ОПЕРАТИВНАЯ ИЗОЛИРУЮЩАЯ ШТАНГА Российский патент 2001 года по МПК H01R4/66 

Изобретение относится к электроэнергетике и касается защитного приспособления, в частности, оперативной изолирующей штанги (ОИШ), используемой в высоковольтных электроустановках для включения и отключения предохранителей-разъединителей, а также для снятия и установки их патронов-предохранителей.

ОИШ должна обеспечивать работу в любых климатических условиях, включающих туман, изморось, снегопад, дождь и т.п., иметь длину не менее 4-х метров, быть легкой, прочной, удобной для хранения и транспортировки, надежной в эксплуатации.

Предшествующий уровень техники
Известны штанги, используемые на высоковольтных линиях и в распределительных устройствах, содержащие изолирующий держатель, рабочий элемент в виде губок или зажима, средства подключения заземляющего провода и средства обеспечения взаимосвязи изолирующего держателя и рабочего органа (SU авторское свидетельство N 657490, кл. H 01 R 4/66, опубл. 15.04.79, БИ N 14; SU авторское свидетельство N 1019525, кл. H 01 R 4/66, опубл. 23.05.83, БИ N 19).

Недостатками известных штанг являются сложность конструкции при большом количестве металлических деталей, сложность в эксплуатации из-за большого количества операций, нежелательность их использования в сырую погоду.

Известна также штанга, содержащая трубчатые изолирующую часть с рукояткой и рабочую часть с рабочим элементом, неподвижно закрепленным на конце рабочей части, и средство подключения заземляющего провода (SU авторское свидетельство N 657489, кл. H 01 R 4/66, опубл. 20.04.79, БИ N 14).

Известная штанга обладает всеми вышеперечисленными недостатками. Она является наиболее близкой по технической сущности к заявляемой и выбрана в качестве ближайшего аналога (прототипа).

Раскрытие изобретения
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка легкой, прочной ОИШ, которая была бы пригодна для использования в любую, включая сырую, погоду.

Техническим результатом, который может быть получен от использования изобретения, является упрощение конструкции, повышение надежности работы в условиях повышенной влажности, снижение веса и удобство использования.

Для решения поставленной задачи оперативная ОИШ, содержащая полые трубчатые рабочую часть с неподвижно закрепленным на ее конце рабочим элементом и изолирующую часть с рукояткой, а также средство закрепления заземляющего провода, согласно изобретению выполнена разъемной, ее рабочая и изолирующая части состыкованы посредством замка, закрепленного на смежных торцах указанных частей, рабочий элемент расположен радиально консольно по отношению к рабочей части, изолирующая часть дополнительно снабжена насаженными на нее изоляционными втулками зонтичной формы, одна из которых, размещена перед рукояткой в качестве ограничительной, средство закрепления заземляющего провода выполнено в виде стягивающего хомута и размещено между указанной одной и остальными изоляционными втулками, причем полые трубчатые рабочая без рабочего элемента и изолирующая, составляющая одно целое с рукояткой, части выполнены из стеклопластика с армировкой из прямолинейных и (или) волнообразных волокнистых однонаправленных прядей, ориентированных вдоль оси указанных частей, заполнены низкоплотным гидрофобным пенополиуретаном с закрытой мелкоячеистой структурой и загерметизированы по торцам, при этом в предпочтительном варианте замок выполнен в виде конического разъемного соединения с накидной гайкой, на усеченных вершинах конических с цилиндрическими юбками элементов которого выполнены уступы для предотвращения взаимного проворота указанных элементов, скреплен цилиндрическими юбками его элементов с соответствующими торцами рабочей и изолирующей частей с помощью заклепок и клея, а рабочий элемент выполнен в виде металлической втулки-катушки, насаженной на винт, пропущенный через охваченный металлическим стаканом снаружи конец рабочей части и затянутый гайкой с противоположной стороны.

Отличительными особенностями заявляемой ОИШ являются следующие признаки:
- выполнение штанги разъемной,
- стыковка рабочей и изолирующей частей посредством замка, закрепленного на смежных торцах указанных частей,
- расположение рабочего элемента радиально консольно по отношению к рабочей части,
- снабжение изолирующей части дополнительно изоляционными втулками зонтичной формы,
- размещение одной из указанных втулок перед рукояткой в качестве ограничительной,
- выполнение средства закрепления заземляющего провода на конце в виде стягивающего хомута,
- размещение упомянутого хомута между указанной одной и остальными изоляционными втулками,
- выполнение полых трубчатых рабочей без рабочего элемента и изолирующей, составляющей одно целое с рукояткой, частей из стеклопластика с армировкой из прямолинейных и/или волнообразных волокнистых однонаправленных прядей, ориентированных вдоль оси указанных частей,
- заполнение полых трубчатых вышеупомянутых частей штанги низкоплотным гидрофобным пенополиуретаном с закрытой мелкоячеистой структурой,
- герметизация торцев полых трубчатых указанных частей штанги,
а также
- выполнение замка в виде конического разъемного соединения с накидной гайкой,
- выполнение уступов на усеченных вершинах конических с цилиндрическими юбками элементов указанного соединения для предотвращения их взаимного проворота,
- скрепление замка цилиндрическими юбками его конических элементов с соответствующими торцами рабочей и изолирующей частей с помощью заклепок и клея,
- выполнение рабочего элемента в виде металлической втулки-катушки,
- закрепление указанной втулки-катушки с помощью винта, пропущенного через охваченный металлическим стаканом конец рабочей части и затянутого гайкой с противоположной стороны.

Указанные отличительные особенности конструктивно взаимосвязаны и являются существенными признаками, так как каждая из них в отдельности и все совместно направлены на решение поставленной задачи. Использование единой совокупности известных и существенных отличительных признаков в известных решениях не обнаружено, что характеризует соответствие предложенного технического решения критерию "новизна".

Данное техническое решение является результатом научно-исследовательской и экспериментальной работы по созданию легкой, прочной, пригодной для любых условий эксплуатации ОИШ. Решение обладает не очевидностью, что свидетельствует о его соответствии критерию "изобретательский уровень".

ОИШ по заявленному изобретению легче штанги по прототипу, т.к. она выполнена, в основном, из стеклопластика и содержит необходимый минимум металлических деталей.

При общей длине ОИШ более 4-х метров и диаметре трубчатых частей 30-35 мм, металлические детали, кроме своей основной функции, выполняют дополнительную: устраняют парусность легкой длинномерной стеклопластиковой конструкции.

Легкая ОИШ обладает, тем не менее, высокой прочностью и отсутствием остаточных деформаций - свойствами, которые ей обеспечивает стеклопластик. Особая армировка в стеклопластике придает высокую изгибную жесткость и достаточную поперечную прочность за счет сочетания прямолинейных волокнистых прядей с волнистыми, преимущественно, синусоидальными, волокнистыми прядями при общей их ориентации вдоль оси ОИШ.

Легкая и прочная ОИШ при случайных повреждениях ее трубчатых частей защищена от опасного попадания в нее влаги: ее полые трубчатые части заполнены низкоплотным гидрофобным пенополиуретаном с закрытой мелкоячеистой структурой и загерметизированы по торцам.

Высокую степень изоляции в сырую погоду обеспечивают ОИШ изоляционные втулки зонтичной формы.

ОИШ выполнена из унифицированных деталей: двух трубчатых частей (рабочей и изолирующей с рукояткой) и втулок. Расположение одной из втулок перед рукояткой определяет длину рукоятки как безопасной части ОИШ для работы с нею персонала.

ОИШ выполнена разъемной для удобства ее эксплуатации. Она легко собирается и разбирается. При транспортировании и хранении она находится в чехле в разобранном виде.

Описание чертежей и предпочтительного варианта изобретения
Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 дан общий вид ОИШ, на фиг. 2 - вид I фиг. 1, где показан узел разъема изолирующей и рабочей частей (увеличенный вид), на фиг. 3 - вид II фиг. 1, где представлен узел крепления рабочего элемента к рабочей части (увеличенный вид), на фиг. 4 - схема армировки трубчатых частей ОИШ.

Разъемная ОИШ (фиг. 1) состоит из рабочей части 1 с рабочим элементом втулкой-катушкой 2 и изолирующей части 3 с рукояткой 4, состыкованных друг с другом с помощью замка - конического разъемного соединения 5. Она оснащена заземляющим проводом 6 с контактной струбциной 7 на его конце, закрепленным другим концом на изолирующей части 3 с помощью хомута 8.

Ее изолирующая часть 3 снабжена для увеличения изоляционных промежутков рядом изоляционных втулок 9 зонтичной формы. Одна из таких втулок, а именно втулка 10, размещена перед рукояткой 4 в качестве ограничительной, между втулкой 10 и остальными изоляционными втулками 9 размещено средство закрепления заземляющего провода в виде хомута 8. Рукоятка 4 с изолирующей частью 3 составляет одно целое. Втулки 9, как правило, состыкованы друг с другом и с изолирующей частью 3 и скреплены клеевым соединением.

Разъемное коническое соединение 5 (фиг. 2) состоит из конических элементов 11 и 12 с цилиндрическими юбками 13 и 14 соответственно. На усеченных вершинах элементов 11 и 12 выполнены уступы 15 и 16 соответственно для предотвращения проворота элементов 11 и 12 относительно друг друга. Элементы 11 и 12 закреплены (каждый в отдельности) на соответствующих смежных торцах 17 и 18 рабочей 1 и изолирующей 3 частей путем охвата указанных торцев снаружи соответствующими цилиндрическими юбками 13 и 14. Торцы 17 и 18 снабжены вставками 19 и 20 сплошного сечения, упрочняющими место соединения и герметизирующими торцы 17 и 18 от влаги. Для закрепления конических элементов 11 и 12 использованы сквозные штифты 21 и 22, расклепанные с обоих концов, и клей.

Металлическая втулка-катушка 2 (фиг. 3) расположена радиально консольно по отношению к рабочей части 1. Для придания прочности и стойкости к действию ударных нагрузок конец рабочей части 1 упрочнен и одновременно загерметизирован металлическим стаканом 23, надетым до упора его дна в торец рабочей части 1. Втулка-катушка насажена на винт 24, который пропущен через конец рабочей части 1, охваченный стаканом 23, и затянут гайкой 25 с противоположной стороны.

Рукоятка 4 (фиг. 1) имеет длину примерно 800-1000 мм. От собственно изолирующей части она отделена, как указывалось выше, изоляционной втулкой 10, а ее торец загерметизирован колпачком 26.

Как уже указывалось, трубчатые части 1 и 3 выполнены из стеклопластика, что позволило облегчить конструкцию и повысить ее прочность. Повысить же изгибную жесткость ОИШ позволил выбор схемы армировки, показанный на фиг. 4.

Введение в структуру волнообразных, преимущественно, синусоидальных волокнистых прядей 27, кроме обычных прямолинейных 28, позволило решить поставленную задачу обеспечения достаточной поперечной прочности при минимальном весе.

Но легкая, прочная, с высокой изгибной жесткостью и поперечной прочностью трубчатая конструкция обладала бы влагостойкостью только в неповрежденном виде. Появление случайных трещин в ней вызвало бы нежелательное проникновение влаги внутрь. Во избежание этого полость трубчатых частей 1 и 3 заполнена низкоплотным гидрофобным пенополиуретаном 29 с мелкоячеистой закрытой структурой.

Работа ОИШ.

Перед работой ОИШ собирают, для чего стыкуют конические элементы разъемного соединения и затягивают их накидной гайкой, подсоединяют заземляющий провод к заземляющему контуру.

Для отключения предохранителя-разъединителя с откидывающимся патроном зацепляют втулкой-катушкой S-образный рычаг, имеющийся на верхнем конце патрона, и рывком поворачивают его вниз. Под действием импульса силы оператора и собственного веса патрон совершает вращательное движение до откинутого положения.

Для включения патрона втулкой-катушкой ОИШ зацепляют указанный рычаг, с его помощью поднимают патрон и резким толчком до щелчка вставляют патрон на место.

Промышленная применимость
Заявленная конструкция ОИШ изготавливается в условиях серийного производства на стандартном оборудовании.

Изобретение относится к электроэнергетике и касается оперативной изолирующей штанги (ОИШ), используемой в высоковольтных электроустановках для включения и отключения предохранителей-разъединителей, а также для снятия и установки их патронов-предохранителей. Техническим результатом является получение легкой, прочной ОИШ, пригодной для использования в любую погоду. ОИШ выполнена разъемной и состоит из двух трубчатых частей: рабочей части с втулкой-катушкой в качестве рабочего элемента и изолирующей части с рукояткой, состыкованных с помощью конического соединения. Она имеет заземляющий провод с контактной струбциной на его конце, закрепленный другим его концом на изолирующей части с помощью хомута. Ее изолирующая часть снабжена рядом изоляционных втулок зонтичной формы, одна из которых - втулка - является одновременно ограничительной для рукоятки. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Оперативная изолирующая штанга, содержащая полые трубчатые рабочую часть с неподвижно закрепленным на ее конце рабочим элементом и изолирующую часть с рукояткой, а также средство закрепления заземляющего провода, отличающаяся тем, что она выполнена разъемной, ее рабочая и изолирующая часть состыкованы посредством замка, закрепленного на смежных торцах указанных частей, рабочий элемент расположен радиально консольно по отношению к рабочей части, изолирующая часть дополнительно снабжена насаженными на нее изоляционными втулками зонтичной формы, одна из которых размещена перед рукояткой в качестве ограничительной, средство закрепления заземляющего провода выполнено в виде стягивающего хомута и размещено между указанной одной и остальными изоляционными втулками, причем полые трубчатые рабочая без рабочего элемента и изолирующая, составляющая одно целое с рукояткой, части выполнены из стеклопластика с армировкой из прямолинейных и/или волнообразных волокнистых однонаправленных прядей, ориентированных вдоль оси указанных частей, заполнены низкоплотным гидрофобным пенополиуретаном с закрытой мелкоячеистой структурой и загерметизированы по торцам. 2. Штанга по п.1, отличающаяся тем, что замок выполнен в виде конического разъемного соединения с накидной гайкой, на усеченных вершинах конических с цилиндрическими юбками элементов которого выполнены уступы для предотвращения взаимного проворота указанных элементов, скреплен цилиндрическими юбками его элементов с соответствующими торцами рабочей и изолирующей частей с помощью заклепок и клея, а рабочий элемент выполнен в виде металлической втулки-катушки, насажанной на винт, пропущенный через охваченный металлическим стаканом конец рабочей части и затянутый гайкой с противоположной стороны.