ИЗОЛЯТОР ФАРФОРОВЫЙ ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СЕТИ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к изоляторам для контактной сети железных дорог высокого напряжения, используемых для изоляции и крепления электрических устройств контактной сети железных дорог.
Известен опорный изолятор, содержащий изоляционную часть, имеющую в продольном сечении седлообразную форму, и фланцы (А.с. СССР 625255, МКИ Н01В 17/14). Основным недостатком такого изолятора является его низкая механическая прочность при растяжении, большие габариты и масса, в результате чего он не может использоваться на контактной сети железных дорог.
Известен подвесной тарельчатый изолятор, содержащий изоляционную часть, закрепленную с помощью цементной связки в металлическую шапку (Синявский В.Н. Расчет и конструирование электрокерамических конструкций. Учебник для электромеханических техникумов. Изд. 2-е доп. и перераб. М., «Энергия», 1977, с.98). Основным недостатком этого изолятора является его то, что на высокие напряжения подвесные тарельчатые изоляторы собирают в гирлянды, имеющие значительную массу и габариты, а также сложность монтажа и эксплуатации.
За ближайший аналог заявляемой полезной модели выбран изолятор фарфоровый для контактной сети железных дорог, содержащий изоляционную часть с ребрами и оконцеватели укрепленные в торцах изоляционной части с помощью цементной связки (Каталог открытого акционерного общества «ЭЛИЗ», Раздел 1. Изоляторы для контактной сети железных дорог, ОАО «ЭЛИЗ», г.Пермь, 2003, с.3-4). Вышеуказанные признаки являются общими с признаками предлагаемой полезной модели.
Основным недостатком такого изолятора является большая масса, затрудняющая его монтаж и эксплуатацию. Объясняется это большим диаметром изоляционной части.
Предлагаемой полезной моделью решается задача снижения массы известного изолятора фарфорового для контактной сети железных дорог при сохранении его электрических и механических характеристик.
Для достижения указанного технического результата в изоляторе фарфоровом для контактной сети железных дорог, имеющем: по варианту первому - девять ребер, по варианту второму - пять ребер; соотношение длины пути утечки к диаметру торца
изоляционной части, к минимальному диаметру изоляционной части, к количеству ребер составляет:
- по варианту первому - 105,6:(8-11):(6-9):1;
- по варианту второму - 120:(14-19):(10-16):1.
Отличительными признаками предлагаемой полезной модели от указанного выше технического решения является то, соотношение длины пути утечки к диаметру торца изоляционной части, к минимальному диаметру изоляционной части, к количеству ребер составляет:
- по варианту первому - 105,6:(8-11):(6-9):1;
- по варианту второму - 120:(14-19):(10-16):1.
Благодаря наличию этих признаков уменьшается масса изолятора фарфорового для контактной сети железных дорог при сохранении его механических и электрических характеристик не ниже нормированных.
Соотношение длины пути утечки изолятора (который взят в качестве прототипа), к диаметру торца изоляционной части, к минимальному диаметру изоляционной части, к количеству ребер составляет:
- по варианту первому - 118,8:12,9:10,6:1;
- по варианту второму - 120:20,6:17:1.
Параметры изолятора, который взят в качестве прототипа, представлены в таблице.
Наименование параметра
Первый вариант (изоляторы типа ФСФ, КСФ 100-25/0,95 УХЛ1)
Второй вариант (изоляторы типа НСФ, ФСФ, КСФ 100-3/0,6 УХЛ1)
Длина пути утечки, мм
950
600
Диаметр торца изоляционной части, мм
103
103
Минимальный диаметр изоляционной части, мм
85
85
Количество ребер, шт.
9
5
Масса, кг
19,5-20,5
15,5-17,0
Соотношение длины пути утечки изолятора к диаметру торца изоляционной части, к минимальному диаметру изоляционной части, к количеству ребер
118,8:12,9:10,6:1
120:20,6:17:1
Основным недостатком такого изолятора является большая масса, затрудняющая его монтаж и эксплуатацию. Объясняется этот недостаток большим диаметром изоляционной части.
Параметры предлагаемого изолятора представлены в таблице.
Наименование показателя
Первый вариант (изоляторы типа ФСФ, КСФ 100-25/0,95 М УХЛ1)
Второй вариант (изоляторы типа НСФ, ФСФ, КСФ 100-3/0,6 М УХЛ1)
Длина пути утечки, мм
950
600
Диаметр торца изоляционной части, мм
72-99
70-95
Минимальный диаметр изоляционной части, мм
54-81
50-80
Количество ребер, шт.
9
5
Масса, кг
15,0-17,0
13,0-14,5
Соотношение длины пути утечки изолятора к диаметру торца изоляционной части, к минимальному диаметру изоляционной части, к количеству ребер
105,6:(8-11):(6-9):1
120:(14-19):(10-16):1
Уменьшение диаметра изоляционной части позволяет снизить массу изолятора. При этом сохраняются механические и электрические характеристики изолятора. Механическая разрушающая сила при растяжении изолятора, установленная опытным путем, превышает нормированную на 16-37%. Электрические характеристики изолятора, установленные опытным путем, не ниже нормированных. Параметры опытных образцов, в том числе предлагаемого изолятора, представлены в таблицах.
Наименование параметра
Опытные образцы (ФСФ, КСФ 100-25/0,95 М УХЛ1)
Опытный образец 1
Предлагаемый изолятор - первый вариант
Опытный образец 5
Опытный образец 2
Опытный образец 3
Опытный образец 4
Длина пути утечки, мм
950
Диаметр торца изоляционной части, мм
101
99
90
72
63
Минимальный диаметр изоляционной части, мм
83
81
72
54
45
Количество ребер, шт.
9
Масса, кг изолятора типа:
КСФ 100-25/0,95 М УХЛ1
18,8
17,0
16,4
15,5
13,9
ФСФ 100-25/0,95 М УХЛ1
18,0
16,3
15,7
15,0
13,5
Соотношение длины пути утечки к диаметру торца изоляционной части, к минимальному диаметру изоляционной части, к количеству ребер
105,6:11,2:9,2:1
105,6:11:9:1
105,6:10:8:1
105,6:8:6:1
105,6:7:5:1
Механическая разрушающая сила при растяжении, кН: Установленная опытным путем
144
137
127
117
95
Нормированное значение
100
100
100
100
100
Испытательное одноминутное напряжение частоты 50 Гц в сухом состоянии, кВ:
Фактически выдерживаемое
145
Нормированное значение
145
Наименование параметра
Опытные образцы (НСФ, ФСФ, КСФ 100-3/0,6 М УХЛ1)
Опытный образец 1
Предлагаемый изолятор - второй вариант
Опытный образец 5
Опытный образец 2
Опытный образец 3
Опытный образец 4
Длина пути утечки, мм
600
Диаметр торца изоляционной части, мм
100
95
90
70
65
Минимальный диаметр изоляционной части, мм
83
80
75
50
45
Количество ребер, шт.
5
Масса, кг изолятора типа:
КСФ 100-3/0,6 М УХЛ1
16,0
14,5
14,1
13,3
13,0
НСФ, ФСФ 100-3/0,6 М УХЛ1
15,3
14,1
13,8
13,0
12,8
Соотношение длины пути утечки к диаметру торца изоляционной части, к минимальному диаметру изоляционной части, к количеству ребер
120:20:16,6:1
120:19:16:1
120:18:15:1
120:14:10:1
120:13:9:1
Механическая разрушающая сила при растяжении, кН:
Установленная опытным путем
139
134
122
116
91
Нормированное значение
100
100
100
100
100
Испытательное одноминутное напряжение частоты 50
Гц в сухом состоянии, кВ:
Фактически выдерживаемое
80
Нормированное значение
80
При соотношении длины пути утечки изолятора к диаметру торца изоляционной части, к минимальному диаметру изоляционной части, к количеству ребер большем:
- по варианту первому - 105,6:11:9:1;
- по варианту второму - 120:19:16:1,
изолятор будет недостаточно легким (опытные образцы 1).
При соотношении длины пути утечки изолятора к диаметру торца изоляционной части, к минимальному диаметру изоляционной части, к количеству ребер меньшем:
- по варианту первому - 105,6:8:6:1;
- по варианту второму - 120:14:10:1,
изоляционная часть изолятора не может обеспечивать необходимую механическую прочность, так как из-за уменьшения диаметра изоляционной части, уменьшается площадь ее заделки в оконцеватель, что в свою очередь уменьшает механическую прочность узла армирования изолятора при растяжении (опытные образцы 5). С другой стороны, для обеспечения необходимой длины пути утечки такого изолятора (при использовании оконцевателей с большей глубиной заделки для компенсации уменьшения диаметра изоляционной части), необходимо увеличить количество ребер, что технологически невозможно из-за небольшой высоты изолятора, или увеличить вылет ребра изолятора, что приводит к увеличению массы изолятора, а также увеличению брака из-за усложнения технологии изготовления такого изолятора.
На фиг. изображен общий вид предлагаемого изолятора фарфорового для контактной сети железных дорог.
Изолятор содержит изоляционную часть 1 с ребрами 2, в количестве: по варианту первому - девять ребер, по варианту второму - пять ребер; и оконцеватели 3, укрепленные в торцах изоляционной части с помощью цементной связки 4.
1
Соотношение длины пути утечки изолятора - расстояния по поверхности изоляционной части 1 между точками А и Б - к диаметру d торца изоляционной части 1, к минимальному диаметру d изоляционной части 1, к количеству ребер 2 составляет:
- по варианту первому - 105,6:(8-11):(6-9):1
- по варианту второму - 120:(14-19):(10-16):1
Использование всех вышеперечисленных существенных, отличительных признаков позволяет снизить массу изолятора на 13-17%. Предлагаемая полезная модель имеет механическую прочность при растяжении значительно превышающую нормированную и электрическую прочность не ниже нормированной. Технология изготовления такого изолятора аналогична технологии изготовления прототипа.