ЛИНЕЙНЫЙ ПОДВЕСНОЙ ИЗОЛЯТОР (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к основным элементам электрического оборудования, в частности к электрическим изоляторам воздушных линий электропередачи и представляет собой устройство линейного подвесного изолятора.
Такие изоляторы состоят из изоляционной детали, выполненной из электротехнического фарфора или закаленного стекла, чугунной шапки и стального стержня. На воздушных линиях электропередачи высокого напряжения применяют гирлянды, состоящие из последовательно соединенных изоляторов. Количество изоляторов в гирлянде определяется номинальным напряжением линии и условиями эксплуатации, например, загрязненностью и увлажненностью атмосферы в местах прохождения линии. Изоляторы воздушных линий электропередачи подвергаются воздействию атмосферных осадков и промышленных загрязнений. Даже небольшое загрязнение значительно снижает электрическую прочность изоляции. Значительное количество аварий на воздушных линиях электропередачи происходит при перекрытии линейных изоляторов вследствие их загрязнения.
Известны линейные подвесные тарельчатые изоляторы ПС120Б, ПС160В, ПС210В (ГОСТ 27661-88), содержащие шапку, стержень и изоляционную деталь, состоящую из головки и тарелки с кольцевыми ребрами на внутренней поверхности. В этих изоляторах отношение высоты тарелки к ее диаметру  находится в пределах 0,17-0,30. Недостатком этих изоляторов являются низкие аэродинамические характеристики, обусловленные конфигурацией изоляционной детали и соотношением вышеуказанных размерных параметров. Такие изоляторы эффективны при эксплуатации их в районах с незначительными загрязнениями. В районах с интенсивными загрязнениями поверхность изоляционной детали, особенно ее развитая внутренняя полость, сильно загрязняется. Изоляторы плохо самоочищаются под действием ветра и дождя от загрязнений и требуют частой чистки.
Известен высоковольтный подвесной изолятор (см. авторское свидетельство №851499), содержащий шапку, стержень и изоляционную деталь, состоящую из головки и гладкой тарелки, выполненной в виде сегмента сферы, при этом отношение высоты тарелки к ее диаметру  находится в пределах 0,10-0,30, а отношение строительной высоты изолятора к диаметру  - в пределах 0,35-1,0.
Данное техническое решение является наиболее близким к заявляемому решению и поэтому выбрано заявителем в качестве прототипа.
Аэродинамические характеристики таких изоляторов значительно выше, однако оказываются недостаточно эффективными при эксплуатации в районах с интенсивными загрязнениями и неблагоприятными климатическими условиями (районы с малым количеством осадков и сильными ветрами, например, пустыни, полупустыни, степи, или районы с сильными туманами). Кроме того, недостатком прототипа является недостаточная длина пути утечки, снижающая надежность эксплуатации гирлянд изоляторов.
Технической задачей полезной модели является повышение аэродинамических характеристик и повышение надежности эксплуатации гирлянд изоляторов при атмосферных и промышленных загрязнениях.
Для достижения поставленной задачи линейный подвесной изолятор, согласно первому варианту его выполнения, содержит шапку, стержень и изоляционную деталь, состоящую из головки и тарелки, выполненной в виде сегмента сферы, отношение высоты тарелки к ее диаметру  находится в пределах 0,07-0,10.
Выбранные значения соотношения  обеспечивают хорошие аэродинамические показатели при одновременном соответствии размерных параметров изолятора требованиям Международной электротехнической комиссии (МЭК). Форма изоляционной детали, выполненной в виде сегмента сферы с увеличенным диаметром и малой высотой тарелки, способствует меньшей осаждаемости загрязненных частиц на поверхности изоляционной детали, ее хорошей обдуваемости потоками воздуха, что обеспечивает возможность самоочистки изоляторов под действием ветра от загрязнений, повышая надежность эксплуатации гирлянд изоляторов при атмосферных и промышленных загрязнениях.
При отношении  менее 0,07 не обеспечивается соответствие размерных параметров изолятора требованиям Международной электротехнической комиссии (МЭК). При отношении  больше 0,10 при эксплуатации изоляторов в районах с интенсивными загрязнениями, но малым количеством осадков, аэродинамические характеристики, обусловленные формой и размерными параметрами изоляционной детали, оказываются недостаточными, ухудшаются условия самоочистки изоляторов от загрязнений, что повышает вероятность перекрытия гирлянд изоляторов и снижает надежность эксплуатации.
Для достижения поставленной задачи линейный подвесной изолятор, согласно второму варианту его выполнения, содержит шапку, стержень и изоляционную деталь, состоящую из головки и тарелки, выполненной в виде сегмента сферы, отношение высоты тарелки к ее диаметру  находится в пределах 0,07-0,10, при этом на нижней поверхности изоляционной детали выполнено кольцевое ребро.
Наличие ребра на внутренней поверхности изоляционной детали позволяет увеличить длину пути утечки изолятора, а, следовательно, и удельную длину пути утечки гирлянды, что уменьшает вероятность перекрытия гирлянды в загрязненном и увлажненном состоянии и также повышает надежность эксплуатации гирлянд изоляторов при атмосферных и промышленных загрязнениях.
Патентные исследования не выявили технических решений, характеризующихся заявляемой совокупностью признаков, следовательно, можно предположить, что указанное техническое решение соответствует понятию «новизна».
Кроме того, предлагаемое техническое решение может быть изготовлено в промышленных масштабах и найдет применение в линейных подвесных изоляторах воздушных линий электропередачи, что соответствует критерию «промышленная применимость».
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежом. На фиг.1 представлен линейный подвесной изолятор.
Линейный подвесной изолятор по первому варианту полезной модели состоит из изоляционной детали 1, состоящей из головки и тарелки, выполненной в виде сегмента сферы, металлической шапки 2, закрепленной на головке изоляционной детали, металлического стержня 3, заделанного внутрь головки. Крепление шапки и стержня с изоляционной деталью осуществляется посредством цементно-песчаной связки 4.
Линейный подвесной изолятор по второму варианту полезной модели состоит из изоляционной детали 1, состоящей из головки и тарелки, выполненной в виде сегмента сферы, металлической шапки 2, закрепленной на головке изоляционной детали, металлического стержня 3, заделанного внутрь головки. Крепление шапки и стержня с изоляционной деталью осуществляется посредством цементно-песчаной связки 4. На нижней поверхности изоляционной детали 1 выполнено кольцевое ребро 5.
Аэродинамический профиль изоляционной детали делает такой тип изоляторов оптимальным для использования в районах с сильными ветрами (пустыни, степи, прибрежные районы). Все загрязнения легко сдуваются ветром с почти плоской поверхности изоляционной детали.
Результаты проведенных испытаний изоляторов подтверждают снижение вероятности перекрытия гирлянд изоляторов вследствие загрязнения на 15-20%.
Кроме того, предлагаемый изолятор при установке его первым (верхним) в гирлянде типовых изоляторов может использоваться в качестве «зонтика» для защиты остальных изоляторов гирлянды от загрязнений (например, помета птиц).
Среди преимуществ предлагаемого изолятора можно также отметить выполнение требования некоторых стран к линейным подвесным изоляторам по снижению уровня шумов, производимых при обдуве ветром гирлянды изоляторов. Аэродинамическая форма изоляционной детали способствует снижению турбулентности воздушного потока, за счет чего уровень шумов значительно снижается.