ПОДВЕСНОЙ ИЗОЛЯТОР С УПЛОТНИТЕЛЬНОЙ ВСТАВКОЙ Российский патент 2005 года по МПК H01B17/02 

Настоящее изобретение относится к подвесным изоляторам, в частности к так называемым тарельчатым изоляторам, имеющим изолирующую юбку из диэлектрического материала, такого как закаленное стекло или фарфор, имеющую нижнюю сторону, на которой закреплен штырь посредством связующего из цемента, и разрушаемое кольцо из металла, в частности из цинка, контактирующее с указанным связующим и окружающее штырь.

Подвесные изоляторы этого типа выполнены с возможностью составления сборки изоляторных гирлянд, которые используются для электролиний высокого и среднего напряжения. Они могут выдерживать очень неблагоприятные климатические условия, например особо влажные условия тропиков.

Между внутренней стороной юбки тарельчатого изолятора, связующим и штырем имеется зазор. При повышенной влажности вода может проникать между стыками между юбкой, связующим и штырем, облегчая прохождение токов утечки по этим стыкам.

Под действием токов утечки штырь подвергается химической коррозии и электромеханической коррозии. Коррозия штыря ослабляет штырь механически, при этом на штыре образуется оксид железа, на юбку действуют напряжения расширения, что может закончиться разрывом изолятора.

В подвесном изоляторе согласно патенту GB 1025554 коррозия штыря исключается за счет того, что на штыре размещают цинковое кольцо, которое служит разрушаемым электродом в контакте со связующим (фиг.5), когда на поверхности цинкового электрода происходит коррозия. В этой конструкции разрушаемое цинковое кольцо предотвращает коррозию штыря, но кольцо имеет короткий срок службы и не эффективно на участке, не защищаемом кольцом.

Устранение этого недостатка предлагается в патентной заявке Японии JP 2002216559. Изолятор содержит цинковое электропроводное кольцо, расположенное на штыре в контакте со связующим. Электропроводное кольцо расположено на штыре в части связующего и почти контактирует со штырем и с изолирующей юбкой. В изоляторе этой конструкции ток утечки направляется по электропроводному кольцу, тем самым ограничивая токи утечки между связующим и штырем, тем самым снижается риск коррозии штыря, причем цинковое электропроводное кольцо при этом действует как разрушаемый электрод. В этом устройстве, хотя срок службы штыря и увеличивается за счет отведения токов утечки, незначительные токи утечки неудовлетворительного уплотнения будут оставаться между связующим и штырем, и это означает дальнейшее разрушение изолятора.

В патенте США №4559414 предложен изолятор, в котором разрушаемое кольцо окружает штырь по краю связующего, электроизолирующая пленка из синтетического каучука примыкает к поверхности штыря, встроенного в связующее и над частью разрушаемого кольца, в результате чего разрушаемое кольцо подвергается коррозии и тем самым защищает штырь. В этом изоляторе разрушаемое кольцо имеет короткий срок службы, а ток утечки всегда проходит через связующее.

Задачей настоящего изобретения является создание подвесного изолятора с уплотнительной вставкой, в котором устранены указанные недостатки и увеличены сроки службы элементов подвесного изолятора.

Для решения поставленной задачи согласно изобретению предложен подвесной изолятор, содержащий изолирующую юбку из закаленного стекла или фарфора с нижней стороной, на которой закреплен штырь с помощью связующего на основе цемента, и разрушаемое цинковое кольцо, контактирующее со связующим и окружающее штырь, изолятор характеризуется тем, что содержит кольцевую вставку из электропроводного материала, расположенную между изолирующей юбкой и разрушаемым кольцом, обеспечивающим уплотнение, которое исключает токи утечки через связующее.

В изоляторе согласно настоящему изобретению электропроводная вставка исключает проникновение влаги на нижнюю сторону юбки, тем самым предохраняя элементы изолятора от разрушения в условиях влажности.

Согласно одному из вариантов осуществления изолятора в соответствии с изобретением, электропроводная вставка и кольцо формируют кольцевую область контакта высотой от 5 до 10 мм. Эта конструкция обеспечивает создание реактивной довольно большой площади поверхности на разрушаемом кольце, что увеличивает срок службы.

Согласно еще одному варианту осуществления изолятора, связующее частично перекрывает разрушаемое кольцо, в результате чего токи утечки на поверхности связующего действуют на кольцо.

Согласно настоящему изобретению, материал электропроводной вставки гибкий, что позволяет адаптировать его к изменениям размера различных элементов изолятора, обеспечивая хорошее уплотнение. Например, электропроводный материал выполнен из эластомера с наполнителем из электропроводных частиц, которые можно осаждать инжекцией, в частности - из эластомера с наполнителем из углеродных частиц.

В дальнейшем изобретение, его характеристики и преимущества поясняются подробным описанием предпочтительных вариантов выполнения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых

фиг.1 изображает частичное осевое сечение известного подвесного изолятора, имеющего разрушаемое цинковое кольцо, установленное вокруг штыря;

фиг.2 - частичное осевое сечение известного подвесного изолятора, имеющего электропроводное кольцо, частично встроенное в связующее и окружающее штырь;

фиг.3 - частичное осевое сечение подвесного изолятора согласно изобретению;

фиг.4 - схему изготовления изолятора согласно изобретению.

На фиг.3 представлен осевой разрез подвесного изолятора согласно изобретению, который содержит электроизолирующую юбку 1 из закаленного стекла или фарфора, накрытую сверху металлической шапкой 2 и имеющую нижнюю сторону, образующую втулку, в которую встроен металлический штырь 3.

Металлический штырь 3 изолятора и металлическая шапка 2 другого изолятора соединены друг с другом с образованием гирлянды изоляторов.

Штырь 3, например, из стали заделан с нижней стороны изолирующей юбки 1 с помощью связующего 4 на основе цемента. Кольцо 5 предпочтительно из цинка установлено вокруг штыря 3 и контактирует со связующим 4. Цинк используется по той причине, что его анодные свойства лучше, чем у стали, из которой изготовлен штырь 3. Коррозия, обусловленная токами утечки, воздействует первоначально на кольцо 5. Но токи утечки все же могут проходить между связующим 4 и штырем 3, в результате чего происходит коррозия штыря и образование оксида железа на стыке. Это приводит к аномальному радиальному расширению изолятора, что может привести к разрыву верха изолирующей юбки. Для отведения токов утечки используется электропроводное кольцо 6 (фиг.2), что ограничивает риски коррозии штыря 3 и, как следствие, риски разрыва изолятора, но при этом не исключается проникновение воды в стыки между связующим 4 и изолирующей юбкой 1 или между связующим 4 и штырем 3. Поэтому незначительные токи утечки могут обусловить разрушение изолятора.

Согласно настоящему изобретению, изолятор содержит электропроводную кольцевую вставку 7, установленную между цинковым кольцом 5 и юбкой 1 и контактирующую со связующим 4.

Электропроводность необходима для отведения токов утечки, обозначенных стрелкой С, в результате чего токи протекают по нижней стороне изолирующей юбки.

Кроме того, вставка 7 уплотняет связующее 4 между юбкой 1 и разрушаемым кольцом 5, чтобы исключить проникновение влаги в стыки между связующим 4 и изолирующей юбкой 1 или между связующим 4 и штырем 3. Это уплотнение обеспечивает протекание химической коррозии и электрохимической коррозии только на разрушаемом кольце 5.

Увеличение срока службы цинкового разрушаемого кольца 5 обеспечивается за счет увеличения площади контакта между электропроводной вставкой 7 и разрушаемым кольцом 5. Высота кольцевой контактной площади составляет от 5 до 10 мм.

Нижняя часть связующего 4 перекрывает часть разрушаемого кольца 5, в результате чего ток утечки на поверхности связующего воздействует на кольцо.

Материал, используемый для электропроводной кольцевой вставки 7, предпочтительно является гибким материалом, который адаптируется к изменениям размеров различных элементов изолятора. Гибким материалом предпочтительно является эластомер с наполнителем из электропроводных частиц, в частности - углеродных частиц. Сечение кольцевой вставки 7 может быть постоянным или переменным, или оно может быть прямоугольным или другой формы.

После сборки штыря 3 (с предварительно одетым на него кольцом 4) с юбкой 1 после нанесения связующего 4 эластомер инжектируют вокруг штыря на связующее. Инжекцию можно выполнить при температуре окружающей среды (фиг.4) с помощью сопла 8, подающего полужидкий эластомер из объемного насоса 9. Эластомер наносится на связующее при вращении изолятора вокруг оси А штыря 3 в перевернутом вниз положении. Эластомер подается с помощью поршней, которые смешивают компоненты эластомера.

Применение уплотнительной втулки изолятора согласно настоящему изобретению простое и недорогостоящее, позволяет увеличить срок службы изолятора по существу до срока службы уплотнительной вставки.

Изобретение относится к подвесным изоляторам. Подвесной изолятор содержит изолирующую юбку (1) из закаленного стекла или фарфора, имеющую нижнюю сторону, на которой связующим (4) на основе цемента закреплен штырь (3), выполненное из цинка разрушаемое кольцо (5), контактирующее со связующим и окружающее штырь, и кольцевую вставку (7) из электропроводного материала, расположенную между изолирующей юбкой и разрушаемым кольцом для обеспечения уплотнения, препятствующего прохождению токов утечки через связующее. Вставка также служит для исключения коррозии штыря и риска разрыва изолятора. Электропроводная вставка и разрушаемое кольцо (5) образуют кольцевую область контакта высотой от 5 до 10 мм. Связующее перекрывает часть разрушаемого кольца. Материал вставки является гибким материалом. Электропроводным материалом является эластомер с частицами электропроводного наполнителя, в качестве которых могут быть использованы частицы углерода. Гирлянда подвесных изоляторов содержит множество указанных подвесных изоляторов. Способ изготовления подвесного изолятора включает формирование кольцевой вставки путем инжекции эластомерного материала вокруг штыря на связующее, при этом изолятор вращают вокруг оси. Техническим результатом является увеличение срока службы изолятора до срока службы уплотнительной вставки. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Подвесной изолятор, содержащий изолирующую юбку (1) из диэлектрического материала, имеющую нижнюю сторону, на которой при помощи связующего (4) на основе цемента закреплен штырь (1), разрушаемое металлическое кольцо (5), контактирующее со связующим и окружающее штырь, отличающийся тем, что содержит кольцевую вставку (7) из электропроводного материала, расположенную между изолирующей юбкой (1) и разрушаемым кольцом (5), обеспечивающим уплотнение, которое предотвращает протекание токов утечки через связующее (4).2. Изолятор по п.1, отличающийся тем, что электропроводная вставка (7) и разрушаемое кольцо (5) образуют кольцевую область контакта высотой от 5 до 10 мм.3. Изолятор по п.1 или 2, отличающийся тем, что связующее (4) перекрывает часть разрушаемого кольца (5).4. Изолятор по п.1, отличающийся тем, что материал, используемый для электропроводной вставки, является гибким материалом.5. Изолятор по п.4, отличающийся тем, что электропроводным материалом является эластомер с частицами электропроводного наполнителя.6. Изолятор по п.4, отличающийся тем, что частицы электропроводного наполнителя являются частицами углерода.7. Гирлянда подвесных изоляторов, содержащая множество подвесных изоляторов, согласно любому из пп.1-6.8. Способ изготовления подвесного изолятора по любому из пп.1-6, заключающийся в том, что формируют кольцевую вставку путем инжекции эластомерного материала вокруг штыря (3) на связующее (4), при этом изолятор вращают вокруг оси.