ШТЫРЕВОЙ ПОЛИМЕРНЫЙ ИЗОЛЯТОР

Полезная модель относится к области электротехники, в частности к высоковольтным изоляторам, а именно к штыревым полимерным изоляторам, и может быть использована для монтажа на штыри опоры.
Известны изоляторы из синтетических полимерных смол или резин для линий электропередач. Для обеспечения необходимой устойчивости поверхности изоляторов к эрозионным влияниям токов утечки в указанные полимерные материалы вводят минеральные наполнители в порошкообразном состоянии, в данном случае - гидроокись титана и каолин. Эти композиционные полимерные материалы не имеют достаточной прочности, чтобы изоляторы из них воспринимали значительные механические нагрузки как при эксплуатации (например, ветровые нагрузки), так и при монтаже их на опоры (вероятные контактные и гибочные нагрузки от провода, которые крепят на них), не исключено также возникновение подобных нагрузок и в аварийных ситуациях (например, падение на ток несущие провода деревьев). В связи с этим в тело изоляторов вводят (заформовывают) металлические вставки, увеличивающие их механическую прочность [Акц. заявка Японии № 9389, кл. 61 В 1, опубл. 19.05.66].
В этих изоляторах устойчивость к токам утечки обеспечивают минеральные наполнители, которые имеют сильное абразивное влияние. В результате происходит стирание токонесущего провода и арматуры, которая прикрепляет его к изолятору (проволочные связки, прижимы и т.д.), при смещениях последних по поверхности изолятора под влиянием циклических знакопеременных нагрузок (например ветровых).
Самым близким к полезной модели, которая заявляется, штыревой изолятор для наружных установок из фарфора. Изолятор выполнен монолитным в виде одной детали с головкой, в которой есть выемки для размещения токонесущего провода и арматуры для закрепления его на изоляторе, а также юбка, которая образует зону ребер. Поверхности выемок и головка имеют малый коэффициент трения к материалу провода и арматуры, например алюминия или его сплавов. Облицовка выемок может выполняться в виде самостоятельной детали. Облицовка предотвращают износ провода и арматуры, закрепляет его, при их проскальзывании по поверхности облицовки [заявка ФРГ № 2914082, Н01В 17/14, опубл. 16.10.80].
Указанный изолятор имеет четыре существенных недостатка.
Во-первых, высокую механическую прочность его материала, в связи с чем изолятор должен выполняться массивным, что увеличивает его материалоемкость.
Во-вторых, изолятор, изготовленный из фарфора, подвергается разрушению при резких перепадах температуры окружающей среды, особенно весной и осенью, в туман, дождь и гололед, когда суточная температура (день-ночь) значительно колеблется (от +15°С до -10°С), что приводит к образованию трещин внутри изолятора и преждевременного его выхода из строя.
В-третьих, фарфоровый изолятор может быть разрушен (привлекателен охотникам для стрельбы, так как при попадании дроби в изолятор происходит его полное разрушение, эффект взрыва и дальнейшее падение провода на траверсы опоры, что приводит к авариям с большим экономическим ущербом).
В основу полезной модели, которая заявляется, поставлена задача усовершенствования конструкции штыревого полимерного изолятора для повышения его надежности, срока службы, а также снижения материалоемкости и трудоемкости изготовления.
Поставленную задачу решают тем, что штыревой полимерный изолятор, включающий головку, в которой выполнена выемка для размещения токоведущего провода и арматуры для крепления его на изоляторе, а также юбку, которая образует зону ребер, согласно с полезной моделью, содержит две детали, головка и выемка выполнены в первой детали, где также есть цилиндрическая полость, которая заканчивается резьбой для крепления изолятора на опоре, причем вся поверхность первой детали покрыта трекингостойким полимером, вторая деталь, которая покрывает первую деталь и образует кольцевые ребра, соединена с первой методом горячей вулканизации.
Крепление изолятора на штыри опоры может быть выполнено через промежуточную деталь, причем как промежуточную деталь может быть использован колпачок, вкрученный в резьбу цилиндрической полости.
Первая деталь изготовлена из полимерного материала класса высокопрочных термопластов или эластомеров, при этом как высокопрочный термопласт может быть использован полиамид.
Вторая деталь изготовлена из материала класса трекингостойких полимеров и выполнена тонкостенной - от 1,5 мм до 4,5 мм.
Как трекингостойкие полимеры могут быть использованы силиконовые резины жидкие или твердые, или их композиции.
Изолятор, который заявлен, благодаря материалам, которые в нем используются, имеет материалоемкость, меньшую в 5 раз по сравнению с прототипом.
Изолятор не может быть разрушен, как изолятор-прототип.
Первая деталь изготовлена из абразивного материала, который является механически прочным, особенно по отношению к изгибающей и ударной нагрузки. Это позволяет выполнить первую деталь в отдельных местах тонкостенной.
Вторая деталь изготовлена из устойчивого к ультрафиолету и токам утечки материала. Она не воспринимает механических нагрузок со стороны провода и арматуры.
Соединение второй детали с первой деталью выполнено путем горячей вулканизации, что позволяет выполнить надежное соединение без зазора.
Так как материалы первой детали не стойки к ультрафиолету, срок их эксплуатации под воздействием солнца не более 15 лет, поэтому поверхность первой детали на всем протяжении покрыта трекингостойким полимером, например, из твердых или жидких силиконовых резин, или их композиций, что обеспечивает высокую стойкость к солнечной радиации - более 60 лет.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен штыревой полимерный изолятор в разрезе;
на фиг. 2 - общий вид штыревого полимерного изолятора с электрическим проводом.
Штыревой полимерный изолятор содержит две детали 1 и 2, головку 3, в которой выполнена выемка 4 для размещения ток несущего провода и арматуры для закрепления его в изолятор. Головка 3 выполнена в детали 1, в которой также выполнена цилиндрическая полость 5, которая заканчивается резьбой 6 для крепления изолятора на опоре.
Деталь 1 изготовлено из полимерного материала класса высокопрочных термопластов или эластомеров, например полиамида. Вся поверхность детали 1 покрыта трекингостойким полимером 7.
Деталь 2 изготовлена из материала класса трекингостойких полимеров и выполнена тонкостенной - от 1,5 мм до 4,5 мм, а в качестве трекингостойких полимеров используют силиконовые резины жидкие или твердые, или их композиции.
Деталь 2, покрывающая деталь 1, образует кольцевые ребра 8, которые образуют юбки 9, соединенные с деталью 1 методом горячей вулканизации.
Крепления изолятора на штыри опоры могут быть выполнены через промежуточную деталь (не показано), например колпачок, вкручен в резьбу 6 цилиндрической полости 5.
Изолятор функционирует следующим образом.
Токоведущий провод 10 (фиг. 2) соединен с металлической арматурой (например проволочной связкой), которая крепит его к головке 3 изолятора, поэтому разница электрических потенциалов между местами контакта провода 10 с деталью 1 в месте выемки 4 и контакта арматуры с деталью 3 в месте кольцеобразной выемки 5 отсутствует, и ток утечки по участку поверхности детали 1 и 2 между этими местами не протекает.
На участке поверхности детали 2 между местом ее контакта с арматурой в выемке 4 и ближним к нему местом контакта детали 1 с деталью 2 не протекает ток утечки. Дополнительно поверхность детали 1 защищена деталью 2 от разрушения солнечной радиацией.