ШТЫРЕВОЙ ЛИНЕЙНЫЙ ИЗОЛЯТОР

Полезная модель относится к электроэнергетике, в частности к штыревым высоковольтным изоляторам, используемым в воздушных линиях электропередач и распределительных устройствах станций и подстанций.
В технике известен «Штыревой кремнийорганический изолятор с оконцевателем» по патенту РФ на изобретение №2332740, МПК Н01В 17/20, пр. 13.12.2006 г., ЗАО «Арматурно-изоляторный завод».
Изолятор содержит электроизоляционное тело из кремнийорганической резины с ребрами и местом для крепления провода и оконцеватель для крепления на штыре траверсы. Оконцеватель может быть выполнен в виде термоусаживаемой втулки.
Недостаток устройства в том, что осуществляется воздействие провода и вязки непосредственно на резину и отсюда - вытекающие последствия.
В качестве прототипа предложен «Штыревой полимерный изолятор» по изобретению №2301470, МПК Н0В 17/20, пр. 20.07.2005 г., ЗАО «Арматурно-изоляторный завод».
Штыревой изолятор содержит две концентрично расположенные электроизоляционные детали и головку; внутренняя деталь выполнена из высокопрочного диэлектрика в виде стеклопластиковой трубки с нанесенной внутри резьбой для крепления на штырь; наружная электроизоляционная деталь в виде круговых ребер из трекингостойкого диэлектрического материала, например из силиконовой резины. При этом она может быть как единой деталью, так и образовывается плотным соединением нескольких колец. Головка выполнена из электропроводного материала. На головке имеются канавки для крепления провода. Канавки расположены наверху и сбоку головки. Внутренняя изоляционная деталь снабжена резьбовым отверстием под штырь для крепления его к траверсе (опоре).
Основную нагрузку несет кремнийорганическая резина. Она покрыта металлическим оголовником. Воздействие провода и вязки на резину осуществляется посредством оголовника, а кремнийорганическая резина слабо выдерживает механические нагрузки, она может разрушаться при эксплуатации, что приведет к пробою изолятора.
Кроме того, применение в качестве тела изолятора стеклопластика приведет к неустойчивой механической и электрической прочности, т.к. стеклопластик нестабилен при изгибающих нагрузках, воздействующих на изолятор.
Технической задачей полезной модели является повышение механической и электрической прочности изолятора.
Поставленная задача решается таким образом, что в известном штыревом линейном изоляторе, содержащем две концентрично установленные и жестко соединенные между собой электроизоляционные детали, наружная из которых выполнена из кремнийорганической резины с ребрами, а также головку, согласно полезной модели, внутренняя электроизоляционная деталь и головка выполнены из фарфора, как одно целое.
Выполнение электроизоляционной детали в виде монолитной конструкции из фарфора, состоящей из головки и тела в виде единой детали, обеспечивает повышенную механическую и электрическую нагрузку.
Заявляемое устройство имеет отличия от прототипа и не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критерию новизна и технический уровень. Кроме того, предполагаемое устройство может быть изготовлено в промышленных масштабах и найдет применение в электротехнике на высоковольтных линиях электропередачи.
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежом общего вида устройства, где 1 и 2 - концентрично установленные и жестко соединенные между собой электроизоляционные детали и головка 3. При этом деталь 1 выполнена из кремнийорганической резины с ребрами. Внутренняя электроизоляционная деталь 2 и головка 3 выполнены из фарфора, как единое целое. Соединение деталей устройства может быть осуществлено известными в технике способами: с помощью клея-герметика или непосредственной заливкой и вулканизацией резины на фарфоре.
Фарфоровая электроизоляционная деталь несет всю механическую и электрическую нагрузку, а также служит для монтажа на штырь/крюк и крепления провода.
Использование резьбового отверстия для установки опорного штыря может осуществляться любым известным в технике способом.
Высокая гидрофобность кремнийорганической резины не позволяет смачиваться промышленным и природным загрязнениям на поверхности ребер, что предотвращает появление частичных разрядов и перекрытий изолятора.
На Южно-уральском арматурно-изоляторном заводе проведены испытания опытных образцов изоляторов, состоящих из двух разнородных изоляционных деталей - с внутренним фарфоровым изоляционным элементом и наружным из кремнийорганической резины.
Испытание пробивным напряжением в изоляционной среде показали, что при напряжении в 160 кВ изоляторы не пробились;
Основные характеристики:
- Минимальная механическая нагрузка при изгибе не менее 13 кН
- Номинальная длина пути утечки порядка 430 мм
- Пробивное напряжение в изоляционной среде не менее 160 кВ
- 50% разрядное напряжение частоты 50 Гц в загрязненном и увлажненном состоянии не менее 13 кВ
Таким образом, предлагаемая конструкция изолятора сочетает положительные свойства фарфора - высокую механическую и электрическую прочность, стойкость к природным воздействиям, надежность и обеспечивает превосходные характеристики в условиях загрязнения и увлажнения кремнийорганической резины - высокую гидрофобность ребристой оболочки.