ИЗОЛЯТОР ПОДВЕСНОЙ ПОЛИМЕРНЫЙ

Полезная модель относится к высоковольтным изоляторам и может быть использована для крепления проводов на линиях электропередачи.
Известен полимерный изолятор (a.c. CCCP 890447, Н01В 17/00, опубл. 15.12.1981 г.) [1], состоящий из нескольких стеклопластиковых стержней, закрепленных в металлических оконцевателях с двух сторон. Пространство между стержнями заполнено полимерным материалом и образует изоляционное тело изолятора, воспринимающее механические нагрузки. От атмосферных воздействий корпус изолятора защищен дополнительной оболочкой.
Основным недостатком указанного изолятора является недостаточная электрическая прочность в условиях загрязнения и увлажнения из-за большого диаметра корпуса изолятора и большая материалоемкость изолятора.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является электрический изолятор (патент Великобритании №2351186, класс Н01В 17/00, опубликован 20.12.2000) [2], состоящий из двух и более стеклопластиковых стержней, закрепленных в металлических оконцевателях с двух сторон. Стеклопластиковые стержни по высоте связаны множественными параллельными поперечными элементами из полимерного материала, которые имеют тарельчатую форму. Недостатком такого изолятора является невысокая электрическая прочность в условиях загрязнения и увлажнения. Электрическая прочность в условиях загрязнения определяется величиной тока утечки по поверхности изолятора. Наличие параллельных поперечных элементов приводит к увеличению токов утечки.
Целью настоящей полезной модели является повышение электрической прочности полимерных подвесных изоляторов.
Поставленная цель достигается тем, что изолятор подвесной полимерный, состоящий из изоляционного тела в виде ряда стеклопластиковых стержней,  не менее трех, закрепленных в металлических оконцевателях, при этом стеклопластиковые стержни установлены относительно друг друга с воздушным промежутком расстоянием не менее пяти диаметров стержня каждый по всей высоте изолятора. Для защиты от атмосферных воздействий стеклопластиковые стержни покрыты трекингостойкой защитной оболочкой.
Механическая прочность изолятора определяется количеством стеклопластиковых стержней. При этом диаметр стеклопластиковых стержней не должен превышать 2-5 мм в зависимости от загрязненности района, для которого предназначен изолятор. Для особо загрязненных районов возможно применение стержней с защитной оболочкой с развитой поверхностью.
Известно, что разрядная напряженность вдоль загрязненной изоляционной конструкции в значительной степени определяется токами утечки, протекающими вдоль изоляционной поверхности. Снижение этих токов при заданных условиях загрязнения может достигаться увеличением длины изоляционной поверхности - длины пути утечки L. Чтобы получить максимальную длину пути утечки при заданной строительной высоте Н применяют изоляторы с максимально развитой поверхностью - с отношением L/H равным 3,5 и более. Однако при таких значениях L/H начинаются процессы шунтирования соседних изоляционных ребер, что снижает относительную электрическую прочность изоляции в загрязненном состоянии.
Другим способом, приводящим к снижению токов утечки и, соответственно, к повышению разрядной напряженности вдоль поверхности является уменьшение диаметров изоляционных деталей, образующих изоляционную систему. Предварительные расчеты и эксперименты показали, что при токах утечки 10-15 мА разрядная напряженность вдоль изоляции достигает до 1 кВ/см. Экспериментальные исследования показали, что на переменном токе при таких токах изменяется и форма разрядного канала - он становится диффузным, не имеет стабильного ошнурованного канала, что также является фактором повышения электрической прочности.
На рисунке приведена конструкция предлагаемого изолятора. Изолятор состоит из стеклопластиковых стержней 1, расположенных по окружности и закрепленных в металлических оконцевателях 2, 3. Это отражено на разрезе изолятора общего вида и проекции разреза по А-А. Необходимый класс изолятора по механической прочности определяется количеством стеклопластиковых стержней. Например, как в данном случае, изолятор на 70 кН состоит из 8 стержней. Класс изолятора по номинальному напряжению достигается последовательным соединением унифицированных элементов.
Устройство работает следующим образом. Изолятор обеспечивает изоляцию проводов линии электропередачи от заземленных конструкций, благодаря
изоляционным свойствам стеклопластиковых стержней 1. Применение тонких стеклопластиковых стержней 1 обеспечивает пониженную загрязняемость изолятора. В условиях увлажнения слоя загрязнения ток утечки проходит по поверхности каждого стержня, и условия перекрытия изолятора определяются токами утечки по поверхности отдельного стержня. Высокая электрическая прочность достигается небольшими значениями токов утечки. Для обеспечения прохождения токов утечки только по поверхности отдельного стержня воздушный зазор между стержнями должен быть не менее пяти диаметров стержня, т.е. S>5d,
где S - воздушный зазор;
d - диаметр стержня.
При меньшем воздушном зазоре канал электрического разряда с одного стержня может переброситься на другой стержень, что приведет к увеличению токов утечки по поверхности второго стержня и снижению электрической прочности всего изолятора.
Возможность практической реализации эффекта повышения электрической прочности при токах утечки менее 20 мА показана экспериментально. Разработан образец изолятора на номинальное напряжение 110 кВ с механической прочностью 70 кН. Разработанный образец изолятора на 45% легче серийного изолятора с аналогичными характеристиками.
Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:
1. Авторское свидетельство СССР №890447, Н01В 17/00, опубл. 15.12.1981 г.
2. Патент Великобритании №2351186, класс Н01В 17/00, опубликован 20.12.2000 г.