Полимерный изолятор
Владельцы патента RU 2303308:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") (RU)
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. Полимерный изолятор содержит изоляционный стержень, облицованный трекингозащитными ребрами, установленными на его внешней цилиндрической поверхности, армированный металлическими оконцевателями, при этом каждый оконцеватель состоит не менее чем из двух частей, и для соединения оконцевателя и изоляционного стержня каждая часть оконцевателя содержит элемент, фиксирующий в осевом направлении эту часть оконцевателя и изоляционный стержень, входящий в ответный элемент, выполненный на изоляционном стержне, в радиальном направлении части оконцевателя и изоляционный стержень зафиксированы бандажным кольцом, охватывающим части оконцевателя. Изобретение позволило получить технический результат, а именно повысить надежность крепления оконцевателя к изоляционному стержню в результате увеличения несущей способности соединения оконцевателя и изоляционного стержня за счет того, что оконцеватель состоит не менее чем из двух частей, и для соединения оконцевателя и изоляционного стержня каждая часть оконцевателя содержит элемент, фиксирующий в осевом направлении эту часть оконцевателя и изоляционный стержень, входящий в ответный элемент, выполненный на изоляционном стержне, в радиальном направлении части оконцевателя и изоляционный стержень зафиксированы бандажным кольцом, охватывающим части оконцевателя. 3 з.п. ф-лы, 9 ил.
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.
Известен изолятор контактной сети, описанный в патенте РФ на изобретение №2115183, 7 МПК H01В 17/00, опубликованный 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.
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.
Известен «Полимерный изолятор» по патенту РФ №2262760, 7 МПК 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.
Недостатком известного полимерного изолятора по патенту РФ №2262760, 7 МПК 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.
Перед заявляемым изобретением поставлена задача повышения надежности крепления оконцевателя к изоляционному стержню в результате увеличения несущей способности соединения оконцевателя и изоляционного стержня за счет того, что оконцеватель состоит не менее чем из двух частей и для соединения оконцевателя и изоляционного стержня каждая часть оконцевателя содержит элемент, фиксирующий в осевом направлении эту часть оконцевателя и изоляционный стержень, входящий в ответный элемент, выполненный на изоляционном стержне, в радиальном направлении части оконцевателя и изоляционный стержень зафиксированы бандажным кольцом, охватывающим части оконцевателя.
Поставленная задача в заявляемом изобретении решается за счет того, что полимерный изолятор содержит изоляционный стержень, облицованный трекингозащитными ребрами, установленными на его внешней цилиндрической поверхности, армированный металлическими оконцевателями, при этом каждый оконцеватель состоит не менее чем из двух частей, и для соединения оконцевателя и изоляционного стержня каждая часть оконцевателя содержит элемент, фиксирующий в осевом направлении эту часть оконцевателя и изоляционный стержень, входящий в ответный элемент, выполненный на изоляционном стержне, в радиальном направлении части оконцевателя и изоляционный стержень зафиксированы бандажным кольцом, охватывающим части оконцевателя.
В полимерном изоляторе для соединения оконцевателя и изоляционного стержня каждая часть оконцевателя может содержать элемент в виде пояска, фиксирующего в осевом направлении эту часть оконцевателя и изоляционный стержень, входящий в ответный элемент в виде канавки, выполненной на изоляционном стержне.
В полимерном изоляторе для соединения оконцевателя и изоляционного стержня каждая часть оконцевателя может содержать элемент в виде двух поясков, фиксирующих в осевом направлении эту часть оконцевателя и изоляционный стержень, входящий в ответный элемент в виде двух канавок, выполненных на изоляционном стержне.
В полимерном изоляторе для соединения оконцевателя и изоляционного стержня каждая часть оконцевателя может содержать элемент в виде канавки, фиксирующей в осевом направлении эту часть оконцевателя и изоляционный стержень, в который входит ответный элемент в виде пояска, выполненного на изоляционном стержне.
Полимерный изолятор содержит изоляционный стержень из композиционного материала, например стеклопластика, который воспринимает все механические нагрузки. Внешняя цилиндрическая поверхность изоляционного стержня облицована трекингозащитными ребрами, изготовленными из кремнийорганической (силаксановой) резины. На концах изоляционного стержня установлены металлические оконцеватели, при этом оконцеватель состоит из двух частей и для соединения оконцевателя и изоляционного стержня каждая часть оконцевателя содержит элемент, например поясок, фиксирующий в осевом направлении эту часть оконцевателя и изоляционный стержень, входящий в ответный элемент, например канавку, выполненную на изоляционном стержне. В радиальном направлении части оконцевателя и изоляционный стержень зафиксированы бандажным кольцом, охватывающим части оконцевателя и установленным на наружную цилиндрическую поверхность оконцевателя с натягом. Для повышения герметичности и прочности соединения оконцевателя и изоляционного стержня части оконцевателя могут быть приклеены к изоляционному стержню и склеены между собой. Бандажное кольцо может быть также приклеено к наружной поверхности оконцевателя. Такое соединение обеспечивает высокую несущую способность полимерного изолятора как при действии осевых растягивающих и сжимающих нагрузок, так и при действии изгибающего момента.
Таким образом, повышение надежности крепления оконцевателя к изоляционному стержню достигается путем выполнения оконцевателя из двух частей, и каждая часть оконцевателя содержит элемент, фиксирующий в осевом направлении эту часть оконцевателя и изоляционный стержень, входящий в ответный элемент, выполненный на изоляционном стержне, в радиальном направлении части оконцевателя и изоляционный стержень зафиксированы бандажным кольцом, охватывающим части оконцевателя.
Заявленное изобретение отличается от известного технического решения по патенту РФ №2262760 тем, что оконцеватель состоит не менее чем из двух частей, и для соединения оконцевателя и изоляционного стержня каждая часть оконцевателя содержит элемент, фиксирующий в осевом направлении эту часть оконцевателя и изоляционный стержень, входящий в ответный элемент, выполненный на изоляционном стержне, в радиальном направлении части оконцевателя и изоляционный стержень зафиксированы бандажным кольцом, охватывающим части оконцевателя.
Указанное отличие позволило получить технический результат, а именно повысило надежность крепления оконцевателя к изоляционному стержню в результате увеличения несущей способности соединения оконцевателя и изоляционного стержня за счет того, что оконцеватель состоит не менее чем из двух частей, и для соединения оконцевателя и изоляционного стержня каждая часть оконцевателя содержит элемент, фиксирующий в осевом направлении эту часть оконцевателя и изоляционный стержень, входящий в ответный элемент, выполненный на изоляционном стержне, в радиальном направлении части оконцевателя и изоляционный стержень фиксируются бандажным кольцом, охватывающим части оконцевателя.
На фиг.1 представлен полимерный изолятор, показан пример, когда оконцеватель состоит из двух частей, и для соединения оконцевателя и изоляционного стержня каждая часть оконцевателя содержит поясок, фиксирующий в осевом направлении эту часть оконцевателя и изоляционный стержень, входящий в канавку, выполненную на изоляционном стержне.
На фиг.2 показан разрез полимерного изолятора по А-А фиг.1.
На фиг.3 представлен разрез полимерного изолятора по Б-Б фиг.1.
На фиг.4 представлен полимерный изолятор, показан пример, когда оконцеватель состоит из двух частей, и для соединения оконцевателя и изоляционного стержня каждая часть оконцевателя содержит два пояска, фиксирующих в осевом направлении эту часть оконцевателя и изоляционный стержень, входящих в канавки, выполненные на изоляционном стержне.
На фиг.5 показан разрез полимерного изолятора по В-В фиг.4.
На фиг.6 представлен полимерный изолятор, у которого оконцеватель состоит из двух частей и для соединения оконцевателя и изоляционного стержня каждая часть оконцевателя содержит канавку, фиксирующую в осевом направлении эту часть оконцевателя и изоляционный стержень, в которую входит поясок, выполненный на изоляционном стержне.
На фиг.7 представлен разрез полимерного изолятора по Г-Г фиг.6.
На фиг.8 представлено аксонометрическое изображение части оконцевателя.
На фиг.9 показано аксонометрическое изображение полимерного изолятора.
Полимерный изолятор (фиг.1) содержит изоляционный стержень 1 (фиг.2, 3, 5, 7), облицованный трекингозащитными ребрами 2 (фиг.1, 2, 4, 5, 6, 7, 9), установленными на его внешней цилиндрической поверхности 3 (фиг.2, 5, 7), армированный металлическими оконцевателями 4 (фиг.1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9), при этом каждый оконцеватель 4 состоит не менее чем из двух частей 5 (фиг.1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9), и для соединения оконцевателя 4 и изоляционного стержня 1 каждая часть 5 оконцевателя 4 содержит элемент 6 (фиг.2, 5, 6, 7), фиксирующий в осевом направлении эту часть 5 оконцевателя 4 и изоляционный стержень 1, входящий в ответный элемент 7 (фиг.2, 5, 7), выполненный на изоляционном стержне 1, в радиальном направлении части 5 оконцевателя 4 и изоляционный стержень 1 фиксируются бандажным кольцом 8 (фиг.1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9), охватывающим части 5 оконцевателя 4.
Полимерный изолятор (фиг.2) может содержать оконцеватель 4, состоящий из двух частей 5, и для соединения оконцевателя 4 и изоляционного стержня 1 каждая часть 5 оконцевателя 4 содержит элемент 6 в виде пояска, фиксирующего в осевом направлении эту часть 5 оконцевателя 4 и изоляционный стержень 1, входящий в ответный элемент 7 в виде канавки, выполненной на изоляционном стержне 1.
Полимерный изолятор (фиг.5) может содержать оконцеватель 4, состоящий из двух частей 5, и для соединения оконцевателя 4 и изоляционного стержня 1 каждая часть 5 оконцевателя 4 содержит элемент 6 в виде двух поясков, фиксирующих в осевом направлении эту часть 5 оконцевателя 4 и изоляционный стержень 1, входящий в ответный элемент 7 в виде двух канавок, выполненных на изоляционном стержне 1.
Полимерный изолятор (фиг.7) может содержать оконцеватель 4, состоящий из двух частей 5, и для соединения оконцевателя 4 и изоляционного стержня 1 каждая часть 5 оконцевателя 4 содержит элемент 6 в виде канавки, фиксирующей в осевом направлении эту часть 5 оконцевателя 4 и изоляционный стержень 1, в который входит ответный элемент 7 в виде пояска, выполненного на изоляционном стержне 1.
Изоляционный стержень 1 облицован трекингозащитными ребрами 2, приклеенными на его внешней цилиндрической поверхности 3. На концы изоляционного стержня 1 устанавливаются на клей части 5 оконцевателя 4, на которых выполнен элемент 6, например поясок, фиксирующий в осевом направлении эту часть 5 оконцевателя 4 и изоляционный стержень 1, входящий в ответный элемент 7, например канавку, выполненную на изоляционном стержне 1. Части 5 оконцевателя 4 также склеиваются между собой. Для фиксации в радиальном направлении на оконцеватель 4 надевают бандажное кольцо 8. Бандажное кольцо 8 может быть установлено с натягом или приклеено к поверхности оконцевателя 4. Таким образом, применение оконцевателя 4, состоящего из нескольких частей 5, позволяет организовать надежное герметичное соединение оконцевателя 4 и изоляционного стержня 1. При установке оконцевателя 4, состоящего из нескольких частей 5, на изоляционный стержень 1 не происходит нарушения структуры композиционного материала изоляционного стержня 1, особенно в поверхностном слое, поэтому такое соединение обладает высокой несущей способностью и может воспринимать значительные растягивающие и сжимающие усилия, а также изгибающие моменты. Таким образом, применение оконцевателя 4, состоящего из нескольких частей 5, позволяет организовать надежное герметичное соединение оконцевателя 4 и изоляционного стержня 1.
Изобретение позволило получить технический результат, а именно повысить надежность крепления оконцевателя к изоляционному стержню в результате увеличения несущей способности соединения оконцевателя и изоляционного стержня за счет того, что оконцеватель состоит не менее чем из двух частей, и для соединения оконцевателя и изоляционного стержня каждая часть оконцевателя содержит элемент, фиксирующий в осевом направлении эту часть оконцевателя и изоляционный стержень, входящий в ответный элемент, выполненный на изоляционном стержне, в радиальном направлении части оконцевателя и изоляционный стержень зафиксированы бандажным кольцом, охватывающим части оконцевателя.
1. Полимерный изолятор, содержащий изоляционный стержень, облицованный трекингозащитными ребрами, установленными на его внешней цилиндрической поверхности, армированный металлическими оконцевателями, отличающийся тем, что каждый оконцеватель состоит не менее чем из двух частей, и для соединения оконцевателя и изоляционного стержня каждая часть оконцевателя содержит элемент, фиксирующий в осевом направлении эту часть оконцевателя и изоляционный стержень, входящий в ответный элемент, выполненный на изоляционном стержне, в радиальном направлении части оконцевателя и изоляционный стержень зафиксированы бандажным кольцом, охватывающим части оконцевателя.
2. Полимерный изолятор по п.1, отличающийся тем, что каждый оконцеватель состоит из двух частей, и для соединения оконцевателя и изоляционного стержня каждая часть оконцевателя содержит элемент в виде пояска, фиксирующего в осевом направлении эту часть оконцевателя и изоляционный стержень, входящий в ответный элемент в виде канавки, выполненной на изоляционном стержне.
3. Полимерный изолятор по п.1, отличающийся тем, что каждый оконцеватель состоит из двух частей, и для соединения оконцевателя и изоляционного стержня каждая часть оконцевателя содержит элемент в виде двух поясков, фиксирующих в осевом направлении эту часть оконцевателя и изоляционный стержень, входящий в ответный элемент в виде двух канавок, выполненных на изоляционном стержне.
4. Полимерный изолятор по п.1, отличающийся тем, что каждый оконцеватель состоит из двух частей, и для соединения оконцевателя и изоляционного стержня каждая часть оконцевателя содержит элемент в виде канавки, фиксирующей в осевом направлении эту часть оконцевателя и изоляционный стержень, в который входит ответный элемент в виде пояска, выполненного на изоляционном стержне.
