RU2525227C1 - Bushing - Google Patents
Bushing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2525227C1 RU2525227C1 RU2013110580/07A RU2013110580A RU2525227C1 RU 2525227 C1 RU2525227 C1 RU 2525227C1 RU 2013110580/07 A RU2013110580/07 A RU 2013110580/07A RU 2013110580 A RU2013110580 A RU 2013110580A RU 2525227 C1 RU2525227 C1 RU 2525227C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dielectric layer
- insulator
- dielectric
- thickness
- bushing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Insulators (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим изоляторам, в частности к проходным изоляторам, предназначенным для ввода электрического тока и/или напряжения внутрь зданий или корпусов электрических устройств и, одновременно, для изоляции токоведущих частей от стенок этих зданий или электрических устройств.The invention relates to electrical engineering, in particular to electrical insulators, in particular to bushing insulators designed to introduce electric current and / or voltage into buildings or cases of electrical devices and, at the same time, to isolate live parts from the walls of these buildings or electrical devices.
Уровень техникиState of the art
Из патента RU 2369932 известен проходной изолятор, содержащий электрический проводник, окруженный слоем диэлектрика, выполненным в виде слоистого материала с пропиткой, и установленного (например, путем приклеивания) на этом слое диэлектрика крепежного узла, выполненного, например, в виде втулки (преимущественно, металлической), с помощью которого проходной изолятор механически крепится к несущей конструкции, через которую вводится электрический ток и/или напряжение, например, к стене или стенке. Благодаря тому, что слой диэлектрика выполнен в виде слоистого материала с пропиткой, удается достичь хороших изоляционных и теплопроводных свойств слоя диэлектрика, значительной механической прочности проходного изолятора в целом, что обеспечивает надежность решения задачи, стоящей перед изолятором.From the patent RU 2369932 there is known a bushing containing an electrical conductor surrounded by a dielectric layer made in the form of a laminated material with impregnation and installed (for example, by gluing) on this dielectric layer of a fastener made, for example, in the form of a sleeve (mainly metal ), with which the bushing is mechanically attached to the supporting structure through which electric current and / or voltage is introduced, for example, to a wall or wall. Due to the fact that the dielectric layer is made in the form of a layered material with impregnation, it is possible to achieve good insulating and heat-conducting properties of the dielectric layer, significant mechanical strength of the bushing as a whole, which ensures the reliability of solving the problem facing the insulator.
Недостатками указанного изолятора является высокая трудоемкость его изготовления ввиду того, что для изготовления слоя диэлектрика необходимо наматывать плоский изоляционный материал, например бумагу, пропитанный изолирующей и обеспечивающей монолитность слоя диэлектрика пропиткой, например смолой, причем, желательно, в вакуумной среде - для исключения воздушных включений в слое диэлектрика. После такого длительного и весьма прецизионного процесса требуется операция сушки полученного слоя диэлектрика и дальнейшей его токарной обработки для получения необходимых размеров, что приводит к необходимости закупки и размещения на производственном участке соответствующего дорогостоящего - уникального оборудования, а также вводу в производственный процесс действий рабочего персонала по перемещению и размещению изделия.The disadvantages of this insulator are the high complexity of its manufacture due to the fact that for the manufacture of the dielectric layer it is necessary to wind a flat insulating material, for example, paper impregnated with an insulating and insulating solid layer of the dielectric impregnation, for example, resin, and preferably in a vacuum environment to exclude air dielectric layer. After such a long and very precise process, the operation of drying the obtained dielectric layer and its further turning is required to obtain the required dimensions, which leads to the need to purchase and place the corresponding expensive and unique equipment at the production site, as well as to introduce the personnel to move the production process and product placement.
Вследствие различных коэффициентов теплового расширения материала проводника и слоя диэлектрика целостность границы раздела проводник/диэлектрик нарушается при колебаниях температуры окружающего воздуха или при повышении температуры проводника при больших токах, и герметичность соединения пропадает. Для устранения этого недостатка и сохранения герметичности соединения в RU 2369932 между слоем твердого диэлектрика и проводником применяются втулки с уплотняющим материалом, по сути, - прокладки.Due to different coefficients of thermal expansion of the conductor material and the dielectric layer, the integrity of the conductor / dielectric interface is violated by fluctuations in ambient temperature or when the temperature of the conductor rises at high currents, and the tightness of the connection disappears. To eliminate this drawback and maintain the tightness of the connection in RU 2369932 between the solid dielectric layer and the conductor, bushings with sealing material are used, in fact, gaskets.
Кроме того, после окончания изготовления проходного изолятора обычно требуется нанесение внешнего слоя, предназначенного для защиты от внешних воздействующих факторов естественного и техногенного характера, таких как грязь, дождь, туман и т.п. Обычно такой внешний слой выполняется с использованием устойчивых к погодным воздействиям материалов, например, с помощью кремнийорганической (силиконовой) резины. Размещение такого слоя может быть несложной операцией, однако ее осуществление также требует дополнительных усилий, что увеличивает трудоемкость процесса и повышает требования к имеющемуся оборудованию.In addition, after the completion of the manufacture of a bushing, the application of an external layer is usually required, which is intended to protect against external factors of a natural and technogenic nature, such as dirt, rain, fog, etc. Typically, such an outer layer is made using weather-resistant materials, for example, using organosilicon (silicone) rubber. Placing such a layer can be a simple operation, however, its implementation also requires additional efforts, which increases the complexity of the process and increases the requirements for existing equipment.
В случаях, когда прочности проводника достаточно для восприятия механических нагрузок к изолятору, совмещение функций диэлектрического слоя, защитной оболочки и уплотняющих элементов в одной детали, изготовленной из эластичного диэлектрического материала, стойкого к окружающей среде, например силиконовой резины, позволяет существенно упростить технологический процесс изготовления изолятора, снизить его трудоемкость и уменьшить количество необходимого оборудования, обеспечивая при этом высокую устойчивость проходного изолятора к погодным воздействиям и сохраняя хорошую теплопроводность слоя диэлектрика. Такой изолятор состоит из трех деталей: проводника, диэлектрического слоя и фланца для крепления к стенкам, а процесс изготовления изолятора, по сути, сводится к одной или двум операциям - заливки силиконовой резины в пресс-форму с предварительно заложенными в нее проводником и фланцем, или с последующим приклеиванием фланца к отлитому на проводнике диэлектрическому слою.In cases where the strength of the conductor is sufficient to absorb mechanical stresses on the insulator, the combination of the functions of the dielectric layer, the protective sheath, and the sealing elements in one part made of an elastic dielectric material that is resistant to the environment, such as silicone rubber, can significantly simplify the manufacturing process of the insulator , reduce its complexity and reduce the number of necessary equipment, while ensuring high stability of the bushing to weathering and maintaining good thermal conductivity of the dielectric layer. Such an insulator consists of three parts: a conductor, a dielectric layer and a flange for attaching to the walls, and the manufacturing process of the insulator, in fact, boils down to one or two operations - pouring silicone rubber into a mold with a conductor and a flange pre-embedded in it, or followed by gluing the flange to the dielectric layer cast on the conductor.
В то же время, в ходе термомеханических испытаний был выявлен существенный недостаток этой конструкции - недостаточная механическая прочность и герметичность проходного изолятора в условиях пониженной температуры окружающей среды даже без приложения механических нагрузок. Этот недостаток обусловлен тем, что при понижении температуры силиконовая резина, из которой выполнен слой диэлектрика, сжимается сильнее, чем металлическая втулка, которая приклеена к слою диэлектрика, из-за различия в десятки раз коэффициентов теплового расширения материалов, из которых изготовлены слой диэлектрика и втулка. Такое неодинаковое сжатие приводит к возникновению отрывающих усилий в клеевом слое между диэлектриком и втулкой и клеевое соединение разрушается. Вследствие разрушения клеевого слоя герметичность и механическая прочность изолятора нарушается, а проводник с расположенным на нем слоем диэлектрика может начать перемещаться относительно втулки, что потенциально может привести к электрическому соединению втулки и электрического проводника под напряжения, а это создает опасность для жизни и здоровья персонала, если втулка закреплена на металлической стенке или имеется другая возможность передачи электрического потенциала на втулке человеку.At the same time, during thermomechanical tests, a significant drawback of this design was revealed - insufficient mechanical strength and tightness of the bushing in conditions of low ambient temperature even without the application of mechanical loads. This drawback is due to the fact that when the temperature is lowered, the silicone rubber from which the dielectric layer is made compresses more than the metal sleeve that is glued to the dielectric layer, due to the tens of times different thermal expansion coefficients of the materials of which the dielectric layer and the sleeve are made . Such unequal compression leads to tearing forces in the adhesive layer between the dielectric and the sleeve, and the adhesive bond breaks. Due to the destruction of the adhesive layer, the tightness and mechanical strength of the insulator is violated, and the conductor with the dielectric layer located on it can begin to move relative to the sleeve, which can potentially lead to electrical connection of the sleeve and the electrical conductor under voltage, and this creates a danger to life and health of personnel if the sleeve is mounted on a metal wall or there is another possibility of transmitting the electric potential on the sleeve to a person.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей настоящего изобретения является обеспечение механической прочности и герметичности проходного изолятора при эксплуатации во всем диапазоне рабочих температур, в том числе и при предельно низкой температуре окружающей среды, сохраняя при этом пониженную трудоемкость изготовления такого изолятора, наблюдаемую в случае изготовления слоя диэлектрика из эластичного материала, например силиконовой (кремнийорганической) резины. Другими словами, задача изобретения состоит в обеспечении механической прочности и герметичности проходного изолятора, слой диэлектрика которого выполнен с использованием эластичного материала (силиконовой резины), во всем температурном диапазоне окружающей среды, в которой эксплуатируется указанный проходной изолятор (например, при эксплуатации на открытом воздухе диапазон температур окружающего воздуха составляет от минус 60°C до плюс 50°C). В частности, необходимо обеспечить механическую надежность установки крепежного узла проходного изолятора на слое диэлектрика для всех эксплуатационных температур. Кроме того, необходимо учитывать температуру, при которой изолятор изготавливался, так например, в случае приклеивания фланца к изолятору после нанесения диэлектрического слоя на проводник при температуре на производстве до плюс 30°C разница температуры изготовления и эксплуатации может составить 90°C, а в случае отливки диэлектрического слоя в пресс-форме с заложенными в нее проводником и фланцем при температуре до плюс 170°C разница температуры изготовления и эксплуатации может составлять 230°C. Для наружного диаметра диэлектрического слоя 100 мм, являющегося наиболее типичным для токов до 1 кА, в случае изготовления изолятора при комнатной температуре разница уменьшения диаметров силиконового диэлектрического слоя и внутреннего диаметра алюминиевого фланца при низшей эксплуатационной температуре составляет величину до 2,5 мм, а в случае закладки фланца в пресс-форму - до 6 мм.The objective of the present invention is to provide mechanical strength and tightness of the bushing during operation over the entire range of operating temperatures, including at extremely low ambient temperatures, while maintaining the reduced complexity of manufacturing such an insulator, observed in the case of manufacturing a dielectric layer from an elastic material, for example silicone (silicone) rubber. In other words, the object of the invention is to provide mechanical strength and tightness of the bushing, the dielectric layer of which is made using elastic material (silicone rubber), in the entire temperature range of the environment in which the bushing is operated (for example, in outdoor operation, the range ambient temperature ranges from minus 60 ° C to plus 50 ° C). In particular, it is necessary to ensure the mechanical reliability of the installation of the fixing unit of the bushing on the dielectric layer for all operating temperatures. In addition, it is necessary to take into account the temperature at which the insulator was manufactured, for example, in the case of gluing the flange to the insulator after applying a dielectric layer to the conductor at a production temperature of up to + 30 ° C, the difference in manufacturing and operating temperature can be 90 ° C, and in the case of dielectric layer castings in a mold with a conductor and a flange embedded in it at temperatures up to plus 170 ° C, the difference in the temperature of manufacture and operation can be 230 ° C. For an outer diameter of the dielectric layer of 100 mm, which is most typical for currents up to 1 kA, in the case of manufacturing an insulator at room temperature, the difference in reducing the diameters of the silicone dielectric layer and the inner diameter of the aluminum flange at a lower operating temperature is up to 2.5 mm, and in the case of flange tabs in the mold - up to 6 mm.
Дополнительной задачей изобретения является обеспечение возможности корректировки (выравнивания) распределения электрического поля протекающего по электрическому проводнику изолятора тока. Другой дополнительной задачей является повышение механической прочности проходного изолятора, слой диэлектрика которого выполнен с использованием силиконовой резины. Кроме того, представляется полезным обеспечить повышенную устойчивость проходного изолятора к влажным погодным условиям (в частности, дождям) и загрязнению поверхности.An additional objective of the invention is the provision of the possibility of adjustment (alignment) of the distribution of the electric field flowing through the electrical conductor of the current insulator. Another additional objective is to increase the mechanical strength of the bushing, the dielectric layer of which is made using silicone rubber. In addition, it seems useful to provide increased resistance of the bushing to wet weather conditions (in particular, rain) and surface contamination.
Задача изобретения решается с помощью проходного изолятора, содержащего электрический проводник, слой диэлектрика и крепежный узел, причем слой диэлектрика выполнен с использованием эластичного диэлектрического материала и расположен между электрическим проводником и крепежным узлом. Крепежный узел преимущественно содержит, по меньшей мере, один сжимающий слой диэлектрика элемент (например, металлический), причем толщина слоя диэлектрика между сжимающим элементом и электрическим проводником меньше толщины слоя диэлектрика в этом же месте без сжимающего элемента не менее чем на 1%. В некоторых вариантах толщина слоя диэлектрика между сжимающим элементом и электрическим проводником меньше толщины слоя диэлектрика в этом же месте без сжимающего элемента на величину 2-20%. Предпочтительно, чтобы толщина слоя диэлектрика между сжимающим элементом и электрическим проводником меньше толщины слоя диэлектрика в этом же месте без сжимающего элемента не менее чем на 4%. В указанных вариантах выполнения проходного изолятора будет обеспечено то, что толщина слоя диэлектрика между сжимающим элементом и электрическим проводником будет меньше толщины слоя диэлектрика в этом месте при наименьшей эксплуатационной температуре (температуре из диапазона эксплуатационных температур) без сжимающего элемента (в одном из вариантов - после удаления сжимающего элемента).The objective of the invention is solved by means of a bushing containing an electrical conductor, a dielectric layer and a fixing unit, the dielectric layer being made using elastic dielectric material and located between the electric conductor and the fixing unit. The fastening assembly advantageously comprises at least one dielectric compressing layer (for example, metal), the dielectric layer between the compressing element and the electrical conductor being less than 1% thicker than the dielectric layer in the same place without the compressing element. In some embodiments, the thickness of the dielectric layer between the compression element and the electrical conductor is less than the thickness of the dielectric layer in the same place without the compression element by 2-20%. It is preferable that the thickness of the dielectric layer between the compression element and the electrical conductor is less than the thickness of the dielectric layer in the same place without the compression element by at least 4%. In these embodiments of the bushing, it will be ensured that the thickness of the dielectric layer between the compression element and the electrical conductor is less than the thickness of the dielectric layer in this place at the lowest operating temperature (temperature from the operating temperature range) without the compression element (in one embodiment, after removal compression element).
Эластичный диэлектрический материал в одном из вариантов представляет собой кремнийорганическую (силиконовую) резину, которая может содержать в своем составе от 30% до 60% минерального наполнителя. Кроме того, эластичный диэлектрический материал также может представлять собой этиленпропиленовую резину или полиуретан (или быть выполнен в виде комбинации вышеуказанных материалов).An elastic dielectric material in one embodiment is an organosilicon (silicone) rubber, which may contain from 30% to 60% of a mineral filler. In addition, the elastic dielectric material may also be ethylene-propylene rubber or polyurethane (or be made in the form of a combination of the above materials).
В одном из вариантов крепежный узел выполнен в виде металлической втулки, причем сжимаемый элемент в таком случае представляет собой опрессовываемую часть втулки, выполненную с возможностью охвата, по меньшей мере, части слоя диэлектрика. Указанная втулка в описываемом варианте также содержит крепежную часть, выполненную с возможностью закрепления на поверхности объекта, в котором устанавливается изолятор.In one embodiment, the mounting unit is made in the form of a metal sleeve, and the compressible element in this case is a test part of the sleeve, made with the possibility of covering at least part of the dielectric layer. The specified sleeve in the described embodiment also contains a mounting part made with the possibility of fixing on the surface of the object in which the insulator is installed.
В другом варианте крепежный узел дополнительно содержит фланец, установленный на сжимаемом элементе и выполненный с возможностью прикрепления к объекту, в котором устанавливается изолятор.In another embodiment, the mounting unit further comprises a flange mounted on the compressible element and configured to attach to the object in which the insulator is installed.
В изоляторе, в частности в диэлектрическом элементе изолятора, может быть предусмотрен, по меньшей мере, один слой материала с проводимостью выше, чем проводимость эластичного диэлектрического материала, использованного для изготовления слоя диэлектрика, причем указанный слой проводящего материала расположен по меньшей мере частично вокруг электрического проводника и предпочтительно отделен от проводника и от фланца слоем диэлектрика. Указанный материал с проводимостью выше, чем проводимость эластичного диэлектрического материала, использованного для изготовления слоя диэлектрика, может представлять собой эластичный токопроводящий материал, например композитный материал на основе смеси порошка из проводящего материала и силиконовой резины.At least one layer of material with a conductivity higher than the conductivity of the elastic dielectric material used to make the dielectric layer can be provided in the insulator, in particular in the dielectric element of the insulator, said layer of conductive material being located at least partially around the electrical conductor and is preferably separated from the conductor and from the flange by a dielectric layer. The specified material with a conductivity higher than the conductivity of the elastic dielectric material used to make the dielectric layer may be an elastic conductive material, for example a composite material based on a mixture of a powder of conductive material and silicone rubber.
В одном из вариантов выполнения изолятора в нем могут быть предусмотрены два или более стержня, по меньшей мере, частично расположенных в слое диэлектрика около проводника и соединенных между собой с помощью, по меньшей мере, двух соединительных элементов, установленных, по меньшей мере, частично в слое диэлектрика. Соединительные элементы могут представлять собой втулки, которые могут быть установлены на электрическом проводнике. Стержни могут быть выполнены из диэлектрического или токопроводящего материала. Кроме того, слой диэлектрика на поверхности может содержать ребра.In one embodiment of the insulator, it can be provided with two or more rods, at least partially located in the dielectric layer near the conductor and interconnected by at least two connecting elements installed at least partially in dielectric layer. The connecting elements can be bushings that can be mounted on an electrical conductor. The rods can be made of dielectric or conductive material. In addition, the dielectric layer on the surface may contain ribs.
Благодаря изобретению удается достигнуть технический результат, заключающийся в обеспечении механической надежности установки крепежного узла проходного изолятора на слое диэлектрика для всех эксплуатационных температур. Вследствие этого во всем температурном диапазоне окружающей среды, в которой эксплуатируется указанный проходной изолятор, удается обеспечить механическую прочность и герметичность проходного изолятора, слой диэлектрика которого выполнен с использованием эластичного материала (силиконовой резины), в целом. Это означает, что механическая прочность и герметичность проходного изолятора при эксплуатации в условиях пониженной температуры окружающей среды обеспечена одновременно с сохранением пониженной трудоемкости (или даже ее снижением) изготовления такого изолятора, что характерно для изготовления слоя диэлектрика как единого элемента с защитной оболочкой из кремнийорганической (силиконовой) резины.Thanks to the invention, it is possible to achieve a technical result, which consists in ensuring the mechanical reliability of the installation of the fixing unit of the bushing on the dielectric layer for all operating temperatures. As a result, in the entire temperature range of the environment in which the specified bushing is operated, it is possible to provide mechanical strength and tightness of the bushing, the dielectric layer of which is made using elastic material (silicone rubber) as a whole. This means that the mechanical strength and tightness of the bushing during operation at low ambient temperatures is ensured while maintaining a reduced labor intensity (or even reducing it) of manufacturing such an insulator, which is typical for the manufacture of a dielectric layer as a single element with a protective shell made of silicone (silicone ) rubber.
Также обеспечены дополнительные технические результаты, заключающиеся в обеспечении возможности корректировки (выравнивания) распределения электрического поля протекающего по электрическому проводнику изолятора тока, что повышает электрическую прочность изолятора, дополнительном повышении механической прочности проходного изолятора, слой диэлектрика которого выполнен с использованием силиконовой резины (в частности, в повышении механической прочности самого слоя диэлектрика), и в обеспечении повышенной устойчивости проходного изолятора к влажным погодным условиям (в частности, дождям) и загрязнению поверхности.Additional technical results are also provided, which include the possibility of adjusting (leveling) the distribution of the electric field of the current insulator flowing through the electric conductor, which increases the electric strength of the insulator, further increasing the mechanical strength of the bushing, the dielectric layer of which is made using silicone rubber (in particular, increasing the mechanical strength of the dielectric layer itself), and in providing increased stability of the passage insulator to wet weather conditions (in particular, rains) and surface contamination.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг.1 показан первый вариант проходного изолятора в частичном разрезе, крепежный узел которого состоит из одной детали - фланца, который имеет обжимаемую на диэлектрическом слое часть и не обжимаемую часть для крепления к стенкам электроустановок.Figure 1 shows the first variant of the bushing in partial section, the mounting unit of which consists of one part - a flange, which has a part crimped on the dielectric layer and not crimped part for attachment to the walls of electrical installations.
На фиг.2 показан вид с торца первого варианта проходного изолятора.Figure 2 shows the end view of the first variant of the bushing.
На фиг.3 показан второй вариант проходного изолятора в частичном разрезе, имеющий крепежный элемент, состоящий из обжимаемой на диэлектрическом слое втулки и приклеенной к ней не обжимаемой части - фланце для крепления к стенкам электроустановок.Figure 3 shows a second embodiment of a bushing in partial section, having a fastener, consisting of a sleeve crimpable on the dielectric layer and a non-crimpable part glued to it - a flange for attaching to the walls of electrical installations.
На фиг.4 показан третий вариант проходного изолятора в частичном разрезе, имеющий крепежный элемент, состоящий из двух обжимаемых на диэлектрическом слое втулок и приклеенной к ним не обжимаемой части - фланце.Figure 4 shows a third embodiment of a bushing in partial section, having a fastener consisting of two bushings crimped on a dielectric layer and a non-crimped portion glued to them, a flange.
На фиг.5 показан вид с торца второго и третьего вариантов проходного изолятора.Figure 5 shows the end view of the second and third variants of the bushing.
На фиг.6 показан четвертый вариант проходного изолятора в частичном разрезе, имеющего проводящие слои, расположенные внутри диэлектрического слоя.Figure 6 shows a fourth embodiment of a bushing in partial cross section having conductive layers located inside the dielectric layer.
На фиг.7 показано сечение А-А четвертого варианта проходного изолятора, изображенного на фиг.6.In Fig.7 shows a section aa of the fourth variant of the bushing, shown in Fig.6.
На фиг.8 показан разрез пятого варианта проходного изолятора, в диэлектрическом слое которого расположены армирующие стержни, повышающие механическую прочность изолятора.On Fig shows a section of the fifth variant of the bushing, in the dielectric layer of which are reinforcing rods that increase the mechanical strength of the insulator.
На фиг.9 показано сечение А-А пятого варианта проходного изолятора, изображенного на фиг.8.In Fig.9 shows a section aa of the fifth variant of the bushing, shown in Fig.8.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
На фиг.1 представлен вид первого варианта осуществления проходного изолятора с частичным разрезом, а на фиг.2 показан вид этого изолятора с торца. Проходной изолятор в соответствии с первым вариантом осуществления содержит электрический проводник 1, слой 2 диэлектрика и крепежный узел, состоящий из элементов 3 и 4.Figure 1 presents a view of a first embodiment of a bushing with a partial section, and figure 2 shows the end view of this insulator. The bushing in accordance with the first embodiment comprises an
Электрический проводник обычно изготавливается из металла, обладающего достаточной электропроводностью и механической прочность, например из медных, алюминиевых или стальных сплавов. Электрический проводник преимущественно представляет собой продолговатый предмет, например, как показано на фиг.2, круглого сечения. В то же время электрический проводник может иметь и другие сечения, а также обладать или не обладать осью симметрии, проходящей вдоль проводника. На концах электрического проводника могут быть предусмотрены средства для присоединения электрических проводов (в данном патенте не рассматриваются), по которым передается электроэнергия.An electric conductor is usually made of metal having sufficient electrical conductivity and mechanical strength, for example, from copper, aluminum or steel alloys. The electrical conductor is preferably an elongated object, for example, as shown in figure 2, of circular cross section. At the same time, the electric conductor may have other sections, and also may or may not have a symmetry axis along the conductor. At the ends of the electrical conductor, means may be provided for connecting electrical wires (not considered in this patent) through which electricity is transmitted.
Слой 2 диэлектрика преимущественно выполнен с использованием силиконовой резины, которая может содержать в своем составе от 30% до 60% минерального наполнителя. Кроме того, эластичный диэлектрический материал также может представлять собой этиленпропиленовую резину или полиуретан (или быть выполнен в виде комбинации вышеуказанных материалов). Слой 2 диэлектрика расположен между электрическим проводником 1 и крепежным узлом. В показанном на фиг.1 и 2 варианте осуществления изобретения слой 2 диэлектрика прилегает к электрическому проводнику 1 и крепежному узлу, что обеспечивает наименьшую трудоемкость изготовления такого проходного изолятора, однако в некоторых случаях между электрическим проводником и слоем диэлектрика и/или крепежным узлом и слоем диэлектрика могут быть предусмотрены вспомогательные элементы, выполненные из других материалов. В описываемом варианте осуществления слой 2 диэлектрика получают путем размещения электрического проводника 1 в форме и заполнением этой формы силиконовой резиной в вязком состоянии с последующим отверждением (вулканизацией) этой резины (с приданием упругих свойств в необходимой степени). Показанный на фиг.1 и 2 слой 2 диэлектрика имеет осесимметричную (трубчатую) форму, хотя могут быть предусмотрены и другие сечения, в том числе без симметрии. Форма для изготовления может содержать кольцеобразные углубления, в результате чего изготавливаемый слой 2 диэлектрика может иметь выступы в виде ребер 5, как это показано на фиг.1. Указанные ребра предназначены для повышения длины утечки тока, что выполняет полезную роль во влажных или загрязненных условиях благодаря снижению вероятности электрического перекрытия по поверхности проходного изолятора.The
Крепежный узел на фиг.1 выполнен в виде втулки, предпочтительно металлической, и состоящей из опрессовываемой части 3 и крепежной части 4. Крепежная часть 4 втулки на фиг.1 и 2 представляет собой плоский фланец, установленный перпендикулярно оси изолятора и имеющий крепежные отверстия 6, в которых могут быть размещены болты, винты, заклепки или другие крепежные изделия. Однако, в зависимости от конфигурации объекта, в котором устанавливается проходной изолятор, а также от способа установки в нем, крепежная часть может иметь не плоскую поверхность и располагаться под углом к оси проходного изолятора.The mounting unit in figure 1 is made in the form of a sleeve, preferably metal, and consisting of a
Опрессовываемая часть 3 на фиг.1 представляет собой сжимающий элемент, предназначенный для сжатия слоя 2 диэлектрика, выполненного с использованием силиконовой резины. Поскольку силиконовая (кремнийорганическая) резина является упругим и сжимаемым материалом, то сжимающий элемент, входящий в состав крепежного узла и выполненный в этом варианте в виде опрессовываемой части 3 втулки, может сжимать слой 2 диэлектрика. В показанном на фиг.1 варианте крепежный узел установлен примерно посередине проходного изолятора, однако он может быть установлен и со смещением вдоль продольной оси изолятора к одному из концов. Длина показанной на фиг.1 опрессовываемой части 3 (сжимаемого элемента) вдоль проходного изолятора (например, вдоль его оси) может составлять незначительную часть, которой будет достаточно для надежного удержания крепежного узла на слое диэлектрика, например, от 20 до 150% от поперечного размера слоя диэлектрика и электрического проводника в том сечении, где устанавливается узел крепления. При определении длины сжимаемого элемента крепежного узла также может учитываться толщина объекта, в котором будет устанавливаться проходной изолятор, например стены, поскольку длину сжимаемого элемента с точки зрения безопасности и механической надежности имеет смысл делать не меньше толщины такого объекта для того, чтобы объект, через который проходит изолятор, имел контакт преимущественно с крепежным узлом, а не другими элементами проходного изолятора.The
С целью обеспечения механической надежности установки крепежного узла на слое диэлектрика для всех эксплуатационных температур необходимо, чтобы толщина слоя диэлектрика между сжимающим элементом и электрическим проводником (в сжатом виде) была меньше толщины слоя диэлектрика в этом месте при наименьшей температуре диапазона эксплуатационных температур без сжимающего элемента (в свободном состоянии). В результате этого, даже при наименьшей температуре сжимающий элемент будет надежно охватывать (сжимать) слой диэлектрика, что исключит возможность смещения слоя диэлектрика и/или электрического проводника относительно крепежного узла и/или объекта, в котором установлен изолятор.In order to ensure the mechanical reliability of mounting the mounting unit on the dielectric layer for all operating temperatures, it is necessary that the thickness of the dielectric layer between the compressing element and the electric conductor (in compressed form) be less than the thickness of the dielectric layer in this place at the lowest temperature range of the operating temperature without the compressing element ( in a free state). As a result of this, even at the lowest temperature, the compressing element will reliably cover (compress) the dielectric layer, which will exclude the possibility of the displacement of the dielectric layer and / or electric conductor relative to the mounting unit and / or object in which the insulator is installed.
В том случае, когда сжимающий элемент и электрический проводник непосредственно контактируют со слоем диэлектрика, толщина этого слоя между сжимающим элементом и электрическим проводником в сжатом виде может быть определена также по внутреннему размеру сжимающего элемента в эксплуатационном виде и внешнему размеру электрического проводника. Если между сжимающим элементом и слоем диэлектрика и/или электрическим проводником и слоем диэлектрика имеются какие-либо дополнительные элементы, толщина слоя диэлектрика может определяться с учетом размеров этих дополнительных элементов.In the case when the compressing element and the electrical conductor are in direct contact with the dielectric layer, the thickness of this layer between the compressing element and the electric conductor in a compressed form can also be determined by the internal size of the compressing element in the operational form and the external size of the electrical conductor. If there are any additional elements between the compressing element and the dielectric layer and / or the electrical conductor and the dielectric layer, the thickness of the dielectric layer can be determined taking into account the dimensions of these additional elements.
В показанном на фиг.1 и 2 варианте осуществления электрический проводник, слой диэлектрика и опрессовываемая часть 3 крепежного элемента имеют форму цилиндра, соответственно, для определения толщины слоя диэлектрика можно пользоваться таким размерами, как диаметры соответствующих элементов. Кроме того, толщину слоя диэлектрика в таком варианте возможно определить путем одного непосредственного измерения этой толщины. Однако если какой-либо из этих составных компонентов проходного изолятора (или все компоненты) имеет не круговое сечение, а, например, эллиптическое, квадратное, прямоугольное или даже не осесимметричное, то толщина слоя диэлектрика может определяться в каждой точке периметра слоя диэлектрика вокруг электрического проводника. Необходимое сжатие также может определяться в относительных величинах и/или быть неодинаковым для разных участков слоя диэлектрика.In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the electric conductor, the dielectric layer and the
Определение необходимой величины сжатия слоя диэлектрика с помощью сжимающего элемента может быть осуществлено следующим образом. Исходя из разницы температуры изготовления изолятора и наиболее низкой ожидаемой температуры внешней среды, в которой будет эксплуатироваться проходной изолятор, и с учетом коэффициентов теплового расширения (сжатия) силиконовой резины, из которой будет изготовлен слой диэлектрика, определяют максимальное ожидаемое сжатие слоя диэлектрика проектируемой толщины по отношению к условиям изготовления. Сжатие слоя диэлектрика может быть определено как в абсолютных величинах, так и в относительных (с последующим пересчетом в абсолютные величины для заданной толщины слоя диэлектрика). То есть величина ожидаемого температурного сжатия слоя диэлектрика может быть определена по следующей формуле:Determination of the required amount of compression of the dielectric layer using the compression element can be carried out as follows. Based on the difference in the temperature of manufacture of the insulator and the lowest expected temperature of the environment in which the bushing will be operated, and taking into account the coefficients of thermal expansion (compression) of the silicone rubber from which the dielectric layer will be made, determine the maximum expected compression of the dielectric layer of the designed thickness with respect to to manufacturing conditions. The compression of the dielectric layer can be determined both in absolute values and in relative values (with subsequent conversion to absolute values for a given thickness of the dielectric layer). That is, the value of the expected thermal compression of the dielectric layer can be determined by the following formula:
Δd=d·α·(T0-Tmin),Δd = d · α · (T 0 -T min ),
где Δd - величина сжатия слоя диэлектрика,where Δd is the compression ratio of the dielectric layer,
d - толщина слоя диэлектрика до опрессовки сжимаемого элемента при температуре, при которой происходит опрессовка,d is the thickness of the dielectric layer before crimping the compressible element at a temperature at which pressure testing takes place,
α - коэффициент линейного теплового расширения материала слоя диэлектрика,α is the coefficient of linear thermal expansion of the material of the dielectric layer,
Т0 - температура, при которой происходит опрессовка сжимаемого элемента и слоя диэлектрика,T 0 - the temperature at which pressure testing of the compressible element and the dielectric layer,
Tmin - минимальная эксплуатационная температура.T min - minimum operating temperature.
Кроме температурных деформаций при расчете величины необходимого сжатия слоя диэлектрика, обеспечивающего работоспособность изолятора при низких температурах, необходимо учитывать такое свойство эластичных материалов, как способность не полностью восстанавливать первоначальный размер после освобождения от сжатия при низких температурах. Это свойство характеризуется коэффициентом морозостойкости по эластическому восстановлению после сжатия - Км, вычисляемым экспериментально в соответствии с ГОСТ 13808-79 «Резина. Метод определения морозостойкости по эластическому восстановлению после сжатия» по формулеIn addition to temperature deformations, when calculating the required compression of the dielectric layer, which ensures the insulator operability at low temperatures, it is necessary to take into account such a property of elastic materials as the ability to not fully restore its original size after being released from compression at low temperatures. This property is characterized by a coefficient of frost resistance to elastic recovery after compression - K m , calculated experimentally in accordance with GOST 13808-79 “Rubber. Method for determination of frost resistance by elastic recovery after compression "according to the formula
KM=(dt-dсж)/(d-dсж),K M = (d t -d cg ) / (dd cg ),
где dсж - толщина слоя диэлектрика в сжатом сжимающим элементом состоянии,where d sg is the thickness of the dielectric layer in the state compressed by the compressing element,
dt - толщина слоя диэлектрика после снятия сжимающей нагрузки при наименьшей эксплуатационной температуре.d t is the thickness of the dielectric layer after removing the compressive load at the lowest operating temperature.
Коэффициент морозостойкости по эластическому восстановлению после сжатия - комплексная величина, учитывающая не только температурную деформацию материала, но и его эластические свойства - способность восстанавливаться после сжатия.The coefficient of frost resistance for elastic recovery after compression is a complex value that takes into account not only the temperature deformation of the material, but also its elastic properties - the ability to recover after compression.
Соответственно, для достижения технического результата необходимо, чтобы толщина сжатого слоя диэлектрика была меньше величиныAccordingly, to achieve a technical result, it is necessary that the thickness of the compressed dielectric layer be less than
dсж=(Kм·d-dt)/(Kм+1).d cr = (K m · dd t ) / (K m +1).
Определение необходимой величины сжатия слоя диэлектрика должно производиться с учетом температурного сжатия электрического проводника и крепежного элемента, однако в том случае, когда они выполнены металлическими, то их влиянием можно пренебречь ввиду значительной разницы коэффициентов теплового расширения (на порядок и более).Determination of the required compression value of the dielectric layer should be made taking into account the temperature compression of the electrical conductor and the fastener, however, when they are made of metal, their influence can be neglected due to the significant difference in the thermal expansion coefficients (by an order of magnitude or more).
Величина сжатия слоя диэлектрика с помощью сжимающего элемента должна быть увеличена по сравнению с полученным расчетным и экспериментальным путем значением для того, чтобы даже в том случае, когда температура окружающей среды, в которой эксплуатируется проходной изолятор, достигнет минимального значения, крепежный элемент надежно удерживался на слое диэлектрика и был способен воспринимать механические нагрузки. Это дополнительное сжатие может соответствовать обычному сжатию сжимаемого элемента, применяемому для обеспечения механической прочности изолятора при приложении механических нагрузок при нормальной температуре без учета температурного сжатия слоя диэлектрика. То есть получаемая величина сжатия может соответствовать сумме величин сжатия, применяемых для 1) обеспечения механической прочности изолятора при приложении механических нагрузок при нормальной температуре и 2) для компенсации температурного сжатия слоя диэлектрика и его неполного эластического восстановления при низкой температуре. В соответствии с этим, полученная величина сжатия слоя диэлектрика может быть увеличена на 10-100% или же толщина слоя диэлектрика в сжатом виде может быть дополнительно уменьшена на величину сжатия, применяемую для обеспечения удержания крепежного элемента на слое диэлектрика без учета температурного сжатия слоя диэлектрика и его неполного эластического восстановления при низкой температуре, которая может достигать 10-100% от величины сжатия для компенсации температурного сжатия слоя диэлектрика.The amount of compression of the dielectric layer by means of a compressing element should be increased in comparison with the value obtained by calculation and experimentally, so that even when the ambient temperature in which the bushing is operated reaches a minimum value, the fastening element is reliably held on the layer dielectric and was able to perceive mechanical stress. This additional compression may correspond to the usual compression of the compressible element used to ensure the mechanical strength of the insulator when mechanical loads are applied at normal temperature without taking into account the thermal compression of the dielectric layer. That is, the obtained compression value can correspond to the sum of the compression values used to 1) ensure the mechanical strength of the insulator when mechanical loads are applied at normal temperature, and 2) to compensate for the thermal compression of the dielectric layer and its incomplete elastic recovery at low temperature. Accordingly, the obtained compression value of the dielectric layer can be increased by 10-100%, or the thickness of the dielectric layer in compressed form can be further reduced by the compression value used to ensure that the fastener is retained on the dielectric layer without taking into account the thermal compression of the dielectric layer and its incomplete elastic recovery at low temperature, which can reach 10-100% of the compression value to compensate for the thermal compression of the dielectric layer.
Величины сжатия зависят от размеров и формы слоя диэлектрика, а также свойств резины, используемой для изготовления слоя диэлектрика, в связи с чем невозможно дать абсолютные или относительные величины сжатия или размеры сжатых элементов без конкретных характеристик проходного изолятора и условий эксплуатации. Рекомендации по их определению приведены выше. В одном из вариантов изготовления диэлектрического слоя из силиконовой резины, содержащей около 50% минерального наполнителя, обычно используемой для изготовления защитных оболочек высоковольтных изоляторов, и опрессовки сжимающего элемента изолятора при нормальной температуре, относительная величина линейного сжатия, обеспечивающая компенсацию температурных деформаций и эластических свойств при наименьшей эксплуатационной температуре минус 60°C, составляет около 3%. Для обеспечения механической прочности изолятора необходимо сжать слой диэлектрика еще на 1-3%. Таким образом, суммарное сжатие слоя диэлектрика из силиконовой резины может составить 4-6% и более. Необходимо учитывать, что сжатие слоя диэлектрика может осуществляться не по всей окружности вокруг электрического проводника и слоя диэлектрика, а лишь в некоторых местах.The compression values depend on the size and shape of the dielectric layer, as well as the properties of the rubber used to make the dielectric layer, and therefore it is impossible to give absolute or relative values of compression or dimensions of the compressed elements without specific characteristics of the bushing and operating conditions. Recommendations for their definition are given above. In one embodiment of the manufacture of a dielectric layer of silicone rubber containing about 50% of the mineral filler, usually used for the manufacture of protective shells for high-voltage insulators, and crimping the compressive element of the insulator at normal temperature, the relative value of the linear compression, which compensates for temperature deformations and elastic properties at the lowest operating temperature minus 60 ° C, is about 3%. To ensure the mechanical strength of the insulator, it is necessary to compress the dielectric layer by another 1-3%. Thus, the total compression of the dielectric layer of silicone rubber can be 4-6% or more. It should be borne in mind that the compression of the dielectric layer can be carried out not around the entire circumference around the electric conductor and the dielectric layer, but only in some places.
Следует принимать во внимание, что сжатие слоя диэлектрика предпочтительно осуществляется с использованием противоположных относительно электрического проводника участков слоя диэлектрика. Соответственно, суммарное сжатие, обеспечиваемое крепежным узлом, в частности сжимающим элементом, должно быть определено с учетом того, что слой диэлектрика сжимается как с одной стороны от электрического проводника, так и с другой стороны от электрического проводника, т.е. полученная в соответствии с приведенными ранее рекомендациями величина сжатия слоя диэлектрика с одной стороны от электрического проводника предпочтительно должна быть удвоена для определения величины, на которую сжимает сжимающий элемент.It should be appreciated that the compression of the dielectric layer is preferably carried out using portions of the dielectric layer opposite to the electrical conductor. Accordingly, the total compression provided by the mounting unit, in particular the compressing element, must be determined taking into account that the dielectric layer is compressed both on one side of the electrical conductor and on the other side of the electrical conductor, i.e. obtained in accordance with the above recommendations, the compression ratio of the dielectric layer on one side of the electrical conductor should preferably be doubled to determine the amount by which the compressing element compresses.
Если же в ходе расчетов определяется толщина слоя диэлектрика, которую необходимо обеспечить, то поперечный внутренний размер сжимающего элемента крепежного узла может быть определен как удвоенная полученная толщина слоя диэлектрика с одной стороны от электрического проводника плюс поперечный размер электрического проводника. В том случае, если толщины слоев с разных сторон от электрического проводника не совпадают, то может использоваться их сумма, а не удвоенное значение одной из них. Кроме того, при определении поперечного внутреннего размера сжимающего элемента крепежного узла может учитываться тепловое сжатие электрического проводника, происходящее при понижении температуры эксплуатации; в то же время оно может отбрасываться ввиду малости по сравнению с изменением толщины слоя диэлектрика.If, in the course of calculations, the thickness of the dielectric layer is determined, which must be ensured, then the transverse internal size of the compressing element of the fastening unit can be defined as the doubled obtained thickness of the dielectric layer on one side of the electrical conductor plus the transverse size of the electrical conductor. In the event that the thicknesses of the layers on different sides of the electrical conductor do not coincide, then their sum can be used, rather than double the value of one of them. In addition, when determining the transverse internal size of the compressing element of the mounting unit, the thermal compression of the electrical conductor that occurs when the operating temperature is lowered can be taken into account; at the same time, it can be discarded due to smallness compared with a change in the thickness of the dielectric layer.
При определении толщины слоя диэлектрика при минимальной температуре эксплуатации экспериментальным способом в случае использования в качестве экспериментального образца проходного изолятора без крепежного узла возможно определить максимальный поперечный внутренний размер (например, диаметр для круглой формы) сжимающего элемента путем непосредственного измерения диаметра диэлектрического слоя при минимальной температуре эксплуатации с последующей корректировкой его величины для учета неполного эластичного восстановления слоя диэлектрика и для обеспечения механической прочности. Уменьшение поперечного внутреннего размера сжимающего элемента по сравнению с максимальным поперечным внутренним размером для обеспечения механической прочности изолятора при крайней низкой температуре эксплуатации может быть определено исходя из экспериментальных данных в процентном отношении к замеренному поперечному размеру слоя диэлектрика. Если сжимающий элемент крепежного узла не прилегает непосредственно к слою диэлектрика, а, например, отделен каким-либо дополнительным элементом (например, прокладкой), толщина и сжимаемость этого дополнительного элемента должны учитываться при определении поперечного внутреннего размера сжимающего элемента.When determining the thickness of a dielectric layer at a minimum operating temperature by an experimental method, if a bushing without a fastener is used as an experimental sample, it is possible to determine the maximum transverse internal size (for example, the diameter for a round shape) of a compressing element by directly measuring the diameter of the dielectric layer at a minimum operating temperature with subsequent adjustment of its value to account for incomplete elastic recovery of the layer dielectric and to provide mechanical strength. The reduction of the transverse internal size of the compressing element compared to the maximum transverse internal size to ensure the mechanical strength of the insulator at an extremely low operating temperature can be determined based on experimental data as a percentage of the measured transverse size of the dielectric layer. If the compressing element of the mounting unit does not lie directly on the dielectric layer, but, for example, is separated by some additional element (for example, a gasket), the thickness and compressibility of this additional element should be taken into account when determining the transverse internal size of the compressing element.
Расчеты и эксперименты показывают, что для достижения необходимой степени сжатия, обеспечивающей эксплуатацию проходного изолятора в заданном диапазоне температур в соответствии с вышеприведенным описанием, относительное линейное сжатие слоя диэлектрика, то есть отношение разности толщины слоя диэлектрика между сжимающим элементом и электрическим проводником и толщины слоя диэлектрика в этом же месте без сжимающего элемента к одной из этих толщин, должно быть не менее чем 1%. Указанное относительное линейное сжатие слоя диэлектрика может быть определено, например, как относительная разность толщин слоя диэлектрика, измеренных до установки сжимающего элемента (или до его сжатия) и после установки сжимающего элемента и сжатия с его помощью слоя диэлектрика.Calculations and experiments show that in order to achieve the necessary compression ratio that ensures the operation of a bushing in a given temperature range in accordance with the above description, the relative linear compression of the dielectric layer, i.e. the ratio of the difference in the thickness of the dielectric layer between the compressing element and the electrical conductor and the thickness of the dielectric layer in at the same place without a compressing element to one of these thicknesses should be at least 1%. The indicated relative linear compression of the dielectric layer can be defined, for example, as the relative difference in the thicknesses of the dielectric layer, measured before installing the compressing element (or before compression) and after installing the compressing element and compressing the dielectric layer with it.
В том случае, когда необходимо определить величину относительного линейного сжатия слоя диэлектрика уже изготовленного проходного изолятора, это может быть сделано путем определения толщины сжатого слоя диэлектрика (непосредственно, если это возможно, или с использованием, например, данных о внешних размерах сжимающего элемента, а также данных о разнице между внешними и внутренними размерами сжимающего элемента), снятия сжимающего элемента и определения толщины слоя диэлектрика в свободном состоянии. При использовании последней величины необходимо учитывать способность материала диэлектрика восстанавливать свои начальные размеры после сжатия, а также имеющиеся данные о той температуре, при которой эксплуатировался проходной изолятор. Кроме того, при определении величины относительного линейного сжатия необходимо учитывать температуры, при которых происходили определения указанных толщин слоя диэлектрика. В настоящей заявке по умолчанию считается, что определение толщин осуществляется при нормальной температуре, например при температуре в жилых производственных помещениях, рассчитанных на присутствие людей. В качестве такой температуры может приниматься температура из диапазона от +15 до +25°C.In the case when it is necessary to determine the relative linear compression of the dielectric layer of an already manufactured bushing, this can be done by determining the thickness of the compressed dielectric layer (directly, if possible, or using, for example, data on the external dimensions of the compressing element, as well as data on the difference between the external and internal dimensions of the compressing element), removing the compressing element and determining the thickness of the dielectric layer in the free state. When using the latter value, it is necessary to take into account the ability of the dielectric material to restore its initial dimensions after compression, as well as the available data on the temperature at which the bushing was operated. In addition, when determining the relative linear compression, it is necessary to take into account the temperatures at which the indicated thicknesses of the dielectric layer were determined. In this application, by default it is considered that the determination of thicknesses is carried out at normal temperature, for example, at a temperature in residential production facilities, designed for the presence of people. As such a temperature, a temperature in the range of +15 to + 25 ° C can be taken.
В том случае, если определение толщины слоя диэлектрика в свободном состоянии осуществляется, например, при наименьшей эксплуатационной температуре, то относительное линейной сжатие может иметь и величину менее 1%, поскольку при этой температуре для обеспечения технического результата настоящего изобретения достаточно, чтобы толщина слоя диэлектрика между сжимающим элементом и электрическим проводником была меньше толщины слоя диэлектрика в этом месте без сжимающего элемента (или после удаления сжимающего элемента), поскольку именно при таком условии сжимающий элемент обеспечивает сжатие слоя диэлектрика во всем диапазоне эксплуатационных температур. Однако наименьшая эксплуатационная температура является величиной неопределенной ввиду того, что один и тот же изолятор может использоваться в разных условиях и при разных температурах, согласно чему меняется и диапазон эксплуатационных температур.In the case where the determination of the thickness of the dielectric layer in the free state is carried out, for example, at the lowest operating temperature, the relative linear compression may also be less than 1%, since at this temperature it is sufficient to ensure that the thickness of the dielectric layer between the compressing element and the electric conductor was less than the thickness of the dielectric layer in this place without the compressing element (or after removing the compressing element), since Under this condition, the compressing element compresses the dielectric layer over the entire range of operating temperatures. However, the lowest operating temperature is uncertain due to the fact that the same insulator can be used in different conditions and at different temperatures, which also changes the range of operating temperatures.
При измерении толщин при нормальной температуре толщина слоя диэлектрика между сжимающим элементом и электрическим проводником преимущественно меньше толщины слоя диэлектрика в этом же месте без сжимающего элемента на величину 2-20%. Кроме того, в некоторых вариантах выполнения предпочтительно, чтобы относительное линейное сжатие слоя диэлектрика составляло не менее 4-6%.When measuring thicknesses at normal temperature, the thickness of the dielectric layer between the compressing element and the electrical conductor is predominantly less than the thickness of the dielectric layer in the same place without the compressing element by 2-20%. In addition, in some embodiments, it is preferable that the relative linear compression of the dielectric layer is at least 4-6%.
Сжимающий элемент может быть выполнен в различной форме. Как уже описывалось по отношению к фиг.1, он может быть выполнен в виде опрессовываемой части 3 втулки - в этом случае втулка должна быть выполнена из материала, который поддается обработке давлением, например, из металла. В то же время втулка может состоять из двух или более частей (например, в виде секторов), соединяемых между собой резьбовым или другим соединением с обеспечением сжатия слоя диэлектрика, например, когда соединяемые части втулки охватывают, по меньшей мере, часть слоя диэлектрика вокруг оси проходного изолятора предпочтительно вместе с расположенным под слоем диэлектрика электрическим проводником. В этом случае втулка необязательно выполнена из материала, поддающегося обработке давлением.The compression element may be made in various forms. As already described in relation to figure 1, it can be made in the form of a
Кроме того, сжимающий элемент может быть выполнен в виде стяжки, в таком случае втулка с крепежной частью (фланцем) может крепиться поверх сжимающего элемента. Такая установка втулки возможна и в тех случаях, когда сжимающий элемент, на который крепится втулка, выполнен в виде опрессовываемой детали или соединяемой из нескольких частей с охватом, по меньшей мере, части слоя диэлектрика вокруг оси проходного изолятора предпочтительно вместе с расположенным под слоем диэлектрика электрическим проводником. Так, на фиг.3-5 показаны варианты выполнения проходного изолятора, в которых используются сжимающие элементы в виде опрессовываемых колец 7, на которые крепятся втулки, состоящие из соединительной части 8 и крепежной части 4 (фланца). Крепление втулок может осуществляться приклеиванием, посадкой в натяг или другими способами. На фиг.1-9 одинаковые функциональные элементы обозначены одинаковыми цифрами и повторное описание ранее описанного элемента не приводится.In addition, the compression element can be made in the form of a coupler, in which case the sleeve with the fastening part (flange) can be mounted on top of the compression element. Such installation of the sleeve is also possible in cases where the compression element on which the sleeve is mounted is made in the form of an extruded part or connected from several parts with coverage of at least a part of the dielectric layer around the axis of the bushing, preferably together with the electric die located below the dielectric conductor. So, in Figs. 3-5, embodiments of a bushing are shown, in which compression elements are used in the form of compression rings 7, on which bushings are mounted, consisting of a connecting
Показанные на фиг.3 и 4 проходные изоляторы различаются длиной ввиду того, что предназначены для восприятия различных механических нагрузок и/или для крепления в объектах разной толщины. Вследствие того, что объект, для установки в котором предназначен изолятор на фиг.4, имеет большую толщину, чем объект, для установки в котором предназначен изолятор на фиг.3, средняя часть изолятора на фиг.4 и соединительная часть 8 втулки имеют большую длину. Кроме того, удлиненная соединительная часть втулки может быть применена для увеличения прочности изолятора на изгиб. Соответственно, для повышения механической надежности конструкции проходного изолятора введен дополнительный сжимающий элемент в виде опрессовываемого кольца 9, к которому прикреплена соединительная часть 8 втулки, также как и к опрессовываемому кольцу 7. Крепление втулки к опрессовываемому кольцу может быть выполнено различными способами, известными из уровня техники, например, с помощью приклеивания. На фиг.5 показан вид с торца проходного изолятора, который будет одинаков для изоляторов на фиг.3 и 4.The bushing insulators shown in FIGS. 3 and 4 differ in length because they are designed to absorb various mechanical loads and / or for mounting in objects of different thicknesses. Due to the fact that the object for installation in which the insulator in figure 4 is intended has a larger thickness than the object for installation in which the insulator in figure 3 is intended, the middle part of the insulator in figure 4 and the connecting
Следует отметить, что закрепление проходного изолятора в объекте может быть выполнено с использованием одного или нескольких сжимающих элементов, таких как опрессовываемое кольцо или других, однако с точки зрения надежности конструкции предпочтительно использование втулки с фланцем.It should be noted that the fastening of the bushing in the object can be performed using one or more compressive elements, such as an extruded ring or others, however, from the point of view of the reliability of the design, it is preferable to use a sleeve with a flange.
На фиг.6 и 7 показан проходной изолятор, содержащий токопроводящие слои 10, расположенные в слое диэлектрика 2 вокруг электрического проводника 1 (в то же время слои 10 могут не полностью охватывать проводник 1, например, в случае сечения проводника не цилиндрической формы). Указанные слои 10 предназначены для корректировки (выравнивания) распределения электрического поля, создаваемого протекающим по электрическому проводнику 1 изолятора током. Как показано на фиг.6, слои 10 могут иметь неодинаковую длину вдоль изолятора, например длина более дальнего слоя 10 меньше длины слоя 10, расположенного ближе к электрическому проводнику (соответственно, глубже относительно поверхности слоя 3 диэлектрика).Figures 6 and 7 show a bushing containing
Слои 10 могут быть выполнены с использованием материала, обладающего проводимостью выше, чем проводимость силиконовой резины, использованной для изготовления слоя диэлектрика.The
В предпочтительном варианте слои 10 изготавливаются с помощью силиконовой резины, проводимость которой выше, чем проводимость силиконовой резины, использованной для изготовления слоя диэлектрика. Такая силиконовая резина может быть получена введением соответствующих токопроводящих добавок, известных из уровня техники. Процесс изготовления проходного изолятора в таком случае может совпадать с описанным выше за исключением того, что слои 10 могут быть образованы путем нанесения силиконовой резины с повышенной проводимостью кистью, валиком, краскопультом или же путем помещения заготовки проходного изолятора в форму с диаметром, чуть большим, чем у имеющегося слоя диэлектрика и заполнением пустого пространства силиконовой резиной с повышенной электрической проводимостью.In a preferred embodiment, the
На фиг.8 и 9 показан проходной изолятор, содержащий в своем составе для повышения механической прочности слоя 2 диэлектрика два или более армирующих стержня 12, по меньшей мере, частично расположенных в слое 2 диэлектрика около проводника 1 и соединенных между собой с помощью, по меньшей мере, двух соединительных элементов 11, установленных, по меньшей мере, частично в слое диэлектрика 2. Соединительные элементы 11 могут представлять собой втулки, которые могут быть установлены, как это показано на фиг.8 и 9, на электрическом проводнике 1. Стержни могут быть выполнены из диэлектрического или токопроводящего материала.Figures 8 and 9 show a bushing containing, in order to increase the mechanical strength of the
Claims (16)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013110580/07A RU2525227C1 (en) | 2013-02-27 | 2013-02-27 | Bushing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013110580/07A RU2525227C1 (en) | 2013-02-27 | 2013-02-27 | Bushing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2525227C1 true RU2525227C1 (en) | 2014-08-10 |
Family
ID=51355275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013110580/07A RU2525227C1 (en) | 2013-02-27 | 2013-02-27 | Bushing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2525227C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU752512A1 (en) * | 1977-09-09 | 1980-07-30 | Узбекский Научно-Исследовательский Институт Энергетики И Автоматики | Input unit |
| US4724284A (en) * | 1986-01-27 | 1988-02-09 | Lapp Insulator Company | High voltage composite insulator and method of making same |
| RU2123224C1 (en) * | 1994-03-07 | 1998-12-10 | Н.В.Рейкем С.А. | Sealing device (design versions), adapter, and sealing technique |
| RU2369932C2 (en) * | 2004-11-01 | 2009-10-10 | Абб Текнолоджи Лтд. | Electric bushing insulator and method of its manufacturing |
-
2013
- 2013-02-27 RU RU2013110580/07A patent/RU2525227C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU752512A1 (en) * | 1977-09-09 | 1980-07-30 | Узбекский Научно-Исследовательский Институт Энергетики И Автоматики | Input unit |
| US4724284A (en) * | 1986-01-27 | 1988-02-09 | Lapp Insulator Company | High voltage composite insulator and method of making same |
| RU2123224C1 (en) * | 1994-03-07 | 1998-12-10 | Н.В.Рейкем С.А. | Sealing device (design versions), adapter, and sealing technique |
| RU2369932C2 (en) * | 2004-11-01 | 2009-10-10 | Абб Текнолоджи Лтд. | Electric bushing insulator and method of its manufacturing |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4467387A (en) | Combination strut insulator and lightning arrester | |
| CN101710655B (en) | On-line monitoring grounding wire lead-out structure of high-voltage sleeve | |
| RU2556696C1 (en) | Reinforcing member for mounting flange of hollow cylindrical body of insulator | |
| CA2676945C (en) | Apparatus for a connection point between two electrical high-voltage cables | |
| RU132248U1 (en) | PASS INSULATOR | |
| JP4621707B2 (en) | Insulation tube unit for air termination connection | |
| JP3769046B2 (en) | Electric cable terminal | |
| CN104952562A (en) | Anti-thunder and anti-icing pin type composite insulator for 10kV power transmission line | |
| US11236551B2 (en) | Wired pipe and method for making | |
| WO2017025036A1 (en) | Insulation pipe and insulation sleeve with such insulation pipe | |
| RU2484564C1 (en) | Device for connection between connective parts of electric power equipment | |
| RU2525227C1 (en) | Bushing | |
| US2781785A (en) | Radio shielding for ignition cable and method of making same | |
| JP2010016986A (en) | Porcelain tube unit, aerial terminal-connecting section and method for assembling porcelain tube unit | |
| RU2659648C2 (en) | Insulated current conducting cores in the electric submersible pump end cable couplings sealing method | |
| CN202076117U (en) | Dry type current transformer having a small auxiliary screen | |
| RU2672552C2 (en) | Spring-energized seal for high temperature sealing of power cable to connector | |
| KR200454411Y1 (en) | Lead Wire Attached Polymer Lightning Arrester | |
| US20230071110A1 (en) | Bushing with electrically conductive head mounted on condenser core | |
| EA020304B1 (en) | Through passage insulator | |
| CN110429402A (en) | A kind of route prosthetic appliance | |
| Gu et al. | Development and qualification of the extruded cable system for Xiamen±320 kV VSC-HVDC project | |
| CN201503735U (en) | High-voltage direct-current sleeve | |
| RU155596U1 (en) | CONNECTING CLUTCH FOR SCREENED POWER CABLES WITH PLASTIC INSULATION | |
| CN110504092A (en) | Casing and its manufacturing method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20191211 |