Опорно-изоляционная конструкция Советский патент 1992 года по МПК H01B17/14 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к высоковольтным изоляционным конструкциям опорного типа из полимерных композиционных материалов, работающих в условиях воздействия сло кной механической нагрузки и высокого напряжения, например, в качестве опор для линий электропередачи, аппаратов вь1сокого напряжения, молниеотводов для высоких объектов и др.

В настоящее время производство изоляционных конструкций из традиционных материалов - фарфора и стекла не удовлетворяет возрастающим потребностям высх ковольтной техники, прежде всего в отношении показателя эксплуатационной надежности.

Известна изоляционная конструкция - полый опорный изолятор с винтовой нарезкой во внутренней полости, при этом с целью предотвращения загрязнения и попадания влаги на внутреннюю поверхность внутренняя полость изолятора герметизирована при помощи фланцев с прокладками. Кроме того, для осушения внутренней полости в нее помещен влагопоглотитель. Например силикагель, заключенный в мешок из ткани (1).

Опыт эксплуатации таких изоляторов показывает, что исключить перекрытия по их внутренней полости невозможно. Из-за перепада температуры внутри полых изоляторов на внутренней стенке накапливается конденсат, что приводит к перекрытию и выходу из строя изоляционной конструкции: в то же время большие массогабаритные характеристики, а также низкая, механическая прочность на растяжение и

изгиб ограничивают область практического использования данных изоляционных конструкций.

Известна также опорно-изоляционная конструкция, выполненная из отдельных чашек, входящих одна в другую и изготовленных из полимерных материалов, армированных стекловолокном (2).

При сборке изолятора донышки чашек образуют , расположённые перпендикулярно оси изолятора. Между ребрами имеется воздушное пространство, в несколько раз .превосходящее толщину рёбер, что создает лучшие условия работы изолятора в электрическом поле. Кроме того, ребра обеспечивают большую устойчивость изолятора прИ; действии механических осевых нагрузок, :

Тем не менее известно, что многослойность изоляционных конструкций приводит к существенному снижению их работоспособности при приложении высокого напряжения и механических нагрузок, так как в пространствах между слоями возникают частичные разряды, приводящие к разрушению материала. Необходимо также отметить, что технология изготовления отдельных чашек и их сборка технически сложны трудоемки.

Наиболее близким техническим решением является опорйо-изоляционная конструкция сверхвысокого напр яжения, содержащая стержневые изоляционные элементы, связанные между собой горизонтальными поясами жесткости, соединительные элементы которых образуют в каждом ярусе правильные п-угольники(3).

Основным недостатком данкой конструкции является низкая степень надежности и небольшая механическаяпрочность (устойчивость) вследстви.действия значительных изгибающих моментов, особенно в узлах крепления конструкции. ЭтЬ приводит к тому, что для увеличения прочности конструкции приходится наращивать ее массу,, а значит усложнять монтаж, повышать транспортные расходы, стоимость всего объекта.

Цель изобретения - повышение надежности путем увеличения устойчивости.

Поставленная цель достигается тем. что в опорно-изоляцИонной конструкции сверхвысокого напряжения, содержащей изоляционные элементы, связанные между собой гЬризонтальными поясаК1и жёсткости, соединительные элементы которых образуют в каждом ярусе п-угольники правильной формы, каждый п-угольник, начиная с второго яруса до вершинь опорно-изоляционной

конструкции, в плане вписан в нижерасположенный п-угольник, а в плоскости треугольников, образованных соединительным элементом и двумя изоляционными элементами направленными к вершине- перпендикулярны горизонтальным плоскостям, образованным поясами жесткости, при этом вершины треугольников расположены .в узлах крепления соединительных элементов, выполненных в виде сферического шарнира, фиксирующего крышкой, в центре которого пе|эесека10тся продольные оси изоляционных элементов с оконцевателями. выполненными в виде вогнутых сферических чашек, охватывающих упомянутый сферический шарнир.

Выполнение всей конструкции таким образом, что плоскости силовых, треугольников всегда перпендикулярны горизонтальным плоскостям, а узлы крепления выполнены в виде сферических шарниров, дает возможность повысить надежность, так как фактически исключается какое-либо действие . изгибающих моментов на элементы опорно-изоляционной конструкции. На фиг. 1изображена опорно-изоляционная конструкция, общий вид: на фиг.2 видАнафйг.1; нафиг.3-узёл I нафиг.1. вид спереди; на фиг.4 - схематическое изобра0 жениё силовых треугольников опорно-изоляционной конструкции,

Опорно изоляционная конструкция сверхвысокого напряжения состоит из одиночных изоляционных элементов 1, напрй5 мер тонкостержневых стеклопластиковых изоляторов либо других изоляционных материалов. Изоляционные элементы 1 связываются между собой горизонтальными поясами жёсткости, имеющими соедйни0 тельные элементы 2, образующие в каждом ярусе по высоте конструкции правильные п-угольники (многоугольники). Каждый вышерасположённый п-угольник в плане вписывается, в нижерасположенный

5 п-угольник, начиная от основания до вершины опорно-изоляционной конструкции. Изоляционные элементы 1 и поясами жесткости элементы 2 формируют равнобедренные треугольники (силовые треугольники) 3,

0 образуя пространственную ферму с одинаково расположёнными силовь1ми треугольниками 3 Перпендикулярно горизонтальным плоскостям 4 (см. фиг.4). УЗЛЫ крепления изоляционных элементов 1 и соединительных элемёнтов;2 выполняются образом (см, фиг.З). Каждый узел крепления представляет собой сферический шарнир (сферу) 5, по окружности которой располагаются оконцеватели 6 изоляционных элементов 1. Оконцеватели 6 выполняются в виде вогнутых сферических чашек Такая компоновка позволяет всегда обеспечить пересечение продольных осей 7 изоляционных элементов 1 в одной точке 8 (центре сферического шарнира 5). В целом узел крепления фиксируется крцшками 9 с крепежомЮ. На самом верхнем поясе рпорно-изрляцирнной конструкции монтируется шинодержатейь шинной опоры или контактная система разьединителя, находящиеся под высоким потенциалом, а самый нижний пояс совмещается с заземлённой металлоконструкцией i на которой она монтируется. Эффект от промышленного/ использования данного изобретения к сущеетвенному повышению надежности работы опорно-изоляционной конструкции и, следовательно, молниеотводов, которые, например, монтируются на ней или других электроэнергетических обьектах. Учитывая условия воздействия сложных нагрузок (ветер, гололед, колебания температуры, радиация и т.п.) на такие объекты, надежность становится главным технико-экономическим параметром тайих конструкций.

Фаг. /

Badk

иг2 Формула изобр е т е и и я Опорно-изоляционная конструкция, содержашая стержневые изоляционные элементы, связанные между собой горизонтальными поясами жесткости, соединительные элементы которых образуют в каждом ярусе правильные п-угольники, о т л ич а ю щ а я я тем, что, с целью повышения надежности путем увеличения устойчивости, каждый п-угольник, начиная от второго яруса, до вершины опорно-изоляционной конструкции в плане вписан в нижерасположенный п-угольник, а плоскости треугольников, образованных соединительным элементом и двумя изоляционными элементами, направленными к вершине, перпендикулярны горизонтальным плоскостям, образованным поясами жесткости, при этом вершины треугольников расположены в узлах крепления соединительных элементов, выполненных в виде сферического шарнира, фиксируемого крышкой, в центре которого пересекаются продольные оси изоляционных элементов с оконцеватёлями. выполненными в виде вогнутых сферических чашек, обхватывающих упомянутый сферический шарнир.

Узел Г

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве молниеотводов для высоких объектов. Цель - повышение надежности путем увеличения устойчивости опорно-изоляционной конструкции. Конструкция состоит из изоляционных и соединительных элементов, образующих силовые треугольники. Узлы крепления элементов выполняются в виде сферического шарнира, фиксируемого крышками. 4 ил.fe

Фи.г.3

fM4