние проводящие кольца, выравнивающие распределение потенциала, расположены на ближних концах первого и второго изоляционных конструктивных элементов.

9. Траверса по п.7, отличающаяся тем, что узел дальних проводящих колец, выравнивающих распределение потенциала, расположен на вершине пирамидальной конструкции.

10. Траверса по п.9, отличающаяся тем, что узел дальних проводящих колец, выравнивающих распределение потенциала, содержит дальнее проводящее кольцо, выравнивающее распределение потенциала, выполненное с возможностью окружения дальних концов первого и второго изоляционных элементов, и проводящую стойку, находящуюся в токопроводящем контакте с дальним кольцом, выравнивающим распределение потенциала, расположенную в центре, внутри дальнего кольца, выравнивающего распределение потенциала, и заходящую в пространство, образованное между дальними концами первого и второго изоляционных элементов.

11. Траверса по п.1, отличающаяся тем, что изоляционные конструктивные элементы оснащены юбками, за счет чего расстояние утечки вдоль каждого изоляционного элемента превышает его длину.

12. Траверса по п.11, отличающаяся тем, что юбки имеют такую форму, чтобы длина пути утечки, формируемая каждой юбкой, была, по существу, одинаковой по всей внешней границе.

13. Опора для линий высоковольтных передач, содержащая одну или несколько траверс по п.1.

14. Изоляционный конструктивный элемент, применяемый на линиях высоковольтных передач и содержащий сплошной, жесткий хребет, проходящий вдоль его продольной оси между дальним и ближним концами, причем хребет имеет перпендикулярный продольной оси профиль поперечного сечения с центроидом, при этом второй геометрический момент инерции профиля поперечного сечения вокруг каждой оси, перпендикулярной продольной оси и пересекающей центроид, имеет величину А²/2π или более, где А является площадью профиля поперечного сечения, причем жесткий хребет содержит три реброобразных выступа, проходящих вдоль оси и выполненных с возможностью формирования, по меньшей мере, двух вогнутых поверхностей между ними.

15. Изоляционный конструктивный элемент по п.14, отличающийся тем, что профиль поперечного сечения жесткого хребта имеет, по существу, Т или Y-образную форму, а реброобразные выступы образуют плечи Т или Y-образной формы.

16. Изоляционный конструктивный элемент по п.14, отличающийся тем, что ребра предназначены для образования между ними двух вогнутых поверхностей и одной плоской или выгнутой поверхности.

17. Изоляционный конструктивный элемент по п.14, отличающийся тем, что содержит один или несколько каналов, позволяющих пропускать высоковольтные провода через изоляционный конструктивный элемент.

18. Изоляционный конструктивный элемент по п.17, отличающийся тем, что, по меньшей мере, в одном из реброобразных выступов имеется канал, предназначенный для вмещения высоковольтного провода.

19. Изоляционный конструктивный элемент по п.14, отличающийся тем, что профиль поперечного сечения жесткого хребта изоляционного конструктивного элемента имеет изогнутую внешнюю границу с радиусом кривизны во всех точках, величина которого составляет более 1% от наибольшей ширины профиля поперечного сечения, измеряемой вдоль всех осей, пересекающих центроид.

20. Изоляционный конструктивный элемент по п.14, отличающийся тем, что изоляционный конструктивный элемент оснащен юбками, за счет чего расстояние утечки вдоль изоляционного элемента превышает его длину, причем юбки имеют такую форму, чтобы длина пути утечки, формируемая каждой юбкой, была, по существу, одинаковой по всей внешней границе.