ИЗОЛИРУЮЩАЯ ТРАВЕРСА

Полезная модель относится к электроэнергетике, в частности к изолирующим траверсам, предназначенным для крепления проводов к опорам воздушных линий электропередачи класса напряжения 110 кВ.
Известна изолирующая траверса для крепления проводов фаз одноцепных воздушных линий электропередачи высокого напряжения, содержащая три стержневых изолятора с металлическими оконцевателями цилиндрической формы, закрепленных на металлическом основании на вершине стойки опоры и расположенных в вертикальной плоскости, перпендикулярной оси воздушной линии, из которых средний стержневой изолятор закреплен вертикально, а два других - под углами к вертикали, (патент РФ на изобретение №2159969, H01B 17/02, от 27.11.2000).
В этой изолирующей траверсе не обеспечивается оптимальное соотношение изоляционных длин поддерживающего и опорного изоляторов, что значительно снижает ее защитные электрические характеристики с точки зрения пробоя изоляторов дугой; кроме того, изоляторы траверсы изготавливаются из традиционных материалов (фарфор, стекло), что не позволяет расширить ее функциональные возможности за счет применения прогрессивных, например, полимерных (композитных) материалов.
Существенным недостатком данного технического решения можно считать отсутствие дополнительной изолирующей консольной тяги, обеспечивающей необходимую механическую прочность (до 90 кН) траверсы для каждого фазного провода воздушной линии электропередачи.
Наиболее близким техническим решением по отношению к предложенному является изолирующая траверса воздушной линии электропередачи, выполненная, по меньшей мере, из одного поддерживающего изолятора, воспринимающего растягивающие нагрузки, и, по меньшей мере, одного опорного изолятора, воспринимающего сжимающие нагрузки, соединенных между собой в узле подвески провода и прикрепленных другими концами посредством узлов крепления к стойке опоры линии электропередачи [Патент РФ на полезную модель №103225, H01B 17/00, от 27.03.2011]. В известной конструкции изоляторы выполнены с несущими элементами из композиционных материалов на полимерной основе, что существенно улучшает их прочностные характеристики. Как и в предыдущей конструкции в данной электроизолирующей траверсе нет рекомендаций по оптимальному соотношению электротехнических и прочностных характеристик изоляторов.
Заявитель ставил перед собой задачу: разработать изолирующую траверсу на класс механической прочности до 90 кН и класс напряжения воздушной линии электропередачи 110 кВ, характеризующуюся оптимально высокими электрическими и прочностными характеристиками и надежностью работы в процессе длительной эксплуатации.
из.опор.
из.под.
Для решения поставленной задачи предлагается изолирующая траверса воздушной линии электропередачи, содержащая, по меньшей мере, один поддерживающий изолятор, и, по меньшей мере, один опорный изолятор, основу которых составляет стержень из композиционных материалов с законцовками, соединенные между собой на стороне узла подвески провода, при этом противоположные концы опорного и поддерживающего изоляторов прикреплены посредством узлов крепления к опоре воздушной линии электропередачи с образованием, по меньшей мере, одной треугольной несущей фермы, в которой поддерживающий и опорный изоляторы выполнены с соотношением изоляционных длин, равным: H/H=1,0÷1,1,
из.опор.
где: H - изоляционная длина опорного изолятора;
из.под.
H - изоляционная длина поддерживающего изолятора,
Указанное соотношение изоляционных длин поддерживающего и опорного изоляторов позволяет оптимизировать прочностные и изолирующие характеристики траверсы. Электроизоляционные характеристики опорного и изолирующего изоляторов в составе траверсы определяются их изоляционными длинами. При выполнении изоляторов в виде стержня из композиционного материала длина изолятора фактически характеризует его изоляционную длину. В реальных конструкциях траверс поддерживающий изолятор имеет большую длину, чем опорный изолятор. При этом с увеличением длины поддерживающего изолятора его изоляционная длина увеличивается, и соответственно улучшаются его электроизоляционные характеристики. В то же время с увеличением длины изолятора увеличивается его вес, примерно пропорционально длине изолятора, и соответственно необходимо, чтобы вес и механическая нагрузка соответствовали классу изоляторов по механической прочности, например, изолятор класса 90 кН должен выдерживать растягивающую/сжимающую нагрузку 90 кН (9 тонн). Таким образом для получения оптимальных прочностных и изоляционных характеристик траверсы необходимы рекомендации, соблюдение которых приведет к получению траверсы с характеристиками, близкими к оптимальным. Изоляционная длина опорного и поддерживающего изоляторов напрямую характеризует электроизоляционные характеристики траверсы, и в тоже время эта длина пропорциональна весу изолятора и таким образом косвенно характеризует механическую нагрузку изолятора. Авторы обнаружили, что оптимальную конструкцию траверсы можно получить при соблюдении соотношения:
из.опор.
из.под.
H/H=1,0÷1,1,
из.опор.
где: H - изоляционная длина опорного изолятора;
из.под.
H - изоляционная длина поддерживающего изолятора,
из.опор.
из.под.
из.опор.
из.под.
из.опор.
из
опор
из
под
Учитывая, что опорная траверса имеет больший диаметр (поперечный размер), чем поддерживающая траверса, и в силу этого она имеет более высокое напряжение для пробоя опорного изолятора при равной длине с поддерживающим изолятором, то при соотношении H/H меньше 1,0 мы можем получить пробой опорного изолятора, При соотношении H/H больше 1,1 поскольку возрастает вес опорного изолятора, примерно пропорционально H, то одновременно возрастает механическая нагрузка как на поддерживающий изолятор так и нагрузка на опорный изолятор. При предложенном соотношении Н/Н. получаем траверсу, в которой сжимающие напряжения в опорном изоляторе и растягивающие напряжения в поддерживающем изоляторе оптимальны для использования их в составе изолирующей траверсы, с образованием из поддерживающего и опорного изоляторов треугольной несущей конструкции.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен общий вид изолирующей траверсы, выполненной согласно настоящей полезной модели.
Предлагаемая изолирующая траверса воздушной линии электропередачи класса напряжения 110 кВ состоит из поддерживающего изолятора 1, воспринимающего растягивающие нагрузки и опорного изолятора 2, воспринимающего сжимающие нагрузки. Оба изолятора 1 и 2 представляют собой полимерные (композитные) изоляторы стержневого типа, причем поддерживающий изолятор 1 выполнен в форме тяги, а опорный изолятор 2 - в форме консоли (вся конструкция рассчитана на обеспечение класса механической прочности 90 кН).
Изоляторы 1 и 2 крепятся одними концами к стойке 3 опоры воздушной линии электропередачи посредством узлов крепления 4 и 5, а другими концами соединяются друг с другом и шарнирно фиксируются в узле подвески 6 провода линии (не показан), образуя изолирующую конструкцию (траверсу) треугольной формы.
из.опор.
Для обеспечения оптимальных электрических характеристик изолирующей траверсы соотношение изоляционных длин изоляторов 1 и 2 выбираются из соотношения: Hиз.опор./Hиз.под=1,0÷4,1, где Н - изоляционная длина опорного изолятора 2, Hиз.под. - изоляционная длина поддерживающего изолятора 1.
Заявляемая изолирующая траверса характеризуется высокими электрическими и механическими прочностными характеристиками, простотой технологического процесса изготовления и монтажа, а также надежностью и безаварийностью работы в процессе длительной эксплуатации.