ГИРЛЯНДА ПОДВЕСНОГО ТАРЕЛЬЧАТОГО ИЗОЛЯТОРА

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к подвесным изоляционным конструкциям высоковольтных подстанций и может быть использована для создания линейных подвесных изоляторов высоковольтных линий электропередачи переменного и постоянного тока всех классов напряжений.
Известен подвесной тарельчатый изолятор, состоящий из соединенных шарнирами в гирлянду изоляционных элементов, каждый из которых содержит тарелку из электроизоляционного трекингостойкого материала, металлическую шапку и стержень, скрепленных между собой с помощью специальной связки [1].
Недостатком известного устройства является сложность его конструкции и технологии изготовления, высокие масса и металлоемкость, низкие надежность и долговечность, разрушение хотя бы одной тарелки или
ее соединения с металлической шапкой или стержнем приводит к разрыву гирлянды и падению провода на землю.
Известен также комбинированный стержневой подвесной изолятор, содержащий стеклопластиковый стержень с металлическими оконцевателями и расположенными на стержне чередующимися между собой ребрами из фарфора или стекла и полимерными оребренными втулками [2], принятый в качестве прототипа.
К недостаткам известного технического решения относятся: наличие металлических оконцевателей и сложность их устройства, изготовления и монтажа; клиновое соединение оконцевателя и стеклопластикового стержня обусловливает высокие расклинивающие усилия, требующие утолщения и увеличения массы и металлоемкости оконцевателей и изолятора в целом, а с другой стороны, приводят к снятию и расщеплению концов однонаправленной структуры стеклопластикового стержня. Неизбежная коррозия и большое различие коэффициентов термического расширения стальных оконцевателей и стеклопластикового стержня в сочетании с возможными процессами смятия концов стержня и радиальной деформации расклиниваемой обоймы оконцевателей приводят к снижению прочности, надежности и долговечности подвесного стержневого изолятора. Большая длина несущего стеклопластикового стержня обусловливает большие амплитуды раскачки подвешенных проводов при ветровых порывах, а также значительные прогибы стеклопластикового стержня, приводящие к расслоению волокнистой структуры стержня и раскрытию стыков полимерных оребренных втулок и неполимерных ребер, а следовательно, к опасности их влагонасыщения и снижению механической и электрической прочности изолятора. Повышение жесткости стеклопластикового стержня за счет увеличения его диаметра приводит к увеличению массы и стоимости стержня и изолятора. Большая длина стеклопластикового стержня приводит к усложнению технологии и технологической оснастки для изготовления,
сборки, монтажа и транспортировки длинномерных стержневых изоляторов. Разумной альтернативой известному устройству является коротко -стержневые тарельчатые изоляторы, однако повышение количества шарнирных соединений в подвесной гирлянде существенно увеличивают ее металлоемкость, массу и стоимость.
Предлагаемая полезная модель направлена на конструктивно -технологическое усовершенствование известного подвесного стержневого устройства, на снижение трудоемкости, массы и стоимости гирлянды подвесного изолятора, на повышение его прочности, надежности и долговечности.
Указанные недостатки известной конструкции устраняются тем, что гирлянда подвесного тарельчатого изолятора состоит из подвесных трекингостойких тарельчатых элементов, содержащих шарнирно соединяемые стеклопластиковые стержни, каждый стеклопластиковый стержень выполнен из непрерывных кольцевых витков стеклонитей, пропитанных полимерным связующим, скрученных в круглое цилиндрическое моноблочное тело, заканчивающееся с обоих концов петлевыми образованиями, диаметральные плоскости симметрии которых повернуты относительно друг друга на угол 90°, на каждом стеклопластиковом стержне расположена, по крайней мере, одна тарелка из трекингостойкого материала, а соседние стержни тарельчатых элементов соединены в гирлянду шарнирно по типу цепи Галя, причем между каждой парой трекингостойких тарелок в гирлянде установлена коаксиально стеклопластиковому стержню влаго-пыле-солнцезащитная распорная втулка из трекингостойкого электроизоляционного эластичного полимера. Гирлянда собрана из регулярно чередующихся вдоль ее оси стеклянных и полимерных тарельчатых элементов, а шарнирное соединение стеклопластиковых стержней соседних тарельчатых элементов выполнено двуосным, содержащим промежуточную соединительную связь. Распорная
втулка может быть выполнена в виде однополостного гиперболоида, либо в виде гофрированной муфты - сильфона, а кольцевой зазор между распорной втулкой и шарнирно соединенными стеклопластиковыми стержнями заполнен эластичным изоляционным компаундом.
Технический результат, получаемый при осуществлении полезной модели гирлянды подвесного тарельчатого изолятора, состоит в следующем:
- Ануллируются сложные в изготовлении, монтаже и обслуживании металлические оконцеватели, снижается масса, трудоемкость и стоимость стержневого тарельчатого элемента;
- Существенно упрощается конструкция, повышается прочность и надежность шарнирных соединений стержневых тарельчатых элементов в подвесной гирлянде;
- Повышается жесткость и прочность стеклопластиковых стержней, их надежность и долговечность при эксплуатации;
- Существенно снижается амплитуда раскачки подвешенных проводов.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 показано устройство гирлянды многозвенного стержневого подвесного тарельчатого изолятора, а на фиг.2 и фиг.3 проиллюстрированы варианты соединения стеклопластиковых стержней, установки распорных втулок и конструкций трекингостойких тарелок.
На фиг.4 и фиг.3 показаны варианты промежуточной соединительной связи двух соседних стеклопластиковых стержней, на фиг.6 - гиперболоидная распорная втулка, а на фиг.7 - гофрированная распорная втулка.
Позиции на чертеже: 1 - трекингостойкая тарелка, 2 -стеклопластиковый стержень; 3 - шарнирное соединение, 4 - распорная втулка, 5 - промежуточная соединительная связь.
Гирлянда подвесного тарельчатого изолятора (фиг.1) состоит из набора шарнирно соединенных стержневых тарельчатых элементов, содержащих
трекингостойкую тарелку 1 из фарфора, или из стекла, или из полимерного материала. В ступице тарелки коаксиально расположен стеклопластиковый стержень 2, выполненный из стеклонитей, пропитанных полимерным электроизоляционным связующим. Стеклонити сформированы в продольно вытянутые кольца, скрученные в цилиндрический стержень, имеющий на концах петлевые образования, которые повернуты относительно друг друга на угол 90° (фиг.2). На одном стеклопластиковом стержне может быть расположено на некотором расстоянии друг от друга две, три и более трекингостойких тарелки. Стержневые тарельчатые элементы соединены в гирлянду шарнирно по типу цепи Галя с помощью цилиндрического пальца 3, выполненного, например, из стеклопластика (фиг.2, фиг.4 и фиг.5) или металла, облицованного электроизоляционным полимером типа фторопласта. Шарнирное соединение может быть выполнено двуосным, содержащим промежуточную соединительную деталь. Между каждой парой соседних тарелок гирлянды установлена коаксиально влаго-пыле-солнцезащитная распорная втулка 4 из трекингостойкого электроизоляционного эластичного полимера. При этом втулка имеет плотное соединение со ступицами распираемых соседних тарелок по типу схватывания ступицы (фиг.2), либо по типу схватывания втулки ступицей (фиг.3). Втулка 4 может иметь цилиндрическую, либо гиперболическую (фиг.6), либо гофрированную (фиг.7) конфигурацию.
Кольцевой зазор между распорной втулкой и стеклопластиковыми стержнями заполнен электроизоляционным эластичным полимерным компаундом, обеспечивающим надежную пыле - влагозащищенность и высокое электроизоляционное качество гирлянды подвесного тарельчатого изолятора.
Достоинством предлагаемой конструкции подвесного тарельчатого изолятора является то, что его несущие стеклопластиковые стержни в гирлянде работают на чистое растяжение, что обеспечивает наиболее
эффективную реализацию высокой механической прочности стеклянных волокон, т.е. наибольшую прочность гирлянды при наименьшей массе.
Подкрутка продолговатых кольцевых образований стеклянных нитей в несущих стержнях обеспечивает наиболее высокое содержание волокон в их сечениях, в среднем, до 80%, что при числе кручений нитей около 90... 100 на один метр обеспечивает самую высокую прочность стеклопластикового стержня на разрыв. При боковой ветровой нагрузке гирлянда выгибается в дугу, не деформируя, т.е. не изгибая стеклопластиковые стержни тарельчатых элементов, а следовательно, не снижая их несущей способности и надежности. При этом изгиб гирлянды носит не консольный характер, а подобный двухопорной схеме нагружения. Благодаря этому существенно уменьшаются амплитуды отклонения, т.е. раскачки подвешенных проводов, и, следовательно, опасность разрыва гирлянды и падения на землю проводов существенно снижается.
Источники информации:
1. Электрические изоляторы/Н.С.Костюков, Н.В.Минаков, В.А.Князев и др. Под ред. Н.С.Костюкова. - М.:Энергоатомиздат, 1984 -296 с.
2. А.с. 1683077, Н 01 В 17/20. Комбинированный стержневой подвесной изолятор.