МУЛЬТИКАМЕРНЫЙ ИЗОЛЯТОР-РАЗРЯДНИК И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2015 года по МПК H01B17/14 H01T4/16 H02G13/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к элементам защиты электрооборудования и линий электропередачи, в частности к изоляторам, снабженным разрядниками.

Уровень техники

Из международной заявки WO 2009120114 известен изолятор для крепления, в качестве одиночного изолятора или в составе колонки или гирлянды изоляторов, высоковольтного провода в электроустановке или на линии электропередачи, содержащий изоляционное тело, арматуру в виде установленных на его концах первого и второго элементов арматуры, причем первый элемент арматуры выполнен с возможностью соединения, непосредственно или посредством крепежного устройства, с высоковольтным проводом или со вторым элементом арматуры предшествующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды, а второй элемент арматуры выполнен с возможностью соединения с электроустановкой или опорой линии электропередачи или с первым элементом арматуры последующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды.

Указанный изолятор характеризуется тем, что дополнительно содержит мультиэлектродную систему, состоящую из пяти или более электродов, механически связанных с изоляционным телом и расположенных между его концами с возможностью формирования, под воздействием грозового перенапряжения, электрического разряда между первым элементом арматуры и смежным (смежными) с ним электродом (электродами), между смежными электродами, а также между вторым элементом арматуры и смежным (смежными) с ним электродом (электродами).

Преимуществом представленного изолятора является то, что изолятор выполняет, в дополнение к своей основной функции, функцию грозозащиты, т.е. не требует использования совместно с ним грозового разрядника.

В то же время недостатком указанного изолятора-разрядника является то, что при изготовлении изоляционного тела с использованием полимеров величины разрядных зазоров мультиэлектродной системы имеют разброс, то есть изменяются от одного разрядного зазора к другому вследствие того, что размеры электродов имеют некоторый разброс, а их установка с обеспечением заданных зазоров между ними приобретает сложность ввиду комплексности задач по подготовке формы для литья изоляционного тела с использованием полимеров.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является обеспечение одинаковых величин разрядных зазоров между электродами разрядника.

Задача настоящего изобретения также решается с помощью изолятора-разрядника, который представляет собой изолятор для крепления, в качестве одиночного изолятора или в составе колонки или гирлянды изоляторов, преимущественно высоковольтного провода в электроустановке или на линии электропередачи, содержащий изоляционное тело, арматуру в виде установленных на его концах первого и второго элементов арматуры, причем первый элемент арматуры выполнен с возможностью соединения, непосредственно или посредством крепежного устройства, с высоковольтным проводом или со вторым элементом арматуры предшествующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды, а второй элемент арматуры выполнен с возможностью соединения с электроустановкой или опорой линии электропередачи или с первым элементом арматуры последующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды.

Указанный изолятор также содержит три или более разрядные камеры, установленные в изоляционном теле и последовательно соединенные в цепочку. Разрядные камеры состоят из корпусов и установленных в корпусах электродов, причем электроды жестко закреплены в корпусах и установлены с образованием разрядных зазоров внутри корпусов. Электроды выходят на внешние поверхности корпусов, причем электроды и выводы электродов из корпусов жестко закреплены в корпусах, причем электроды соседних разрядных камер соединены посредством электрических проводников. Корпусы имеют выходы в пространство вокруг изоляционного тела, причем электроды крайних разрядных камер из цепочки последовательно соединенных трех или более разрядных камер электрически соединены с арматурой или с электрическими проводниками, выходящими на поверхность изоляционного тела.

Корпусы разрядных камер преимущественно выполнены в виде стаканов, электроды в корпусах могут быть выполнены с возможностью регулирования разрядных зазоров между ними. В предпочтительном варианте осуществления электрические проводники, соединяющие электроды соседних разрядных камер, по меньшей мере частично, расположены в изоляционном теле.

Задача настоящего изобретения также решается с помощью линии электропередачи, содержащей опоры, одиночные изоляторы и/или изоляторы, собранные в колонки или гирлянды, и по меньшей мере один находящийся под высоким электрическим напряжением провод, связанный непосредственно или посредством крепежных устройств с элементами арматуры одиночных изоляторов и/или первых изоляторов колонок или гирлянд изоляторов, причем каждый одиночный изолятор или каждая колонка или гирлянда изоляторов закреплен (закреплена) на одной из опор посредством элемента своей арматуры, смежного с указанной опорой. По меньшей мере один из изоляторов такой линии электропередачи представляет собой изолятор по любому из представленных выше вариантов.

Задача настоящего изобретения также решается с помощью способа изготовления полимерного изолятора, содержащего изоляционное тело, выполненное с использованием полимера, арматуру и три или более разрядные камеры, последовательно соединенные в цепочку и состоящие из корпусов, открытых по меньшей мере с одной стороны и установленных в корпусах электродов с выводами, выходящими из корпусов, причем электроды установлены с образованием разрядных зазоров внутри корпусов, причем электроды и выводы электродов из корпусов жестко закреплены в корпусах, причем выводы соседних разрядных камер соединены. При осуществлении способа используется форма для изготовления изоляционного тела, содержащая полость для заполнения полимером. Способ содержит следующие шаги: установка разрядных камер в форме для изготовления изоляционного тела, причем разрядные камеры устанавливают таким образом, что открытые части корпусов разрядных камер прилегают к стенке формы или выступают из полости формы для заполнения полимером, установка электрических проводников, соединяющих электроды соседних разрядных камер, установка арматуры и заполнение полимером формы.

Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение одинаковых величин разрядных зазоров между электродами разрядника, что удается за счет применения при изготовлении разрядника или изолятора-разрядника предварительно изготовленных разрядных камер, последовательно соединенных в цепочку. Электроды в таких разрядных камерах имеют жесткую фиксацию в корпусах камер, которая может быть обеспечена с соблюдением необходимых разрядных зазоров в пределах допустимых отклонений. Кроме того, может быть предусмотрена дополнительная регулировка разрядных зазоров в таких разрядниках. При использовании готовых разрядных камер, соединенных в цепочку, при изготовлении изолятора-разрядника, упрощается процесс изготовления изоляционного тела такого изолятора ввиду того, что задача по обеспечению необходимых размеров зазоров между электродами исключена за счет предварительного решения при изготовлении разрядных камер.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показана линия электропередачи, снабженная изоляторами-разрядниками в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.2 показана форма для изготовления изолятора-разрядника в соответствии с настоящим изобретением с установленными в ней разрядными камерами и соединяющими электрическими проводниками.

На фиг.3 показан полимерный изолятор-разрядник в соответствии с настоящим изобретением.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение направлено на обеспечение более надежной защиты электроустановок и линий электропередач от последствий молниевых разрядов. Так, на линиях электропередач, содержащих, как показано на фиг.1, в своем составе опоры 1, применяются изоляторы-разрядники 3 (которые также могут называться изоляторами) сами по себе или в составе гирлянд 4, которые, помимо закрепления проводов 2, выполняют задачу разряда молниевого перенапряжения с провода 2 на заземленную опору 1 и гашения дуги за счет использования множества разрядных зазоров (промежутков) между множеством электродов, что снижает напряжение каждой из разрядных дуг.

С целью минимизации отклонений величин разрядных зазоров между электродами, что влияет на надежность функционирования и срок службы изолятора-разрядника, для его изготовления предлагается использовать отдельно или предварительно изготавливаемые разрядные камеры. Указанные разрядные камеры устанавливаются в форму 11, используемую для изготовления изоляционного тела и содержащую полость для заполнения полимером (показана на фиг.2), и далее последовательно соединяются в цепочки. Разрядные камеры устанавливают таким образом, что открытые части корпусов разрядных камер прилегают к стенке формы или выступают из полости формы для заполнения полимером, например, в отверстия, выполненные в стенках формы.

Как показано на фиг.2, цепочка содержит три или более разрядные камеры, состоящие из корпусов 12 и установленных в корпусах электродов 13, выходящими на внешние поверхности корпусов. Электроды жестко закреплены в корпусах, при этом электроды установлены с образованием разрядных зазоров внутри корпусов. Для образования цепочки электроды соседних разрядных камер соединены с помощью электрических проводников, которые имеют электрические контакты с соединяемыми электродами 14. Электроды могут выходить на поверхности корпусов с выступанием, с некоторым углублением или быть на одном уровне с поверхностью корпусов. Соответственно, концы электрических проводников, используемых для соединения электродов, преимущественно имеют форму, соответствующую форме электродов, и могут входить в углубление, охватывать выступающий электрод или прилегать к электроду по всей или части поверхности концов.

В преимущественном варианте осуществления корпусы разрядных камер выполнены открытыми по меньшей мере с одной стороны, как, например, в случае выполнения корпусов в виде стаканов, как это показано на фиг.2. Электроды в корпусах могут быть выполнены с возможностью регулирования разрядных зазоров между ними.

После изготовления цепочки последовательно соединенных разрядных камер может быть получен изолятор-разрядник в соответствии с изобретением, показанный на фиг.3. Для этого в форме 11, которая используется для изготовления изоляционного тела, помимо разрядных камер устанавливается арматура изолятора в отверстии 16 и, например, электрические проводники 15 (см. фиг.2), которые могут быть установлены так, чтобы после изготовления выступать из изоляционного тела для подвода разряда перенапряжения к разрядным камерам. После установки необходимых деталей форма заполняется полимером и после затвердевания полимера изолятор-разрядник может быть извлечен из формы.

В получившемся изоляторе-разряднике корпусы 27 имеют выходы в пространство вокруг изоляционного тела 24. Как показано на фиг.3, выводы 25 и 26 крайних разрядных камер из цепочки последовательно соединенных трех или более разрядных камер выходят на поверхность изоляционного тела, где они могут образовывать разрядный зазор с арматурой (в частности, с оконцевателями 22 и 23, установленными на стеклопластиковом стержне 21, проходящем через изоляционное тело 24) или элементами арматуры, расположенным на расстояниях от выводов, достаточных для разряда перенапряжения, или же образовывать разрядный зазор с такими же выводами соседнего изолятора-разрядника. В другом варианте эти выводы могут иметь электрическое соединение с арматурой.

Корпусы разрядных камер, установленных в изоляторе-разряднике согласно настоящему изобретению, преимущественно выполнены в виде стаканов. Выводы разрядных камер в предпочтительном варианте осуществления, по меньшей мере частично, расположены в изоляционном теле.

Изолятор-разрядник содержит изоляционное тело и арматуру в виде установленных на его концах первого и второго элементов арматуры. Первый элемент арматуры выполнен с возможностью соединения, непосредственно или посредством крепежного устройства, с высоковольтным проводом или со вторым элементом арматуры предшествующего высоковольтного изолятора колонки или гирлянды. Второй элемент арматуры выполнен с возможностью соединения с электроустановкой или опорой линии электропередачи или с первым элементом арматуры последующего высоковольтного изолятора колонки или гирлянды. Кроме того, изолятор-разрядник содержит три или более разрядные камеры, установленные в изоляционном теле и последовательно соединенные в цепочку. Разрядные камеры состоят из корпусов и установленных в корпусах электродов, которые жестко закреплены в корпусах и установлены с образованием разрядных зазоров внутри корпусов. Электроды выходят на внешние поверхности корпусов. Электроды и выводы электродов из корпусов жестко закреплены в корпусах, а электроды соседних разрядных камер соединены посредством электрических проводников. Корпусы имеют выходы в пространство вокруг изоляционного тела, а электроды крайних разрядных камер из цепочки последовательно соединенных трех или более разрядных камер электрически соединены с арматурой или с электрическими проводниками, выходящими на поверхность изоляционного тела. Технический результат - снижение разброса величины разрядных зазоров между электродами разрядных камер при изготовлении изолятора. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Изолятор, предназначенный для крепления, в качестве одиночного изолятора или в составе колонки или гирлянды изоляторов, провода в электроустановке или на линии электропередачи, содержащий изоляционное тело, арматуру в виде установленных на его концах первого и второго элементов арматуры, причем первый элемент арматуры выполнен с возможностью соединения, непосредственно или посредством крепежного устройства, с высоковольтным проводом или со вторым элементом арматуры предшествующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды, а второй элемент арматуры выполнен с возможностью соединения с электроустановкой или опорой линии электропередачи или с первым элементом арматуры последующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды, а также содержащий три или более разрядные камеры, установленные в изоляционном теле и последовательно соединенные в цепочку, причем разрядные камеры состоят из корпусов и установленных в корпусах электродов, причем электроды жестко закреплены в корпусах и установлены с образованием разрядных зазоров внутри корпусов, причем электроды выходят на внешние поверхности корпусов, причем электроды и выводы электродов из корпусов жестко закреплены в корпусах, причем электроды соседних разрядных камер соединены посредством электрических проводников, причем корпусы имеют выходы в пространство вокруг изоляционного тела, причем электроды крайних разрядных камер из цепочки последовательно соединенных трех или более разрядных камер электрически соединены с арматурой или с электрическими проводниками, выходящими на поверхность изоляционного тела.

2. Изолятор по п.1, отличающийся тем, что корпусы выполнены в виде стаканов.

3. Изолятор по п.1, отличающийся тем, что электроды в корпусах выполнены с возможностью регулирования разрядных зазоров между ними.

4. Изолятор по п.1, отличающийся тем, что электрические проводники, соединяющие электроды соседних разрядных камер, по меньшей мере частично, расположены в изоляционном теле.

5. Линия электропередачи, содержащая опоры, одиночные изоляторы и/или изоляторы, собранные в колонки или гирлянды, и, по меньшей мере, один находящийся под высоким электрическим напряжением провод, связанный непосредственно или посредством крепежных устройств с элементами арматуры одиночных изоляторов и/или первых изоляторов колонок или гирлянд изоляторов, причем каждый одиночный изолятор или каждая колонка или гирлянда изоляторов закреплен (закреплена) на одной из опор посредством элемента своей арматуры, смежного с указанной опорой, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один из изоляторов представляет собой изолятор по любому из пп.1-4.

6. Способ изготовления полимерного изолятора по любому из пп.1-4, причем при осуществлении способа используется форма для изготовления изоляционного тела, содержащая полость для заполнения полимером, причем способ содержит следующие шаги:
установка разрядных камер в форме для изготовления изоляционного тела, причем разрядные камеры устанавливают таким образом, что открытые части корпусов разрядных камер прилегают к стенке формы или выступают из полости формы для заполнения полимером,
установка электрических проводников, соединяющих электроды соседних разрядных камер,
установка арматуры, и
заполнение полимером формы.