ПТИЦЕЗАЩИЩЕННЫЙ ИЗОЛЯТОР

Область техники, к которой относится полезная модель
Техническое решение относится к птицезащищенным изоляторам электрической сети.
Уровень техники
Изоляторы предназначены для механического крепления проводов, находящихся под напряжением, и электрической изоляции их от заземленных конструкций и друг друга. Одной из частых причин отказа изоляторов является электрическое перекрытие по воздуху из-за птиц и загрязнение поверхности изолятора.
Электрическое перекрытие по воздуху из-за птиц происходит, в частности, в результате замыкания птицей металлических элементов электрической сети, расположенных друг от друга на расстоянии, соизмеримом с размерами птиц, и находящихся под разными электрическими потенциалами. Для защиты птиц от поражения током применяются птицезащитные устройства (ПЗУ), а также птицезащищенные изоляторы, которые предназначены для того, чтобы предотвратить посадку птиц на поверхность изолятора, а также предотвратить касание птицей элементов цепи, имеющих разный потенциал.
Загрязнение поверхности изолятора может происходить, в частности, в результате попадания на него пыли, солей, например, из-за уноса ветром капель соленой воды поблизости от моря или океана, или помета птиц. Из-за дождя, тумана, росы, тающего снега происходит увлажнение поверхности изолятора. Влага, попадающая на изолятор, растворяет или смывает с него часть загрязняющих веществ. При этом увлажнение загрязненных поверхностей изоляторов приводит к растворению солей осадка и резкому увеличению их проводимости. Из-за нагревания током слоя загрязнения распределение температуры по изолятору даже при равномерном загрязнении, что практически не встречается, неравномерное. Влага испаряется, что приводит к местному увеличению сопротивления слоя загрязнения и падению напряжения на нем. Падение напряжения на этом участке увеличивается до тех пор, пока не происходит пробой воздушного промежутка и образование частичной дуги, шунтирующей часть пути утечки. Если сопротивление частичной дуги будет меньше, чем сопротивление поверхностного слоя, то ток в загрязненном слое будет увеличиваться, а дужка – удлиняться. Удлинение дужки приводит к дальнейшему увеличению тока, и так до полного перекрытия изолятора [1].
Для снижения вероятности перекрытия изолятора его поверхность должна быть гладкой и способствующей равномерному удалению загрязнений с его поверхности.
Из патента РФ на полезную модель № 124035, опубликованного 10.01.2013 г., известен птицезащищенный изолятор, который имеет изоляционное тело, оконцеватели, с помощью которых изолятор может быть соединен с элементами электрической сети, и продолговатую юбку, выполненную из диэлектрика и размещенную в верхней половине изолятора.
Недостатком указанного птицезащищенного изолятора является то, что конструкция его юбки будет способствовать скоплению загрязнений на ее нижней поверхности, при этом в ней не предусмотрена возможность для очищения этой поверхности изолятора за счет природных факторов (дождя, ветра и т.п.). Кроме того, выполнение юбки в виде отдельной детали приводит к необходимости выполнения дополнительных средств фиксации юбки и усложняет конструкцию изолятора.
Задачей настоящей полезной модели является повышение равномерности очистки птицезащищенного изолятора за счет природных факторов (дождя, ветра и т.п.).
Раскрытие сущности полезной модели
Для решения указанной задачи предлагается птицезащищенный изолятор, содержащий изоляционное тело с защитной оболочкой, содержащей ребра и юбку, причем юбка расположена на одном из концов защитной оболочки и имеет диаметр, превышающий диаметр ребер, а также оконцеватели, причем юбка имеет форму спирали.
Спиралевидная форма юбки закручивает попадающий на нее поток ветра и дождя, что позволяет добиться равномерной очистки всей поверхности юбки, а также поверхности птицезащищенного изолятора без каких-либо дополнительных действий, а только за счет природных факторов (дождя, ветра и т.п.).
Оконцеватели обеспечивают соединение изолятора с элементами электрической сети и могут представлять собой любые известные из уровня техники оконцеватели для изоляторов. Выбор оконцевателей зависит от способа установки изолятора (например, подвесной, консольный, фиксаторный, натяжной) и не влияет на достижение технического результата.
1
2
1
2
1
2
2
1
Предпочтительно, если ребра на защитной оболочке имеют диаметры D и D, причем D больше D. При этом ребра с диаметром D могут быть расположены поочередно с ребрами, имеющими диаметр D. Альтернативно, между соседними ребрами с диаметром D могут размещаться два ребра с диаметром D.
1
2
3
2
1
1
2
1
3
Еще в одном варианте исполнения полезной модели возможно использование чередующихся ребер трех разных диаметров, D, D и D. Альтернативно, между соседними ребрами с диаметром D могут размещаться два ребра с диаметром D. Предпочтительно, соотношение диаметров D к D находится в диапазоне от 1,1 до 2,5, а соотношение диаметров D к D находится в диапазоне от 1,1 до 2,5.
Конструкция изолятора с чередующимися ребрами разного диаметра создает неудобства для посадки птиц и, таким образом, защищает птиц от поражения электрическим током, следовательно, защищает и изолятор от загрязнения.
1
Как было указано выше, юбка имеет диаметр, превышающий диаметр ребер. В частном случае отношение диаметра юбки к диаметру D находится в диапазоне от 1,1 до 2,5.
Предпочтительно, чтобы угол между плоскостью юбки и защитной оболочкой в месте их соединения составлял от 80º до 100º, более предпочтительно от 90º до 100º. Такая конструкция позволяет облегчить доступ к загрязненным участкам и улучшить смывание загрязнений с юбки.
Предпочтительно, чтобы спираль юбки имела один виток, что упростит изготовление изолятора при сохранении его способности равномерно очищаться за счет природных факторов (дождя, ветра и т.п.).
Предпочтительно, чтобы защитная оболочка, юбка и ребра были выполнены как единое целое, а наиболее предпочтительно, чтобы они были выполнены из полимера. Такое исполнение упрощает конструкцию изолятора и позволяет создавать необходимую форму с использованием меньшего количества технологических операций.
Краткое описание чертежей
Чертеж представлен для лучшего понимания полезной модели, однако специалисту в данной области техники будет очевидно, что раскрытая полезная модель не ограничивается вариантом, представленным на нем.
На Фиг. 1 показано объемное изображение птицезащищенного изолятора.
Осуществление полезной модели
Далее со ссылкой на прилагаемый чертеж более подробно раскрыт предпочтительный вариант осуществления полезной модели.
На Фиг. 1 показан птицезащищенный изолятор 1, содержащий изоляционное тело с защитной оболочкой 2 с ребрами 3 двух разных диаметров и юбкой 4, имеющей форму спирали. Диаметр юбки 4 превышает диаметр ребер 3. С обоих концов птицезащищенный изолятор 1 имеет оконцеватели 5. Все поверхности защитной оболочки 2 выполнены гладкими.
Наличие на птицезащищенном изоляторе 1 ребер 3 разного диаметра делает неудобной посадку на него птиц, а юбка 4, расположенная на одном из концов защитной оболочки 2, создает дополнительное препятствие как для посадки птиц, так и для взмаха их крыльев.
Ребра 3 не содержат вогнутых поверхностей, препятствующих свободному обдуву их ветром и обмыву поступающей влагой (дождь, роса и т.п.).
1
2
1
2
1
2
2
1
1
2
3
Как было сказано выше, ребра 3 имеют диаметры D и D, где D больше D, что создает дополнительные неудобства для посадки птиц и, как следствие, снижает загрязнение птицезащищенного изолятора 1. Ребра 3 с диаметром D могут быть расположены поочередно с ребрами 3, имеющими диаметр D, как это показано на фиг. 1. Альтернативно, между соседними ребрами 3 с диаметром D могут размещаться два ребра 3 с диаметром D. Возможны и другие варианты взаимного расположения ребер 3 разного диаметра. Также возможен вариант исполнения полезной модели, в котором используются ребра 3 трех разных диаметров, D, D и D. Большее разнообразие ребер 3 разных диаметров нецелесообразно.
1
2
1
3
1
Как показали испытания, предпочтительно, если соотношение диаметров D к D лежит в диапазоне от 1,1 до 2,5, а в случае использования ребер 3 трех разных диаметров – дополнительно соотношение диаметров D к D находится в диапазоне от 1,1 до 2,5. При этом наиболее предпочтительное соотношение диаметра юбки 4 к диаметру D находится в диапазоне от 1,1 до 2,5.
Спиралевидная форма юбки 4 способствует закручиванию потока ветра и/или дождя, что позволяет добиться равномерного очищения поверхности не только самой юбки 4, но и поверхности птицезащищенного изолятора 1. При эксплуатации пыль, оседающая на птицезащищенном изоляторе 1, сдувается спирально закрученным в юбке 4 потоком ветра (или ветра с дождем), что способствует быстрому и полному очищению поверхности птицезащищенного изолятора 1.  Предпочтительно, чтобы угол между плоскостью юбки 4 и защитной оболочкой 2 в месте их соединения составлял от 80º до 100º, более предпочтительно от 90º до 100º, что снижает количество скапливаемой в этих местах грязи и влаги.
Спираль юбки 4 может быть многовитковой, но исполнение ее с одним витком (показано на фиг. 1) упрощает изготовление птицезащищенного изолятора 1, сохраняя при этом его способность равномерно очищаться за счет природных факторов (дождя, ветра и т.п.).
Защитная оболочка 2, ребра 3 и юбка 4 могут быть выполнены как единое целое. При этом предпочтительно, если они выполнены из полимерного материала. Такое исполнение упрощает конструкцию птицезащищенного изолятора 1 и позволяет придавать ему необходимую форму с использованием меньшего количества технологических операций.
Оконцеватели 5 выполняются из электропроводящего материала, подходящего для этих целей и известного специалисту в данной области техники. Оконцеватели 5 закрепляются по краям изоляционного тела и могут частично покрываться защитной оболочкой 2.
[1] Бочаров Ю.Н. Техника высоких напряжений: Учебное пособие / Ю.Н. Бочаров, С.М. Дудкин, В.В. Титков. – СПб.: Издательство Политехнического университета, 2013. С. 51-53.