ОПОРНО-СТЕРЖНЕВОЙ ПОЛИМЕРНЫЙ ИЗОЛЯТОР С ЗАМКОВЫМ СОЕДИНЕНИЕМ ЕГО СОСТАВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
SUPPORT-ROD POLYMER INSULATOR WITH LOCK CONNECTION OF ITS COMPONENT ELEMENTS

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано в разработках опорно-стержневой изоляции для аппаратов высокого напряжения, линейной изоляции на линиях электропередачи и других объектах электроэнергетического строительства.
Известен опорный полимерный изолятор, содержащий корпус из изоляционного материала, выполненный в виде тела вращения, и установленную по его торцам металлическую арматуру в виде залитых в изоляционный корпус деталей (1). Существенными недостатками такого изолятора являются: а) высокая материалоемкость б) низкая стойкость используемых для изготовления корпуса термопластов к комплексному воздействию электрического поля и внешних факторов окружающей среды, в Недостаточная надежность узла армирования при воздействии вибрационных и ударных нагрузок с большой вероятностью того, что изолятор будет выходить из строя вследствие расшатывания закладных деталей.
Известен опорный полимерный изолятор, содержащий покрытый защитной оболочкой из трекингостойкого материала стеклопластиковый стержень и установленные на его концевых участках оконцеватели (2). В конструкции данного опорного полимерного изолятора элементы, обеспечивающие соединение изолятора с аппаратами высокого напряжения, а именно оконцеватели (наконечники), выполняются металлическими, что делает конструкцию не совсем изоляционной, и вызывает определенные трудности технологического характера при изготовлении изоляторов данного типа. Наличие в изоляционной конструкции металлических деталей приводит к увеличению затрат при производстве изоляторов, удорожает конечную продукцию. Высокая стоимость такого изолятора обуславливается исключительно высокой стоимостью металлических оконцевателей из-за большой их материалоемкости, особенно при использовании способа обработки металлов резанием; при этом требуются значительные затраты на их установку в стеклопластиковый стержень, вызванные необходимостью применения специального оборудования (прессов) и оснастки с необходимостью проведения тщательного контроля и соблюдения параметров технологического процесса обжатия стеклопластикового стержня; возникают дополнительные затраты, связанные с обязательным нанесением на металлические поверхности защитных покрытий, например, проводить цинкование или хромирование.
Известен опорно-стержневой изолятор (3), патент на полезную модель РУ №164104, в котором предлагается конструкция изолятора с замковым соединением его составных элементов: изоляционного корпуса и установленных на его концевых участках металлических оконцевателей.
Наиболее близким техническим решением по отношению к предложенному является опорный полимерный изолятор (4). Предлагаемый опорный полимерный изолятор имеет составные элементы: а) диэлектрический стержень с защитной ребристой оболочкой из трекингостойкого материала б) оконцеватели на концах стержня, выполненные из полимерного композиционного материала с диэлектрическими свойствами. К числу достоинств указанного опорного полимерного изолятора относится то, что его составные элементы выполнены из диэлектрических материалов, позволяющих улучшить электрические характеристики изолятора, исключить металлоемкость продукции. В рассматриваемом изоляторе соединение стеклопластикового стержня с полимерными оконцевателями осуществляется с помощью клеевой массы, при этом механическая прочность опорного полимерного изолятора при растяжении, изгибе, кручении, сдвиге определяется недостаточной прочностью клеевого соединения, что является недостатком данной изолирующей конструкции. В данном опорном полимерном изоляторе невысокая надежность узла армирования при вибрационных и ударных нагрузках может приводить к выходу из строя изолятора вследствие расшатывания его составных элементов. Кроме этого рассмотренный узел армирования опорных полимерных изоляторов с использованием клеевых составов, по - видимому, не подходит для изоляторов стержневой группы, подвесной изоляции для линии электропередачи, когда механические нагрузки в большей степени определяются значительными растягивающими усилиями с одновременным кручением.
Заявители и авторы изобретения ставили перед собой задачу создания полимерного изолятора, конструкция которого определяется:
1) Наличием 2-х составных эдементов: а) изоляционный стеклопластиковый стержень
б) оконцеватели
2) Соединение составных элементов полимерного изолятора осуществляется замковым соединением
3) Замковое соединение составных элементов полимерного изолятора использовать в конструкциях опорного, стержневого изолятора, изоляторах подвесной группы для линии электропередачи.
4) Применение замкового соединения составных элементов полимерного изолятора позволяет создавать полностью изоляционные конструкции с диэлектрическими стеклопластиковыми стержнями и диэлектрическими оконцевателями.
Применение предложенного изобретения позволяет получить положительный технический результат, заключающийся в существенном упрощении технологического процесса изготовления полимерных изоляторов, снижения себестоимости продукции при высокой эксплуатационной надежности изделий.
Сущность изобретения поясняется рисунками, где на фиг. 1 представлен разрез полимерного изолятора с замковым соединением его составных элементов наглядно поясняемым графической информацией в сечениях А-А, Б-Б изолятора. Предлагаемый полимерный изолятор состоит из следующих составных элементов: стеклопластикового стержня изолятора 1, защитной оболочки 2 из трекингостойкого материала и оконцевателей 4. Стержень 1 крепится в оконцевателях 4 с помощью замкового соединения таким образом, что во внутренних объемах оконцевателей оформлены выступы, направленные внутрь, а в стеклопластиковом стержне на его концах выполнены продольные канавки, переходящие в кольцевые канавки таким образом, чтобы при продольном перемещении оконцевателей по стеклопластиковому стержню его выступы скользили по продольным канавкам стержня и достигнув кольцевых канавок допускали вращение оконцевателей, фиксированное положение которых обеспечивается при технологии формирования защитной ребристой оболочки 2 изолятора. Стержень изолятора 1 выполнен из диэлектрического материала, например, стеклопластика. К обоим концевым участкам 3 стержня через замковые соединения закрепляются оконцеватели 4, которые выполняются из электропроводящих материалов (металл, чугун, цветное литье), или из диэлектрических материалов. например, из полимерного композиционного материала, изготовленного на основе высокопрочных стеклонаполненных термопластов. В связи с тем, что изготовление оконцевателей производится литьевым методом из полимерного композиционного материала, для повышения механической прочности (жесткости) оконцевателей возможна установка в литьевые формы жесткого арматурного каркаса, выполненного из материала с электроизоляционными свойствами.
Указанная совокупность существенных конструктивных признаков разработанного полимерного изолятора может быть зафиксирована в нижеследующей формуле изобретения: « 1. Опорно-стержневой полимерный изолятор, содержащий покрытый защитной оболочкой из трекингостойкого материала стеклопластиковый стержень и установленные на его концевых участках оконцеватели, отличающийся тем, что на внутренней поверхности полости каждого оконцевателя выполнены продольные выступы, направленные внутрь, а в стеклопластиковом стержне на его концах выполнены продольные канавки, переходящие в кольцевые канавки и при продольном перемещении оконцевателей по стеклопластиковому стержню его внутренние продольные выступы скользят по продольным канавкам стержня и допускают вращение оконцевателей только на выходе из продольных канавок при их переходе в кольцевые канавки стержня, в которых происходит фиксирование оконцевателей при технологическом процессе формирования защитной оболочки для стеклопластикового стержня с одновременным заполнением трекингостойким материалом продольных и кольцевых канавок стержня.
2. Изолятор по п. 1, отличающийся тем, что оконцеватели выполнены из полимерного композиционного материала. «
Изготовление (сборка) заявляемого полимерного изолятора с замковым соединением его составных элементов производится в следующей технологической последовательности. Во внутренних полостях двух (верхнего и нижнего) оконцевателей 4, изготовленных по специальным пресс- формам методом термического прессования, формируются продольные выступы 5, являющиеся одним из элементов замкового соединения изолятора. Другими элементами замкового соединения являются продольные 8 и кольцевые 6 канавки на стеклопластиковом стержне. Необходимые продольные канавки 8 на стеклопластиковом стержне могут быть изготовлены при проведении технологической операции пултрузии стеклопластиковых стержней. Изготовление кольцевых канавок на стеклопластиковых стержнях необходимо производить по разработанному тнхнологическому процессу (5), внедренному на Бийском заводе стеклопластиковых изделий (Алтайский край). Рассматриваемый технологический процесс предусматривает изготовление кольцевых канавок 5 на стеклопластиковых стержнях методом обжатия. Далее при сборке оконцеватели одеваются с двух сторон 3 на стеклопластиковый стержень 1, при этом выступы оконцевателей 5 скользят по продольным канавкам 8 стержня 1 с выходом в кольцевую канавку 6 и вращением в ней на определенный угол, например, 90 град. Финишной технологической операцией сборки является покрытие конструкции диэлектрической защитной ребристой оболочкой 2, например, способом горячей вулканизации под давлением с использованием кремнийорганической смеси в качестве связующего материала. Предложенный опорно-стержневой полимерный изолятор с замковым соединением его составных элементов отличается низкими стоимостными и трудозатратными показателями, обладает высокими электромеханическими характеристиками
Источники информации
1. Патент ФРГ №1904389 « Опорный полимерный изолятор», кл. 21 с 14-02,1970.
2. Описание изобретения к патенту РФ « Полимерный изолятор», кл. Н01В 17-02, опубл. 27.02.97 г., Бюллетень ФИПС №6.
3. Патент РУ №164104 У1 «Опорно-стержневой изолятор», кл. Н01В 17-14, опубл. 20. 08.16 г., Бюллетень ФИПС №23.
4. Патент РУ №2 321912 С1 «Опорный полимерный изолятор «, опубл. 10.04.2008 г., Бюллетень ФИПС №10.
5. Патент РУ на изобретение №2274715, опубл. 20.04.2006 г. « Способ изготовления стержня переменного сечения из композиционного материала и установка для его осуществления».