ПАТЕНТ НА ПОЛЕЗНУЮ МОДЕЛЬ

ПРОХОДНОЙ ИЗОЛЯТОР С СИЛИКОНОВЫМ ИЗОЛИРУЮЩИМ СЛОЕМ

Реферат:

Полезная модель относится к электротехнике. В частности, к высоковольтным проходным изоляторам (вводам) воздушных линий электропередачи, кабельных линий, распределительных устройств на напряжение преимущественно 6-110 кВ.

Проходной изолятор высокого напряжения, содержит изолирующее тело с внешним оребрением, опорный металлический фланец, закрепленный на внешней поверхности тела, и центрирующие оголовки для установки в изолирующем теле токоведущей шины, имеет на внутренней поверхности изолирующего тела слой силиконовой резины.

Область техники

Полезная модель относится к электротехнике. В частности, к высоковольтным проходным изоляторам (вводам) воздушных линий электропередачи, кабельных линий, распределительных устройств на напряжение преимущественно 6-110 кВ.

Предшествующий уровень техники

Согласно ГОСТу 20454 «Изоляторы керамические проходные на напряжение свыше 1000 В» проходные изоляторы традиционно изготавливаются из керамических материалов и предназначены для ввода электрического тока в устройства или внутрь помещения. Проходные изоляторы соединяют внешние и внутренние стороны таких установок, выполняют фиксаторную опорную роль для токоведушей системы и одновременно ее изоляции от стен помещения или стенок устройства. Проходные изоляторы должны быть также механически прочными и герметичными, чтобы выдерживать нагрузки натяжения проводов при ветре и коротких замыканиях. В частности, в полезной модели 32921 приводится улучшенная конструкция традиционного керамического проходного изолятора. Основным недостатком таких конструкций является необходимость использования для проходных изоляторов фарфоровых покрышек большой толщины и с большим диаметром. Это необходимо для создания достаточной электрической прочности промежутка между фланцем, концентрически охватывающим изоляционное тело, и внутренним токопроводом. Электрическая прочность этого промежутка складывается из прочности на пробой фарфорового тела и воздушного слоя между фарфором и токопроводом. Электрическая прочность воздуха в сравнении с другими электроизоляционными материалами достаточно мала и составляет около 5 кВ/см. С увеличением толщины фарфорового тела его относительная электрическая прочность уменьшается в силу увеличения количества внутренних дефектов с увеличением толщины. Кроме этого, учитывая, что фарфор является материалом хрупким, нестойким к динамическим воздействиям, в месте соединения изоляционного тела с фланцем дополнительно увеличивают толщину изоляционного тела для придания прочности. Исходя из этого, при изготовлении проходных изоляторов на напряжения более 6 кВ используются фарфоровые покрышки большой толщины и больших радиусов.

В Полезной модели №48436 предусмотрены, в частности, новые материалы для изоляционного тела на основе стеклопластика. Это позволяет изготовить изолятор значительно более устойчивый к механическим воздействиям и разрушающим нагрузкам. Но стеклопластик имеет электрическую прочность, сопоставимую с электрофарфором, а иногда и меньшую. Поэтому при изготовлении изолятора по этой Полезной модели необходимо делать изоляционное тело большого диаметра с большим воздушным промежутком. Стоимость стеклопластика значительно превосходит стоимость электрофарфора. Масса используемого материала возрастает в квадрате от диаметра изоляционного тела. В итоге изолятор имеет существенный недостаток, заключающийся в слишком большой стоимости, в несколько раз превышающей стоимость фарфорового изолятора. Это не позволяет внедрить такие изоляторы в производство.

Цели

Цель разработки полезной модели состоит в создании проходного изолятора высокого напряжения с повышенными электрическими и механическими характеристиками, уменьшенной материалоемкостью, высокой термостойкостью, повышенной надежностью во всех климатических условиях.

Описание и пример реализации

Технический результат достигается тем, что проходной изолятор высокого напряжения, содержащий изолирующее тело с внешним оребрением, опорный металлический фланец, закрепленный на внешней поверхности тела, и центрирующие оголовки для установки в изолирующем теле токоведущей шины, размещенные на торцах последнего, имеет на внутренней поверхности изолирующего тела слой силиконовой резины. Силиконовая резина имеет более чем в 40 раз большую электрическую прочность, чем воздух. В результате применения такого слоя на внутренней стороне изолирующего тела можно уменьшить воздушный промежуток до нескольких миллиметров, оставив только необходимый для вентиляции и воздушной конвекции зазор между этим слоем и токопроводом. В результате уменьшения диаметра изолирующего тела уменьшается масса всего изолятора, в том числе дорогостоящих полимерных материалов, увеличивается электрическая прочность и надежность изолятора. Стоимость изоляторов на 10 кВ сопоставима со стоимостью фарфоровых изоляторов, а стоимость изоляторов 20 кВ и 35 кВ значительно меньше фарфоровых при повышенной надежности.

Так как кремнийорганическая резина имеет гарантированный срок эксплуатации - более 30 лет, то при использовании в качестве материала для стержня и опорной втулки некорродирующего алюминия следует ожидать гарантированного срока эксплуатации всего изолятора - более 30 лет. Кроме того, изолятор очень устойчив к термическим воздействиям, в том числе к резким перепадам температуры до 160 градусов, что в два раза больше, чем у известных фарфоровых изоляторов. Термическая стойкость изолятора ограничена только температурой стойкости стеклопластикового изолирующего тела, так как кремнийорганическая резина и металл имеют высокую температуру плавления. Это возможно в результате уникальных свойств кремнийорганической резины: высокое значение напряжения пробоя для внутренней изоляции, высокая трекингостойкость и гидрофобность для внешней изоляции. Способность кремнийорганической резины отталкивать загрязнения в сравнении с традиционными фарфором позволяет эксплуатировать изоляторы на открытых распределительных устройствах с большим количеством атмосферных загрязнений без перекрытия электрической дугой по поверхности изолятора.

Упругие свойства изолятора и отсутствие хрупких деталей позволяют транспортировать изоляторы без боя. Отсутствие фарфоровой детали исключает хрупкую поломку изолятора и возможность падения провода. Уменьшение веса изолятора дает экономию на транспортных расходах.

Изолятор был изготовлен на предприятии - заявителе и прошел все типы испытаний.

Процесс изготовления предлагаемого проходного изолятора сводится к следующим операциям:

1. Нанесение силиконового слоя на внутреннюю поверхность изоляционного тела методом литья в форму или приклеиванием силиконовой трубки.

2. Надевание и фиксация фланца на поверхности изолятора

3. Оребрение внешней поверхности, если изоляционное тело не имеет такого оребрения и оно по условиям эксплуатации необходимо.

4. Фиксация шины токопровода в центрирующих оголовках. В сравнении с технологией изготовления фарфоровых изоляторов время изготовления предлагаемого изолятора снижено, как минимум, в 3 раза.

Изолятор показал хорошие электрические и прочностные характеристики при меньшей стоимости, чем из традиционных материалов.

Краткое описание чертежа

Изобретение иллюстрируется чертежом, имеющим следующие обозначения:

1 - изолирующее тело выполненное, например, из стеклопластика;

2 - центрирующие токопровод оголовки;

3 - опорный металлический фланец;

4 - слой силиконовой (кремнийорганической) резины

5 - шины токопровода

6 - внешнее оребрение

Формула полезной модели

1. Высоковольтный проходной изолятор, содержащий изолирующее тело с внешним оребрением, опорный металлический фланец, закрепленный на внешней поверхности тела, и центрирующие оголовки для установки в изолирующем теле токоведущей шины, размещенные на торцах последнего, отличающийся тем, что на внутренней поверхности изолирующего тела имеется слой силиконовой резины отделенный от токоведущей шины изолирующим воздушным промежутком.

2. Высоковольтный проходной изолятор по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала изолирующего тела используется стеклопластик.

3. Высоковольтный проходной изолятор по п.1, отличающийся тем, что оребрение изолирующего тела выполнено из силиконовой резины.

Факсимильное изображение

Реферат:
Формула:
Рисунки: