МУЛЬТИЭЛЕКТРОДНЫЙ ИЗОЛЯТОР-РАЗРЯДНИК И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
MULTIELECTRODE INSULATOR-DISCHARGER AND METHOD OF ITS FABRICATION

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к элементам защиты электрооборудования и линий электропередачи, в частности к изоляторам, снабженным разрядниками.
Уровень техники
Из международной заявки WO 2009120114 известен изолятор для крепления, в качестве одиночного изолятора или в составе колонки или гирлянды изоляторов, высоковольтного провода в электроустановке или на линии электропередачи, содержащий изоляционное тело, арматуру в виде установленных на его концах первого и второго элементов арматуры, причем первый элемент арматуры выполнен с возможностью соединения, непосредственно или посредством крепежного устройства, с высоковольтным проводом или со вторым элементом арматуры предшествующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды, а второй элемент арматуры выполнен с возможностью соединения с электроустановкой или опорой линии электропередачи или с первым элементом арматуры последующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды.
Указанный изолятор характеризуется тем, что дополнительно содержит мультиэлектродную систему, состоящую из пяти или более электродов, механически связанных с изоляционным телом и расположенных между его концами с возможностью формирования под воздействием грозового перенапряжения электрического разряда между первым элементом арматуры и смежным (смежными) с ним электродом (электродами), между смежными электродами, а также между вторым элементом арматуры и смежным (смежными) с ним электродом (электродами).
Преимуществом представленного изолятора является то, что изолятор выполняет в дополнение к своей основной функции функцию грозозащиты, т.е. не требует использования совместно с ним грозового разрядника.
В то же время недостатком указанного изолятора-разрядника является то, что при изготовлении изоляционного тела с использованием полимеров величины разрядных зазоров мультиэлектродной системы имеют разброс, то есть изменяются от одного разрядного зазора к другому вследствие того, что размеры электродов имеют некоторый разброс, а их установка с обеспечением заданных зазоров между ними приобретает сложность ввиду комплексности задач по подготовке формы для литья изоляционного тела с использованием полимеров.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является обеспечение одинаковых величин разрядных зазоров между электродами разрядника.
Задача настоящего изобретения также решается с помощью изолятора-разрядника, который представляет собой изолятор для крепления, в качестве одиночного изолятора или в составе колонки или гирлянды изоляторов, преимущественно высоковольтного провода в электроустановке или на линии электропередачи, содержащий изоляционное тело, арматуру в виде установленных на его концах первого и второго элементов арматуры, причем первый элемент арматуры выполнен с возможностью соединения, непосредственно или посредством крепежного устройства, с высоковольтным проводом или со вторым элементом арматуры предшествующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды, а второй элемент арматуры выполнен с возможностью соединения с электроустановкой или опорой линии электропередачи или с первым элементом арматуры последующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды.
Указанный изолятор также содержит четыре или более электрода, выходящие в три или более разрядные камеры, размещенные в изоляционном теле, причем разрядные камеры представляют собой корпуса, открытые в пространство вокруг изоляционного тела и снабженные выступами, установленные внутри корпусов с возможностью ограничения величины разрядного зазора между электродами, причем крайние электроды электрически соединены с арматурой или выходят на поверхность изоляционного тела.
Корпуса разрядных камер преимущественно выполнены в виде стаканов. В предпочтительном варианте осуществления электроды, по меньшей мере частично, расположены в изоляционном теле.
Задача настоящего изобретения также решается с помощью линии электропередачи, содержащей опоры, одиночные изоляторы и/или изоляторы, собранные в колонки или гирлянды, и, по меньшей мере, один находящийся под предпочтительно высоким электрическим напряжением провод, связанный непосредственно или посредством крепежных устройств с элементами арматуры одиночных изоляторов и/или первых изоляторов колонок или гирлянд изоляторов, причем каждый одиночный изолятор или каждая колонка или гирлянда изоляторов закреплен (закреплена) на одной из опор посредством элемента своей арматуры, смежного с указанной опорой. По меньшей мере, один из изоляторов такой линии электропередачи представляет собой изолятор по любому из представленных выше вариантов.
Задача настоящего изобретения также решается с помощью способа изготовления представленного выше изолятора. При осуществлении способа используется форма для изготовления изоляционного тела, содержащая полость для заполнения полимером. Способ содержит следующие шаги: установка корпусов разрядных камер в форме для изготовления изоляционного тела, причем корпуса разрядных камер устанавливают таким образом, что открытые части корпусов разрядных камер выступают из формы для изготовления изоляционного тела, установка электродов в корпуса разрядных камер, регулирование положений корпусов разрядных камер таким образом, чтобы электроды упирались в выступы, предусмотренные в корпусах, установка арматуры, и заполнение полимером формы.
Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение одинаковых величин разрядных зазоров между электродами разрядника, что удается за счет установки внутри корпусов разрядных камер выступов, в которые могут упираться электроды (и это обеспечивается с помощью регулирования положений корпусов разрядных камер или электродов при изготовлении изолятора-разрядника) так, что между ними формируются разрядные зазоры заданной величины. При изготовлении изолятора-разрядника в соответствии с настоящим изобретением упрощается процесс изготовления изоляционного тела такого изолятора ввиду того, что задача по обеспечению необходимых размеров зазоров между электродами может быть решена на этапе изготовления изолятора и отсутствует необходимость подбора электродов необходимых размеров. Кроме того, могут быть снижены требования по точности изготовления электродов.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показана линия электропередачи, снабженная изоляторами-разрядниками в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.2 показана форма для изготовления изолятора-разрядника в соответствии с настоящим изобретением с установленными в ней разрядными камерами и электродами, показанными в разрезе.
На фиг.3 показан полимерный изолятор-разрядник в соответствии с настоящим изобретением.
Осуществление изобретения
Настоящее изобретение направлено на обеспечение более надежной защиты электроустановок и линий электропередач от последствий молниевых разрядов. Так, на линиях электропередач, содержащих, как показано на фиг.1, в своем составе опоры 1, применяются изоляторы-разрядники 3 (которые также могут называться изоляторами) сами по себе или в составе гирлянд 4, которые помимо закрепления проводов 2 выполняют задачу разряда молниевого перенапряжения с провода 2 на заземленную опору 1 и гашения дуги за счет использования множества разрядных зазоров (промежутков) между множеством электродов, что снижает напряжение каждой из разрядных дуг.
С целью минимизации отклонений величин разрядных зазоров между электродами, что влияет на надежность функционирования и срок службы изолятора-разрядника, для его изготовления предлагается использовать корпуса 12 разрядных камер, снабженные выступами 14, задающими необходимые разрядные зазоры между электродами (см. фиг.2). Указанные корпуса 12 разрядных камер устанавливаются с форму 11, используемую для изготовления изоляционного тела и содержащую полость для заполнения полимером и отверстие для установки арматуры 16 и далее в корпуса устанавливаются электроды 13. Разрядные камеры устанавливают таким образом, что открытые части корпусов разрядных камер выступали из полости формы для заполнения полимером, например, в отверстия, выполненные в стенках формы.
Как показано на фиг.2, внутри корпусов 12 предусмотрены выступы 14, которые предназначены для ограничения возможных положений, занимаемых электродами 13. Поскольку в преимущественном варианте осуществления корпуса разрядных камер выполнены в виде стаканов, то один или более выступов могут быть предусмотрены на дне стакана, представляющего собой корпус 12, для ограничения минимального значения зазора между электродами. Также могут быть предусмотрены выступы на боковых стенках, в которые электроды 13 могут упираться в направлении к выходу из корпуса 12 в пространство вокруг формы 11 (т.е. в пространство вокруг изоляционного тела после окончания изготовления изолятора-разрядника). Для того, чтобы электроды могли быть введены в разрядные камеры, в корпусах 12, преимущественно в донной или около донной боковой части, предусмотрены отверстия для этого.
Регулирование положения электродов в корпусах может происходить следующим образом. Корпуса предпочтительно могут перемещаться поступательно в направлении из/в форму. В том случае, если изолятор содержит небольшое количество разрядных камер, то они могут быть расположены по окружности изоляционного тела под большими углами друг к другу. В соответствии с этим при перемещении корпусов разрядных камер в форму линейное расстояние между ними будет уменьшаться, так как они будут перемещаться по направлению к центру формы (в котором расположено отверстие 16), а при перемещении из формы расстояние между корпусами будет увеличиваться. Это позволяет адаптировать положение корпусов таким образом, чтобы обеспечить размещение между корпусами электродов, имеющих отклонения в длине вследствие производственных причин, одновременно обеспечивая равенство расстояний между концами электродов в корпусах разрядных камер за счет выступов. Дополнительная регулировка может быть обеспечена за счет формы концов электродов и возможности их поворота (на фиг.2 показана сферическая форма концов электродов 13, которая не предоставляет такой возможности), и также за счет протяженности выступов (например, с изменяемой по углу геометрией) и отверстий для ввода электродов в корпусах и поворота корпусов.
В крайние корпуса разрядных камер вставляются электроды, которые предпочтительно выполнены в таком виде, чтобы после изготовления изоляционного тела выступать из него. Для этого в форме для изготовления изоляционного тела могут быть предусмотрены отверстия или углубления, в которые могут вводиться концы электродов, изогнутых, например, буквой Г, причем другие концы вводятся в разрядные камеры. В других вариантах может быть предусмотрено электрическое соединение этих электродов с элементами арматуры, в частности с верхним и/или нижним оконцевателем.
После установки в отверстие 16 арматуры, в частности, стержневого элемента из стекловолокна с установленными на нем арматурными элементами, а также других необходимых деталей форма заполняется полимером и после затвердевания полимера изолятор-разрядник может быть извлечен из формы. Перед заполнением формы полимерным материалом при необходимости может быть предусмотрена герметизация мест ввода электродов в корпуса разрядных камер.
В получившемся изоляторе-разряднике корпуса 27 имеют выходы в пространство вокруг изоляционного тела 24. Как показано на фиг.3, выводы 25 и 26 крайних разрядных камер из цепочки последовательно соединенных трех или более разрядных камер выходят на поверхность изоляционного тела, где они могут образовывать разрядный зазор с арматурой (в частности, с оконцевателями 22 и 23, установленными на стеклопластиковом стержне 21, проходящем через изоляционное тело 24) или элементами арматуры, расположенными на расстояниях от выводов, достаточных для разряда перенапряжения, или же образовывать разрядный зазор с такими же выводами соседнего изолятора-разрядника. В другом варианте эти выводы могут иметь электрическое соединение с арматурой. Электроды в предпочтительном варианте осуществления, по меньшей мере частично, расположены в изоляционном теле.