ИЗОЛЯТОР С ВСТАВКОЙ ЗАЗЕМЛЕНИЯ Российский патент 2022 года по МПК H01B17/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к оборудованию для осуществления электропередачи, в частности, для закрепления проводов относительно несущих конструкций, то есть к изоляторам.

Уровень техники

Для подвешивания проводов линий электропередач к несущим конструкциям в виде колонн или опор, мостов, тоннелей или путепроводов широко используются электрические изоляторы, имеющие в своем составе элемент крепления к опорной конструкции и элемент крепления провода, причем обобщенно эти элементы могут называться оконцеватели, а также тело изолятора, выполненное из изолирующего материала, такого как керамика, полимер и т.п., предназначенное для механического соединения элемента крепления к опорной конструкции и элемента крепления провода, обеспечивая при этом отсутствие электрического соединения между ними.

В зависимости от состояния тела изолятора, по нему могут проходить токи утечки, вызывающие потери электроэнергии, приводящие к появлению опасности поражения электрическим током, поскольку металлические конструкции оказываются под электрическим напряжением, и отрицательно сказывающиеся на состоянии опорных конструкций, приводя к их разрушению, например, путем электрокоррозии. К появлению токов утечки, в частности, приводит загрязненность поверхности изолятора, что происходит достаточно часто в районах с развитым промышленным производством или в местах с интенсивным загрязнением.

В случае сильного загрязнения изолятора или попадания на изолятор постороннего предмета может произойти перекрытие изолятора электрической дугой по воздуху. Дуга также может возникнуть и в случае внутреннего пробоя изолятора, например, в результате механического повреждения при актах вандализма, то есть внутри изолятора между оконцевателями. Дуга, возникающая в этих случаях, проходит по кратчайшему расстоянию между оконцевателями изолятора и вызывает все негативные явления, перечисленные ранее.

Для защиты несущих конструкций от электрокоррозии и других отрицательных явлений, вызываемых токами утечек и силовой электрической дугой, возможно использование разборной конструкции, собранной из двух изоляторов и вставки заземления с помощью нескольких конструктивных элементов, обеспечивающих их разъемное соединение между собой. Изоляторы соединены между собой с использованием одного оконцевателя каждого изолятора и закреплены на несущей конструкции с использованием оконцевателя одного изолятора, а оконцеватель другого изолятора удерживает электрический провод. Вставка заземления, имеющая электрический контакт с соединенными между собой оконцевателями, заземляется независимо от несущей конструкции и обеспечивает ее защиту в случае появления токов утечки или дуги. В то же время такой узел отличается низкой надежностью, поскольку конструкция имеет тенденцию к расцеплению при вибрационных воздействиях.

Раскрытие изобретения

Задача настоящего изобретения заключается в предоставлении такого изолятора, который обеспечивает защиту опорных конструкций от электрокоррозии и других негативных последствий протекания через изолятор токов утечки или возникновения на изоляторе электрической дуги. Такой изолятор также должен иметь надежную конструкцию, обеспечивающую отсутствие самопроизвольного разделения на составные части.

Задача настоящего изобретения решается с помощью изолятора, содержащего оконцеватель, выполненный с возможностью соединения с несущей конструкцией, оконцеватель, выполненный с возможностью соединения с проводом, и вставку заземления, выполненную с возможностью заземления, а также изоляционные элементы, механически соединяющие каждый из оконцевателей со вставкой заземления.

В предпочтительном для сокращения общей длины изолятора варианте вставка заземления расположена ближе к оконцевателю, соединенному с несущей конструкцией и не находящимся под напряжением, однако, возможны варианты, когда вставка заземления расположена на одинаковых расстояниях от оконцевателей.

В предпочтительном варианте настоящего изобретения изолятор содержит заземляющий отвод, соединенный с вставкой заземления, причем это соединение может быть как неразъемным, например, с помощью сварки, так и разъемным, например, с использованием съемной муфты. Заземляющий отвод предпочтительно имеет электрическую развязку с несущей конструкцией, с которой соединяют один из оконцевателей при установке изолятора Благодаря монолитности конструкции изолятора обеспечивается отсутствие возможности самопроизвольного разделения изолятора на составные части, то есть повышается механическая надежность конструкции, в то время как в прототипе возможно расцепление соединенных друг с другом изоляторов.

Вследствие предложенного решения при сохранении габаритной длины изолятора увеличиваются разрядные промежутки по воздуху за счет замещения лишних оконцевателей и соединительной арматуры изоляционными материалами (в старой конструкции 4 металлических оконцевателя, соединительная арматура и вставка заземления, а в новой - только два оконцевателя и вставка заземления). Следовательно, увеличиваются разрядные напряжения и повышается электрическая надежность. Кроме того, настоящим изобретением обеспечивается более низкая стоимость за счет исключения неиспользуемых в настоящем изобретении оконцевателей и соединительной арматуры.

Краткое описание чертежей На фиг.1 представлен чертеж изолятора со вставкой заземления.

Осуществление изобретения

На фиг.1 показан полимерный изолятор с вставкой 3 заземления (нейтральной вставкой), предназначенный для изоляции и крепления находящихся под напряжением элементов электроустановки (воздушная линия электропередачи, контактная сеть железных дорог, контактная сеть электротранспорта, шинные мосты и т.д.) к искусственным сооружениям, основное назначение которых не связано с этой электроустановкой, например, мосты, тоннели, путепроводы.

Изолятор обеспечивает отсутствие опасности повреждения элементов несущей конструкции силовой электрической дугой и электробезопасность искусственных сооружений в случае его электрического отказа (пробой или перекрытие) и отсутствие электрокоррозии элементов искусственных сооружений за счет утечек тока по загрязненной поверхности изолятора.

Изолятор на фиг.1 содержит два оконцевателя 1, причем один из оконцевателей 1 изолятора соединяется с находящимися под напряжением элементами электроустановки, другой - с элементами искусственного сооружения или несущей конструкции. Между оконцевателями 1 находится вставка 3 заземления, которая отделена от обоих оконцевателей 1 изоляционными элементами 2. Вставка 3 заземляется с помощью заземляющего отвода 5, соединенного с муфтой 4, охватывающей вставку 3 заземления. Вставка 3 заземления может иметь как разъемное, так и неразъемное соединение с заземляющим отводом 5 в зависимости от назначения изолятора (показанное на фиг.1 соединение является разъемным). Заземляющий отвод 5 может быть установлен независимо от несущей конструкции, то есть без какого-либо контакта с ней, однако в некоторых вариантах заземляющий отвод 5 может быть механически закреплен на несущей конструкции, обеспечивая при этом отсутствие электрического контакта, например, с помощью электрической изоляции.

В случае загрязнения изоляционной поверхности изолятора, токи утечки начинают протекать между оконцевателем, находящимся под напряжением, и заземленной вставкой. Поскольку оконцеватель, соединенный с элементами искусственного сооружения, и заземленная вставка имеют одинаковый электрический потенциал, то токов утечки между ними не возникает. Таким образом, электрокоррозии элементов несущих конструкций искусственных сооружений под действием токов утечки через изолятор не происходит.

В случае сильного загрязнения изолятора или попадания на изолятор постороннего предмета может произойти перекрытие изолятора электрической дугой по воздуху. В этом случае, дуга возникнет по кратчайшему расстоянию между оконцевателем, находящимся под напряжением, и заземленной вставкой. Площадь сечения вставки заземления выбирается достаточной для свободного протекания через нее токов короткого замыкания в течение времени срабатывания автоматического защитного отключения электрической сети. Электрическая сеть отключается автоматикой, а электрическая дуга не попадает на оконцеватель, соединенный с искусственным сооружением и, соответственно, электрический ток не протекает по элементам искусственного сооружения.

В случае внутреннего пробоя изолятора (например, в результате механического повреждения при актах вандализма) дуга возникнет внутри изолятора между оконцевателем, находящимся под напряжением, и заземленной вставкой. Электрическая сеть отключается автоматикой, а между оконцевателем, соединенным с искусственным сооружением и заземленной вставкой тока не возникает, соответственно, электрический ток не протекает и по элементам искусственного сооружения.

Благодаря предложенному техническому решению отсутствует вероятность расцепления двух изолирующих элементов и повышается механическая надежность изолятора. Также при сохранении габаритной длины изолятора увеличиваются разрядные промежутки по воздуху за счет замещения лишних оконцевателей и соединительной арматуры изоляционными материалами (в старой конструкции 4 металлических оконцевателя, соединительная арматура и вставка заземления, а в новой - только два оконцевателя и вставка заземления). Следовательно, увеличиваются разрядные напряжения и повышается электрическая надежность.

Кроме того, обеспечивается более низкая стоимость за счет исключения лишних оконцевателей и соединительной арматуры (в старой конструкции 4 металлических оконцевателя, соединительная арматура и вставка заземления, а в новой - только два оконцевателя и вставка заземления).

Предложен изолятор, содержащий оконцеватель, выполненный с возможностью соединения с несущей конструкцией, оконцеватель, выполненный с возможностью соединения с проводом, и вставку заземления, выполненную с возможностью заземления, а также изоляционные элементы, механически соединяющие каждый из оконцевателей со вставкой заземления, расположенной ближе к одному из оконцевателей. Предложенный изолятор обеспечивает отсутствие протекания электрического тока по несущей конструкции при наличии в изоляторе токов утечки или в случае возникновения электрической дуги. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Изолятор, содержащий оконцеватель, выполненный с возможностью соединения с несущей конструкцией, оконцеватель, выполненный с возможностью соединения с проводом, и вставку заземления, выполненную с возможностью заземления, а также изоляционные элементы, механически соединяющие каждый из оконцевателей со вставкой заземления, а вставка заземления расположена ближе к одному из оконцевателей.

2. Изолятор по п.1, отличающийся тем, что содержит заземляющий отвод, соединенный с вставкой заземления.

3. Изолятор по п.2, отличающийся тем, что заземляющий отвод соединен с вставкой заземления неразъемным образом.

4. Изолятор по п.2, отличающийся тем, что заземляющий отвод соединен с вставкой заземления разъемным образом.

5. Изолятор по п.4, отличающийся тем, что заземляющий отвод соединен с вставкой заземления с помощью съемной муфты.

6. Изолятор по п.2, отличающийся тем, что заземляющий отвод имеет электрическую развязку с несущей конструкцией, с которой соединяют один из оконцевателей при установке изолятора.