ОПОРНЫЙ ПОЛИМЕРНЫЙ ИЗОЛЯТОР Российский патент 2008 года по МПК H01B17/00 

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в качестве высоковольтных опорных полимерных изоляторов воздушных линий электропередачи, распределительных устройств подстанций и других электроэнергетических объектов.

Известен полимерный изолятор, содержащий стеклопластиковый стержень, охваченный защитной оболочкой, и расположенные по концам стержня металлические оконцеватели с экранной арматурой, которая выполнена в виде диска с центральным отверстием и с закругленной боковой поверхностью, при этом внешний диаметр диска в 6-8 раз превышает диаметр стержня [1].

Главными недостатками этого известного изолятора являются высокая материалоемкость, большой вес (из-за применения металлических оконцевателей) и значительные затраты при изготовлении, обусловленные сложностью технологического процесса производства (отдельно отливается стеклопластиковый стержень, на инструментальных станках вытачиваются металлические оконцеватели, методом вулканизации изготавливается защитная оболочка); конструкцию изолятора также усложняет дополнительный экран.

Наиболее близким техническим решением по отношению к предложенному является опорный полимерный изолятор, содержащий изоляционный корпус [2].

Конструкция данного изолятора, как и всех применяемых в настоящее время технических решений аналогичного функционального назначения, предусматривает наличие как изоляционной детали, так и металлических элементов, в частности металлической арматуры, что, безусловно, приводит к дополнительным материальным затратам и к усложнению процесса изготовления изолятора. Величина массы такого изолятора в значительной мере определяется весом металлической арматуры, а процесс изготовления усложняется из-за высокой трудоемкости установки крепежных деталей (фланцев) на изоляционном корпусе и, в конечном итоге, стоимость этого изолятора оказывается существенно высокой. Кроме того, данный изолятор фактически рассчитан на работу при низком напряжении до 10 кВ и не предназначен для наружной установки в связи с его низкой стойкостью к электрическим и климатическим воздействиям.

Заявитель поставил перед собой задачу сокращения стоимостных показателей опорного полимерного изолятора за счет снижения материалоемкости, трудоемкости изготовления и упрощения сборки. Поставленная задача решалась путем совершенно нового подхода к изготовлению изоляторов данного типа, а именно выполнения изолятора в виде единой изоляционной детали (изоляционного корпуса), так называемого моноблока, изготавливаемого из композитного полимерного материала, например, изготовленного на основе полиамида, что существенно упрощает процесс производства изолятора и снижает его стоимость при обеспечении заданных электрических характеристик.

Технический результат при промышленном использовании предлагаемого изолятора достигается за счет новой совокупности существенных конструктивных признаков, зафиксированных в нижеследующей формуле изобретения: «опорный полимерный изолятор, содержащий изоляционный корпус; корпус изолятора выполнен в виде монолитной детали, изготовленной из композитного полимерного материала, состоящей из стержневой тяги, выполненной с фигурным поперечным сечением и, по крайней мере, двух фланцев, отформованных по концам стержневой тяги заодно с ней из того же материала, при этом на каждом из указанных фланцев выполнены отверстия, предназначенные для присоединения изолятора к токоведущим шинам и опорным конструкциям электроэнергетического объекта; стержневая тяга изолятора выполнена в поперечном сечении в форме многолучевой звезды; стержневая тяга изолятора выполнена в поперечном сечении в форме многогранника; стержневая тяга изолятора выполнена в поперечном сечении в форме круга; композитный полимерный материал корпуса изолятора изготовлен на основе полиамида; отверстия во фланцах корпуса выполнены резьбовыми; в отверстиях фланцев корпуса закреплены металлические закладные детали, выполненные в виде цилиндрических втулок с заплечиками; упомянутые металлические закладные детали выполнены резьбовыми; для увеличения его разрядных характеристик по высоте стержневой тяги корпуса выполнены кольцевые ребра; кольцевые ребра выполнены из трекингостойкого материала; кольцевые ребра выполнены из полиолифина»; кольцевые ребра выполнены из кремнийорганической резины.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид опорного полимерного изолятора, выполненного согласно настоящему изобретению; на фиг.2 - поперечное сечение стержневой тяги изолятора на фиг.1, выполненное в форме многолучевой звезды; на фиг.3 - поперечное сечение стержневой тяги изолятора на фиг.1, выполненное в форме многогранника.

Предлагаемый опорный полимерный изолятор выполняется в виде изоляционного корпуса, представляющего собой единую монолитную деталь, изготовленную из композитного полимерного материала, например полиамида; он состоит из стержневой тяги 1 и двух фланцев 2, 3, отформованных по концам стержневой тяги 1 заодно с ней из того же материала. На обоих фланцах 2, 3 делаются отверстия 4, 5, посредством которых изолятор подсоединяется к токоведущим шинам и крепится к основаниям электроэнергетических объектов. Отверстия 4, 5 для удобства монтажа изолятора могут быть выполнены резьбовыми. Как вариант для обеспечения более прочного соединения изолятора с высоковольтными аппаратами и облегчения его монтажа в отверстия 4, 5 фланцев 2, 3 вводятся закладные металлические детали, которые выполняются в виде цилиндрических втулок 6 с заплечиками 7.

В поперечном сечении стержневая тяга 1 может быть выполнена в форме многолучевой звезды 8, многогранника 9 или круга (не показан); для увеличения разрядных характеристик изолятора, в частности повышения его трекингостойкости, особенно, когда изолятор предназначен для работы на открытых объектах, поверх стержневой тяги 1 выполняются кольцевые ребра 10, которые могут быть изготовлены из трекингостойкого материала, например, кремнийорганической резины либо полиолифина.

Изготовление предлагаемого опорного полимерного изолятора производится за одну технологическую операцию путем отливки сразу всего корпуса (стержневой тяги 1 и фланцев 2, 3 заодно целое) изолятора в специальных пресс-формах; в отверстия 4, 5 фланцев 2, 3, если это потребуется, можно запрессовать закладные металлические детали 6, 7. А при наружном исполнении изолятора на стержневую тягу 1 методом, например, термической вулканизации напрессовываются кольцевые ребра 10 из трекингостойкого материала (кремнийорганической резины или полиолифина).

Использование изобретения позволит существенно упростить и объединить в единый автоматизированный технологический цикл процесс изготовления полимерных изоляторов, и этим повышается не только степень автоматизации производства, но и значительно снижается себестоимость изготовления изоляторов. Изготовляя опорные полимерные изоляторы в виде одной монолитной изоляционной детали (в виде моноблока), мы тем самым существенно снижаем их стоимостные показатели, упрощаем конструкцию, сокращаем материальные и трудовые затраты; причем при низкой материалоемкости изоляторов полностью гарантируются их электрические разрядные характеристики как на закрытых, так и на открытых электроэнергетических объектах применения.

Источники информации

1. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1365143 «Полимерный изолятор», класс Н01В 17/20, заявлено 29.08.83 г., опубликовано 07.01.88 г. Бюллетень №1.

2. Описание изобретения к патенту Российской Федерации №2130660 «Опорный полимерный изолятор», класс Н01В 17/14, 17/02, заявлено 26.07.96 г., опубликовано 20.05.99 г. Бюллетень №14.

Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к опорным полимерным изоляторам, нашедшим широкое применение на воздушных линиях электропередачи, распределительных устройствах подстанций и других электроэнергетических объектах. Изолятор выполнен в виде единой изоляционной детали (моноблока), представляющей собой стержневую тягу (1) с фланцами (2, 3); в качестве изоляционного материала используется композитный полимерный материал (полиамид). Тяга (1) имеет фигурное поперечное сечение (многогранник, многолучевая звезда, круг и т.п.), а во фланцах (2, 3) выполнены отверстия (4, 5) для присоединения изолятора к токоведущим шинам. На тягу (1) методом термической вулканизации наносятся кольцевые ребра (10), выполненные из трекингостойкого материала. Использование настоящего изобретения позволяет существенно упростить и удешевить технологический процесс производства опорных полимерных изоляторов, кроме того, отсутствие металлических оконцевателей дает возможность значительно уменьшить вес изолятора и обеспечить снижение его материалоемкости. Предложенные изоляторы обладают высокими электрическими разрядными характеристиками и пригодны для эксплуатации как на закрытых, так и на открытых электроэнергетических объектах. 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Опорный полимерный изолятор, содержащий изоляционный корпус, отличающийся тем, что корпус изолятора выполнен в виде монолитной детали, изготовленной из композитного полимерного материала, состоящей из стержневой тяги, выполненной с фигурным поперечным сечением, и, по крайней мере, двух фланцев, отформованных по концам стержневой тяги заодно с ней из того же материала, при этом на каждом из указанных фланцев выполнены отверстия, предназначенные для присоединения изолятора к токоведущим шинам и опорным конструкциям электроэнергетического объекта.2. Изолятор по п.1, отличающийся тем, что стержневая тяга изолятора выполнена в поперечном сечении в форме многолучевой звезды.3. Изолятор по п.1, отличающийся тем, что стержневая тяга изолятора выполнена в поперечном сечении в форме многогранника.4. Изолятор по п.1, отличающийся тем, что стержневая тяга изолятора выполнена в поперечном сечении в форме круга.5. Изолятор по п.1, отличающийся тем, что композитный полимерный материал корпуса изолятора изготовлен на основе полиамида.6. Изолятор по п.1, отличающийся тем, что отверстия во фланцах корпуса выполнены резьбовыми.7. Изолятор по п.1, отличающийся тем, что в отверстиях фланцев корпуса закреплены металлические закладные детали, выполненные в виде цилиндрических втулок с заплечиками.8. Изолятор по п.1, отличающийся тем, что упомянутые металлические закладные детали выполнены резьбовыми.9. Изолятор по п.1, отличающийся тем, что для увеличения его разрядных характетеристик по высоте стержневой тяги корпуса выполнены кольцевые ребра.10. Изолятор по п.1, отличающийся тем, что кольцевые ребра выполнены из трекингостойкого материала.11. Изолятор по п.1, отличающийся тем, что кольцевые ребра выполнены из полиолифина.12. Изолятор по п.1, отличающийся тем, что кольцевые ребра выполнены из кремнийорганической резины.