RU2320042C1

RU2320042C1 - Polymeric insulator

Info

Publication number: RU2320042C1
Application number: RU2006144394/09A
Authority: RU
Inventors: Александр Юрьевич Андрюшкин (RU); Александр Юрьевич Андрюшкин
Priority date: 2006-12-12
Filing date: 2006-12-12
Publication date: 2008-03-20

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: proposed high-voltage polymeric insulator designed to carry heavy mechanical loads on high-voltage power transmission lines, contact systems of urban and rail transport has insulating stick lined with tracking-proof ribs installed on its external cylindrical surface and terminators installed on butt-ends of insulating stick; terminators are made of continuous flexible hardware impregnated with binder and made in the form of ring assembled of two arcs joined together by means of rectilinear sections; rectilinear sections of ring are locked in position within grooves provided on two or more parts joined together to form insulating stick; metal strap is installed within each terminator on ring arc.

EFFECT: enhanced reliability of polymeric insulator due to enhancing its load-bearing capacity.

3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к конструкциям высоковольтных изоляторов, применяемых в условиях высоких механических нагрузок в высоковольтных линиях электропередач, контактной сети городского транспорта, на железных дорогах.The invention relates to electrical engineering, in particular to the design of high-voltage insulators used in conditions of high mechanical stress in high-voltage power lines, contact network of urban transport, on railways.

Известен изолятор контактной сети, описанный в патенте РФ на изобретение №2115183, 7 МПК H01В 17/00, опубликованном 10.07.1998 г. Изобретение заключается в том, что в изоляторе, содержащем цилиндрический несущий стержень с коническими хвостовиками, а также оконцеватели и втулки, на которые дополнительно установлены муфты, внутренние поверхности муфт и втулок выполнены в виде усеченных конусов, которые соединены с коническими хвостовиками стержня и обращены большими основаниями к концам стержня. Втулки изготовлены разрезными и насажены на конические хвостовики. Муфты соединены с оконцевателями посредством внутренней цилиндрической резьбы с обжатием стержня через разрезные втулки.Known insulator contact network described in the patent of the Russian Federation for invention No. 2115183, 7 IPC H01B 17/00, published July 10, 1998. The invention lies in the fact that in the insulator containing a cylindrical supporting rod with tapered shanks, as well as terminators and bushings, on which the couplings are additionally installed, the inner surfaces of the couplings and bushings are made in the form of truncated cones that are connected to the conical shanks of the rod and face large ends to the ends of the rod. The bushings are made split and mounted on tapered shanks. The couplings are connected to the terminators via an internal cylindrical thread with compression of the rod through split sleeves.

Недостатком данного устройства является то, что соединение оконцевателя и стержня с коническими хвостовиками осуществлено посредством муфты через цилиндрическую резьбу с последующим обжатием полимерного стержня через разрезные втулки. Такое соединение имеет низкую надежность крепления оконцевателя к полимерному стержню изолятора, так как при значительных усилиях обжатия полимерного стержня разрезными втулками может произойти разрушение поверхности полимерного стержня, сопряженной с разрезной втулкой, что не позволяет изолятору воспринимать значительные осевые нагрузки.The disadvantage of this device is that the connection of the terminal and the rod with the tapered shanks is carried out by means of a coupling through a cylindrical thread, followed by compression of the polymer rod through split sleeves. Such a connection has low reliability of fastening the terminal to the insulator polymer rod, since with considerable efforts to compress the polymer rod with split sleeves, the surface of the polymer rod mated with the split sleeve can be destroyed, which prevents the insulator from absorbing significant axial loads.

Известен «Полимерный изолятор» по патенту РФ №2262760, 7МПК Н01В 17/02, принятый в качестве ближайшего аналога, содержащий механопрочный стержень из полимера, охваченный защитной оболочкой и армированный металлическими токонесущими оконцевателями, выполненными в форме стакана, при этом он снабжен слоем холодного отверждения, расположенного в промежутке между металлическими токонесущими оконцевателями и защитной оболочкой, каждый токонесущий металлический оконцеватель выполнен с конусной внутренней поверхностью со стороны открытого торца, сопряженной с внешней поверхностью защитной оболочки, выполненной из кремнийорганической резины, торцевая часть которой имеет форму конуса, дно металлического токонесущего оконцевателя герметично соединено, например, клеем с торцом стержня, а боковая конусная стенка защитной оболочки, слой клея холодного отверждения и внутренняя конусная боковая поверхность металлического токонесущего оконцевателя совместно спрессованы.The well-known "Polymer insulator" according to the patent of the Russian Federation No. 2262760, 7MPK НВВ 17/02, adopted as the closest analogue, containing a mechanically strong polymer rod covered by a protective sheath and reinforced with metal current-carrying terminators made in the form of a glass, while it is equipped with a cold curing layer located between the metal current-carrying terminators and the protective sheath, each current-carrying metal terminal is made with a conical inner surface from the side of the open end interfaced with the outer surface of the protective shell made of silicone rubber, the end part of which has the shape of a cone, the bottom of the metal current-carrying terminal is hermetically connected, for example, with glue to the end of the rod, and the side conical wall of the protective shell, a layer of cold-cured glue and the inner conical side surface metal current-carrying terminal jointly pressed.

Недостатком известного полимерного изолятора по патенту РФ №2262760, 7МПК Н01В 17/02 является низкая надежность крепления оконцевателя к полимерному стержню из-за прессового соединения металлического оконцевателя и полимерного стержня с прослойкой клея холодного отверждения между ними. Значительное усилие прессования может привести к разрушению поверхности полимерного стержня, сопряженной с оконцевателем, что резко снижает несущую способность изолятора и не позволяет изолятору воспринимать значительные осевые нагрузки.A disadvantage of the known polymer insulator according to the patent of the Russian Federation No. 2262760, 7MPK Н01В 17/02 is the low reliability of fastening the terminal to the polymer rod due to the press connection of the metal terminal and the polymer rod with a layer of cold-cured adhesive between them. Significant pressing force can lead to destruction of the surface of the polymer rod mated to the terminator, which sharply reduces the bearing capacity of the insulator and does not allow the insulator to absorb significant axial loads.

Перед заявляемым изобретением поставлена задача повышения надежности полимерного изолятора в результате увеличения его несущей способности, вызванного тем, что оба оконцевателя образованы одной деталью - кольцом, выполненным из композиционного материала с оптимально организованной структурой.The claimed invention has the task of increasing the reliability of the polymer insulator as a result of increasing its bearing capacity, caused by the fact that both ends are formed by one part - a ring made of composite material with an optimally organized structure.

Поставленная задача в заявляемом изобретении решается за счет того, что в полимерном изоляторе, содержащем изоляционный стержень, облицованный трекингозащитными ребрами, установленными на его внешней цилиндрической поверхности, на торцах изоляционного стержня установлены оконцеватели, оконцеватели выполнены из непрерывной гибкой арматуры, пропитанной связующим, в виде кольца, состоящего из двух дуг, соединенных прямолинейными участками, прямолинейные участки кольца зафиксированы в канавках, выполненных на соединенных между собой двух или более частях, образующих изоляционный стержень, на дуге кольца каждого оконцевателя изнутри установлена металлическая накладка.The problem in the claimed invention is solved due to the fact that in the polymer insulator containing the insulating rod, lined with tracking protection ribs installed on its outer cylindrical surface, the ends are installed on the ends of the insulation rod, the ends are made of continuous flexible reinforcement impregnated with a binder in the form of a ring consisting of two arcs connected by rectilinear sections, rectilinear sections of the ring are fixed in grooves made on interconnected d a vuh or more of the parts forming an insulating rod, a metal plate is installed on the arc of the ring of each terminator from the inside.

В полимерном изоляторе прямолинейные участки кольца могут быть зафиксированы в канавках, выполненных на склеенных между собой двух частях, охватываемых бандажной втулкой, образующих изоляционный стержень, плоскость стыка частей проходит через оси этих прямолинейных участков кольца.In the polymer insulator, the straight sections of the ring can be fixed in grooves made on two parts glued together, covered by a retaining sleeve, forming an insulating rod, the joint plane of the parts passes through the axes of these straight sections of the ring.

В полимерном изоляторе прямолинейные участки кольца могут быть зафиксированы в канавках, выполненных на склеенных между собой частях в виде внутреннего стержня и наружной трубы, образующих изоляционный стержень, кольцевой стык которых проходит через оси этих прямолинейных участков кольца.In the polymer insulator, the straight sections of the ring can be fixed in grooves made on the parts glued to each other in the form of an inner rod and an outer pipe forming an insulating rod, the annular joint of which passes through the axis of these straight sections of the ring.

Заявленное изобретение отличается от известного технического решения по патенту РФ №2262760 тем, что оконцеватели выполнены из непрерывной гибкой арматуры, пропитанной связующим, в виде кольца, состоящего из двух дуг, соединенных прямолинейными участками, прямолинейные участки кольца зафиксированы в канавках, выполненных на соединенных между собой двух или более частях, образующих изоляционный стержень, на дуге кольца каждого оконцевателя изнутри установлена металлическая накладка.The claimed invention differs from the known technical solution according to RF patent No. 2262760 in that the terminators are made of continuous flexible reinforcement impregnated with a binder in the form of a ring consisting of two arcs connected by straight sections, straight sections of the ring are fixed in grooves made on interconnected two or more parts forming an insulating rod, a metal plate is installed on the arc of the ring of each end piece from the inside.

Указанное отличие позволило получить технический результат, а именно повысило надежность полимерного изолятора в результате увеличения его несущей способности, вызванного тем, что оба оконцевателя образованы одной деталью - кольцом, выполненным из композиционного материала с оптимально организованной структурой.The indicated difference made it possible to obtain a technical result, namely, it increased the reliability of the polymer insulator as a result of an increase in its bearing capacity, caused by the fact that both terminators are formed by one part — a ring made of a composite material with an optimally organized structure.

На фиг.1 представлен полимерный изолятор, показан пример, когда прямолинейные участки кольца зафиксированы в канавках, выполненных на склеенных между собой двух частях, охватываемых бандажной втулкой, образующих изоляционный стержень, плоскость стыка частей проходит через оси этих прямолинейных участков кольца.Figure 1 shows a polymer insulator, an example is shown when the straight sections of the ring are fixed in grooves made on two parts glued together, covered by a retaining sleeve forming an insulating rod, the joint plane of the parts passes through the axes of these straight sections of the ring.

На фиг.2 показан разрез полимерного изолятора по А-А фиг.1.Figure 2 shows a section of a polymer insulator according to aa of figure 1.

На фиг.3 представлен полимерный изолятор, показан пример, когда прямолинейные участки кольца зафиксированы в канавках, выполненных на склеенных между собой частях в виде внутреннего стержня и наружной трубы, образующих изоляционный стержень, кольцевой стык которых проходит через оси этих прямолинейных участков кольца.Figure 3 presents a polymer insulator, an example is shown when the straight sections of the ring are fixed in grooves made on the parts glued to each other in the form of an inner rod and an outer pipe forming an insulating rod, the annular joint of which passes through the axis of these rectilinear sections of the ring.

На фиг.4 показан разрез полимерного изолятора по Б-Б фиг.3.In Fig.4 shows a section of a polymer insulator according to BB Fig.3.

На фиг.5 представлен вид на полимерный изолятор по стрелке В фиг.1.Figure 5 presents a view of the polymer insulator in the direction of arrow In figure 1.

На фиг.6 показано аксонометрическое изображение полимерного изолятора.Figure 6 shows a perspective view of a polymer insulator.

Полимерный изолятор (фиг.1) содержит изоляционный стержень 1 (фиг.1-6), облицованный трекингозащитными ребрами 2 (фиг.1-6), установленными на его внешней цилиндрической поверхности 3 (фиг.1-5), на торцах 4 (фиг.1, 3, 5, 6) изоляционного стержня 1 установлены оконцеватели 5 (фиг.1, 3, 5, 6), при этом оконцеватели 5 выполнены из непрерывной гибкой арматуры, пропитанной связующим, в виде кольца 6 (фиг.1-6), состоящего из двух дуг 7 (фиг.1, 3, 5, 6), соединенных прямолинейными участками 8 (фиг.1-4), прямолинейные участки 8 кольца 6 зафиксированы в канавках 9 (фиг.1-4), выполненных на соединенных между собой двух или более частях 10 (фиг.1-6), образующих изоляционный стержень 1, на дуге 7 кольца 6 каждого оконцевателя 5 изнутри установлена металлическая накладка 11 (фиг.1, 3, 5, 6).The polymer insulator (Fig. 1) contains an insulating rod 1 (Figs. 1-6), lined with tracking protection ribs 2 (Figs. 1-6), mounted on its outer cylindrical surface 3 (Figs. 1-5), at the ends 4 ( 1, 3, 5, 6) of the insulating rod 1, terminators 5 are installed (Figs. 1, 3, 5, 6), while the terminators 5 are made of continuous flexible reinforcement impregnated with a binder in the form of a ring 6 (Fig. 1- 6), consisting of two arcs 7 (Figs. 1, 3, 5, 6) connected by rectilinear sections 8 (Figs. 1-4), rectilinear sections 8 of the ring 6 are fixed in grooves 9 (Figs. 1-4) made on interconnected two or more parts 10 (Figs. 1-6) forming an insulating rod 1, a metal plate 11 is installed on the arc 7 of the ring 6 of each terminal 5 from the inside (Figs. 1, 3, 5, 6).

Прямолинейные участки 8 (фиг.1) кольца 6 могут быть зафиксированы в канавках 9, выполненных на склеенных между собой двух частях 10, охватываемых бандажной втулкой 12 (фиг.1, 2), образующих изоляционный стержень 1, плоскость 13 (фиг.2) стыка частей 10 проходит через оси 14 (фиг.1) этих прямолинейных участков 8 кольца 6.The straight sections 8 (Fig. 1) of the ring 6 can be fixed in grooves 9 made on two parts 10 glued together, covered by a retaining sleeve 12 (Figs. 1, 2), forming an insulating rod 1, plane 13 (Fig. 2) the junction of the parts 10 passes through the axis 14 (figure 1) of these straight sections 8 of the ring 6.

Прямолинейные участки 8 (фиг.3) кольца 6 могут быть зафиксированы в канавках 9, выполненных на склеенных между собой частях 10, в виде внутреннего стержня 15 (фиг.3, 4) и наружной трубы 16 (фиг.3, 4), образующих изоляционный стержень 1, кольцевой стык 17 (фиг.4) которых проходит через оси 14 этих прямолинейных участков 8 кольца 6.The straight sections 8 (Fig. 3) of the ring 6 can be fixed in grooves 9 made on the parts 10 glued together, in the form of an inner rod 15 (Fig. 3, 4) and an outer pipe 16 (Fig. 3, 4), forming insulating rod 1, the annular joint 17 (figure 4) which passes through the axis 14 of these straight sections 8 of the ring 6.

Полимерный изолятор при работе воспринимает значительные растягивающие усилия, направленные вдоль оси 18 (фиг.1, 3) изолятора, и изгибающие моменты. Полимерный изолятор содержит оконцеватели 5, выполненные из непрерывной гибкой арматуры, например стекловолокна или стекложгута, пропитанной связующим, например эпоксидным. Оконцеватели 5 представляют собой отформованное вытянутое кольцо 6, состоящее из двух дуг 7, соединенных прямолинейными участками 8. Арматура, используемая при изготовлении оконцевателей 5, должна быть правильно ориентирована относительно воспринимаемых изолятором нагрузок. Следовательно, нити, волокна или жгуты, образующие арматуру оконцевателей 5, должны быть расположены вдоль оси 18 изолятора. Большое значение имеет непрерывность арматуры, то есть арматура не должна иметь разрывов, это обеспечивает правильное равномерное распределение нагрузок в полимерном изоляторе. В полимерном изоляторе оба оконцевателя 5 образованы одной деталью - кольцом 6, выполненным из непрерывной арматуры, ориентированной вдоль оси 18 изолятора в направлении действия основных нагрузок, что позволяет значительно повысить его несущую способность, а следовательно, и надежность. Прямолинейные участки 8 кольца 6 зафиксированы в канавках 9, выполненных на соединенных между собой двух или более частях 10, образующих изоляционный стержень 1, что повышает жесткость всей конструкции изолятора и позволяет воспринимать значительные изгибающие моменты. Прямолинейные участки 8 кольца 6 могут быть зафиксированы в канавках 9, выполненных на склеенных между собой двух частях 10, охватываемых бандажной втулкой 12, выполненной, например, из стеклоткани, пропитанной эпоксидным связующим (фиг.1). Эти две части 10 и бандажная втулка 10 образуют изоляционный стержень 1, при этом плоскость 13 стыка частей 10 проходит через оси 14 прямолинейных участков 8 кольца 6. Прямолинейные участки 8 кольца 6 также могут быть зафиксированы в канавках 9, выполненных на склеенных между собой частях 10 в виде внутреннего стержня 15 и наружной трубы 16, образующих изоляционный стержень 1 (фиг.3). Кольцевой стык 17 у такого изоляционного стержня 1 проходит через оси 14 прямолинейных участков 8 кольца 6. Для уменьшения износа и исключения разрушения оконцевателей 5, выполненных из композиционного материала, вызванного трением между оконцевателями 5 и креплениями к проводам высоковольтной сети, на дуге 7 кольца 6 каждого оконцевателя 5 изнутри установлена металлическая накладка 11. Внешняя цилиндрическая поверхность 3 изоляционного стержня 1 облицована трекингозащитными ребрами 2, изготовленными из кремнийорганической (силаксановой) резины.The polymer insulator during operation perceives significant tensile forces directed along the axis 18 (Fig.1, 3) of the insulator, and bending moments. The polymer insulator contains terminators 5 made of continuous flexible reinforcement, for example fiberglass or fiberglass, impregnated with a binder, for example epoxy. The terminal 5 is a molded elongated ring 6, consisting of two arcs 7 connected by straight sections 8. The reinforcement used in the manufacture of the terminal 5 should be correctly oriented relative to the loads perceived by the insulator. Therefore, the threads, fibers or bundles forming the reinforcement of the terminators 5 should be located along the axis 18 of the insulator. The continuity of the reinforcement is of great importance, that is, the reinforcement should not have gaps, this ensures the correct uniform distribution of loads in the polymer insulator. In the polymer insulator, both terminal 5 are formed by one piece - a ring 6 made of continuous reinforcement oriented along the axis 18 of the insulator in the direction of the main loads, which can significantly increase its bearing capacity, and therefore reliability. Straight sections 8 of the ring 6 are fixed in grooves 9 made on interconnected two or more parts 10, forming an insulating rod 1, which increases the rigidity of the entire structure of the insulator and allows you to perceive significant bending moments. The straight sections 8 of the ring 6 can be fixed in grooves 9 made on two parts 10 glued together, covered by a retaining sleeve 12 made, for example, of fiberglass impregnated with an epoxy binder (Fig. 1). These two parts 10 and the retaining sleeve 10 form an insulating rod 1, while the plane 13 of the junction of the parts 10 passes through the axis 14 of the straight sections 8 of the ring 6. The straight sections 8 of the ring 6 can also be fixed in the grooves 9 made on the parts 10 glued together in the form of an inner rod 15 and an outer pipe 16, forming an insulating rod 1 (figure 3). The annular joint 17 at such an insulating rod 1 passes through the axis 14 of the straight sections 8 of the ring 6. To reduce wear and to prevent destruction of the terminal 5, made of composite material caused by friction between the terminal 5 and the fastenings to the wires of the high voltage network, on the arc 7 of the ring 6 of each of the terminal 5, a metal plate 11 is installed inside. The outer cylindrical surface 3 of the insulating rod 1 is lined with tracking protection ribs 2 made of silicone (silaxane) re ins.

Изобретение позволило получить технический результат, а именно повысить надежность полимерного изолятора в результате увеличения его несущей способности, вызванного тем, что оба оконцевателя образованы одной деталью - кольцом, выполненным из композиционного материала с оптимально организованной структурой.The invention made it possible to obtain a technical result, namely, to increase the reliability of the polymer insulator as a result of increasing its bearing capacity, caused by the fact that both terminators are formed by one part — a ring made of composite material with an optimally organized structure.

Claims

1. Полимерный изолятор, содержащий изоляционный стержень, облицованный трекингозащитными ребрами, установленными на его внешней цилиндрической поверхности, на торцах изоляционного стержня установлены оконцеватели, отличающийся тем, что оконцеватели выполнены из непрерывной гибкой арматуры, пропитанной связующим, в виде кольца, состоящего из двух дуг, соединенных прямолинейными участками, прямолинейные участки кольца зафиксированы в канавках, выполненных на соединенных между собой двух или более частях, образующих изоляционный стержень, на дуге кольца каждого оконцевателя изнутри установлена металлическая накладка.1. The polymer insulator containing the insulating rod, lined with tracking protection ribs mounted on its outer cylindrical surface, the ends are installed on the ends of the insulation rod, characterized in that the ends are made of continuous flexible reinforcement impregnated with a binder in the form of a ring consisting of two arcs, connected by straight sections, straight sections of the ring are fixed in grooves made on interconnected two or more parts forming an insulating rod Yes, a metal plate is installed on the arc of the ring of each end piece from the inside.

2. Полимерный изолятор по п.1, отличающийся тем, что прямолинейные участки кольца зафиксированы в канавках, выполненных на склеенных между собой двух частях, охватываемых бандажной втулкой, образующих изоляционный стержень, плоскость стыка частей проходит через оси этих прямолинейных участков кольца.2. The polymer insulator according to claim 1, characterized in that the straight sections of the ring are fixed in grooves made on two parts glued together, covered by a retaining sleeve, forming an insulating rod, the joint plane of the parts passes through the axis of these straight sections of the ring.

3. Полимерный изолятор по п.1, отличающийся тем, что прямолинейные участки кольца зафиксированы в канавках, выполненных на склеенных между собой частях в виде внутреннего стержня и наружной трубы, образующих изоляционный стержень, кольцевой стык которых проходит через оси этих прямолинейных участков кольца.3. The polymer insulator according to claim 1, characterized in that the straight sections of the ring are fixed in grooves made on the parts glued to each other in the form of an inner rod and an outer pipe forming an insulating rod, the annular joint of which passes through the axis of these straight sections of the ring.