ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ИЗОЛЯТОР Российский патент 1998 года по МПК H01B17/20 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для изоляции и крепления проводов на воздушных линиях электропередачи и в распределительных устройствах электростанций и подстанций, преимущественно для ВЛ 6-10 кВ.

Известны высоковольтные изоляторы /см. Костюков Н.С. и др. Электрические изоляторы. -М. : Энергоатомиздат, 1984, с. 130, рис. 7.1 д.е./, предназначенные для ВЛ 6-10 кВ ШС10-А и ШС10-Г. Эти изоляторы представляют собой массивное тело с развитой нижней поверхностью для увеличения длины путем утечки тока. Для крепления проводов изоляторы имеют головку с канавками на боковой поверхности и вверху. Для крепления изолятора на металлическом штыре в теле изолятора имеется глухое резьбовое отверстие.

Существенным недостатком известных изоляторов является их низкая надежность, вытекающая из невысокой механической прочности и низкой термостойкости.

Наиболее близким по технической сущности являются изоляторы а.с. N 1529296 СССР, кл. H 01 B 17/20, 1989, а.с. N 1494046 СССР, кл. H 01 B 17/00, 1989.

Изолятор по а.с. N 1529296 содержит изоляционную деталь из закаленного стекла с металлическим колпаком на головке и жестко закрепленный в изоляционной детали штырь, изготовленный из трекингостойкого диэлектрического материала. Бытует мнение, что если изолятор будет иметь штырь из диэлектрического материала /пластмасса или фторопласт/, то такой изолятор не будет пробиваться. Однако в таком случае изоляционная деталь будет абсолютно электрически не нагружена. Это объясняется тем, что емкость диэлектрической детали на несколько порядков выше, чем емкость диэлектрического штыря и поэтому все рабочее напряжение будет приложено к штырю. Отсюда низкая надежность изолятора.

Изолятор по а.с. N 1494046 имеет в головке для крепления провода паз, на противоположных стенках которого выполнены диаметрально расположенные секторные выемки.

Однако у этого изолятора недостаточная надежность в эксплуатации, связанная с недостаточной жесткостью крепления изолятора на опоре и удерживанием провода на нем.

В основу изобретения поставлена задача создания изолятора повышенной надежности, в котором стеклодеталь изготавливают из закаленного стекла. Закалка обеспечивает повышенную термостойкость стеклодетали, сопротивление сжатию и удару. Силовой узел изолятора - головка стеклодетали закалена до более высоких порядков, чем тарелка.

Важное преимущество тарелки изолятора, закаленной до невысоких степеней закалки по сравнению с головкой - отсутствие самопроизвольных разрушений из-за наличия однородных включений в стекла. В случае механического удара по тарелке, она разрушается также, как и тарелка изолятора, изготовленного из отожженного стекла - несколько радиальных трещин от места удара.

В связи с тем, что минимальное разрушающее усилие на изгиб изолятора определяется прочностью штыря, в разработанном изоляторе предусмотрен штырь, имеющий не менее, чем в 1,5 раза больший предел прочности по сравнению с пределом прочности колпака.

Для исключения проскальзывания провода в пазе колпака изолятора секторные выемки, расположенные на противоположных стенках паза выполнены таким образом, что обеспечивают максимальную площадь контакта провода и паза.

Поставленная задача решается тем, что в высоковольтном изоляторе, содержащем выполненную из закаленного стекла изоляционную деталь, состоящую из головки и тарелки, металлический колпак со средствами крепления провода, установленный на головке, и штырь, жестко закрепленный в изоляционной детали, согласно изобретению, головка и тарелка выполнены из закаленного стекла с разной степенью закалки, при этом степень закалки стекла головки превышает степень закалки стекла тарелки, а последняя соответствует нижней границе степени закалки стекла.

Кроме того, в данном изоляторе предел прочности материала штыря превышает предел прочности материала не менее, чем 1,5 раза.

Далее , средства крепления провода в предлагаемом изоляторе выполнены в виде расположенного в верхней части колпака торцевого паза, предназначенного для укладки в его провода, на противоположных стенках которого выполнены диаметрально расположенные секторные выемки, при этом колпак выполнен из материала, твердость которого по Бринелю находится в пределах 20-45 Нм/мм². И еще, в описываемом изоляторе форма паза с секторными выемками образует в свету в плоскости, для которой проекции крайних точек противоположных стенок паза совмещены, окружность.

На фиг. 1 изображен высоковольтный изолятор; на фиг. 2 - средство крепления провода; на фиг. 3 - средство крепления провода в положении, когда форма паза с секторными выемками в свету образует окружность.

Изолятор состоит из металлического колпака 1, прочно соединенного посредством связки 2 с изоляционной деталью 3 из закаленного стекла и металлическим штырем 4.

Колпак 1 отливают из материала, близкого по твердости к материалу поверхности провода линии электропередачи и находится в пределах по Бринелю 20-45 Нм/мм². На верхней части колпака 1 предусмотрено средство крепления провода, торцевой паз 5 которого показан на фиг. 1, 2.

Изолированная деталь 3 выполнена с ребром 6 и гладкой юбкой 7. Штырь 4 отливают из стали 3, предел прочности которой превышает предел прочности материала колпака не менее, чем в 1,5 раза. На конце штыря 4, крепящегося к траверсе с помощью гайки /они на чертеже не показаны/ имеется резьба 8, а для предупреждения от проворачивания предусмотрены выступы 9 с осью 10.

Средство крепления провода высоковольтного изолятора /фиг. 2/ состоит из расположенного в верхней части торцевого паза 5 с осью 11, предназначенного для укладки в него провода, на противоположных стенках которого выполнены диаметрально расположенные секторные выемки 12 с осью 13, 14 - ось линии электропередачи.

На фиг. 3 показано средство крепления провода в положении, когда форма паза с секторными выемками в свету образует окружность, где 5 - торцевой паз с осью 11, секторные выемки 12 с осью 13, 15 - верхние стенки торцевого паза.

Сущность изобретения: высоковольтный изолятор содержит металлический колпак со средствами крепления провода, и изоляционную деталь, в которой головка и тарелка выполнены из закаленного стекла с разной степенью закалки. Закалка тарелки со степенью закалки, более низкой, чем степень закалки головки, обеспечивает повышенную термостойкость, сопротивление сжатию и удару силового узла и отсутствие самопроизвольных разрушений тарелки. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Высоковольтный изолятор, содержащий выполненную из закаленного стекла изоляционную деталь, состоящую из головки и тарелки, металлический колпак со средствами крепления провода, установленный на головке, и штырь, жестко закрепленный в изоляционной детали, отличающийся тем, что головка и тарелка выполнены из закаленного стекла с разной степенью закалки, при этом степень закалки стекла головки превышает степень закалки стекла тарелки, а последняя соответствует нижней границе степени закалки стекла. 2. Изолятор по п. 1, отличающийся тем, что предел прочности материала штыря превышает предел прочности материала колпака не менее чем в 1,5 раза. 3. Изолятор по п. 1, отличающийся тем, что средства крепления провода выполнены в виде расположенного в верхней части колпака торцевого паза, предназначенного для укладки в него провода, на противоположных стенках которого выполнены диаметрально расположенные секторные выемки, при этом колпак выполнен из материала, твердость которого по Бринелю находится в пределах 20 - 46 нм/мм². 4. Изолятор по п.3, отличающийся тем, что форма паза с секторными выемками образует в свету в плоскости, для которой проекции крайних точек противоположных стенок паза совмещены, окружность.