Электрический изолятор

Изобретение относится к изолирующим устройствам, обеспечивающим электроизоляцию приборов от высокого электрического напряжения. Техническим результатом является повышение прочностных характеристик электрического изолятора, используемого в контактных сетях трамвая и троллейбуса. Изолятор содержит диэлектрическую оболочку, оконцеватели и несущий элемент, образованный из пропитанных связующим нитей стекловолокна. Несущий элемент имеет переменное поперечное сечение, уменьшающееся от средней его части к оконцевателям. Несущий элемент может иметь многослойную структуру, изменяющуюся послойно от середины несущего элемента к его оконцевателям. В качестве нитей стекловолокна использована базальтовая стеклоткань. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Настоящее изобретение относится к продукту, обеспечивающему электроизоляцию соответствующих приборов от высокого электрического напряжения на городском транспорте, в частности в контактных электросетях трамваев и троллейбусов, а также может найти применение в железнодорожном транспорте в системах высоковольтных электропередач для изоляции и крепления электрических устройств контактной электросети, железных дорог.

Из авторского свидетельства №1753496, БИ №29, 1992 известен изоляционный несущий элемент. На его базе формируют электрический изолятор. Он включает несущий элемент с двумя расположенными на определенном расстоянии друг от друга оконцевателями. Между ними - прямолинейный участок, который образован в начале продольной, а затем - поперечной намоткой нитей стекловолокна, пропитанных соответствующим связующим. Таким образом, несущий элемент имеет многослойную структуру.

Недостатком такого изобретения является низкая надежность при длительной эксплуатации как при растягивающей нагрузке, так и при поперечных ударных воздействиях. Это обусловлено тем, что прямолинейный участок несущего элемента растягивается, теряя свою форму и прочность, а при поперечном ударе - ломается, чему способствует упомянутая двухслойная его структура.

Из авторского свидетельства СССР №1479960, БИ №18, 1989 известен стеклопластиковый электрический изолятор, содержащий несущий элемент, оконцеватели и оболочку. Оконцеватели выполнены с отверстиями в виде усеченного конуса, меньшее основание которого обращено в сторону несущего элемента. Несущий элемент представляет собой стекложгут, выполненный из соответствующих нитей стекловолокна путем их навивки и скручивания относительно продольной оси жгута с одновременной пропиткой связующим. Причем его концы закреплены в оконцевателях и стекложгут имеет у оконцевателей диаметр больше диаметра сечения участка несущего элемента, расположенного между ними. Структура несущего элемента выполнена двухслойной, причем у одного слоя нити направлены продольно, а у другого - поперечно первому слою.

Недостатком такого изолятора является низкая прочность как на разрыв, так и на поперечный удар. Это обусловлено ослаблением его средней части, имеющей меньший диаметр, чем диаметр несущего элемента у его оконцевателей.

Из патента США №4958049 известна конструкция электрического изолятора, которая включает несущий элемент, оконцеватель и оболочку. Несущий элемент имеет центральный цилиндрический прямолинейный участок и концевые участки, выполненные в виде твердых тел вращения, у которых диаметр больше диаметра центрального прямолинейного участка несущего элемента. Участки несущего элемента - центральный и концевые - выполнены из налагающихся и пересекающихся слоев стекловолоконных нитей, пропитанных затвердевшим связующим и намотанных под углом менее 90°. При этом несущий элемент покрыт диэлектрическим материалом с образованием соответствующего электрического изолятора.

Этот электрический изолятор имеет недостаточную прочность и надежность, что обусловлено его особенностями в местах перехода центральной части несущего элемента к его концевым участкам. Кроме того, он не выдерживает поперечных резких ударов, которые случаются при эксплуатации в контактной электросети трамваев и троллейбусов. Причина кроется в форме центрального участка несущего элемента и в его многослойной структуре.

В качестве прототипа выбирается известное изобретение по патенту РФ №2118005, H01B 17/14; H01B 17/26; 1998.08.20. Это электрический изолятор и способ его изготовления. Он является наиболее известной последней разработкой по данной теме и имеет наибольшее число существенных признаков, совпадающих с существенными признаками заявляемого изобретения.

В известном электрическом изоляторе содержится несущий элемент, который выполнен из нитей стекловолокна, пропитанного связующим, два оконцевателя и оболочка. Несущий элемент представляет собой двухслойный жгут, скрученный из непрерывной пряди стекловолокна, образованной из соответствующих его нитей. Прядь уложена вокруг оконцевателей. При этом полученные в процессе укладки внутренний и наружный слои скручены в противоположном направлении относительно друг друга и имеют различную длину и толщину. Внутренний и наружный слои жгута имеют различное число скруток, которое выбирается в зависимости от соотношения длины и поперечного сечения несущего элемента изолятора. Оконцеватели имеют форму тела вращения, например катушки или втулки. Оболочка изолятора выполнена из резины или термопласта, либо иного диэлектрического материала. В сущности, структура несущего элемента упорядоченная и состоит из многих слоев, которые имеют соответствующую направленность нитей, толщину и протяженность. Причем участок несущего элемента между его оконцевателями имеет прямолинейную форму, а диаметр у его оконцевателя больше диаметра несущего элемента между ними.

Однако и прототип имеет существенные недостатки, которые присущи всем ранее рассмотренным электрическим изоляторам, а именно: недостаточную прочность и надежность, что обусловлено особенностями в местах перехода центральной части несущего элемента к его концевым участкам. Кроме того, он не выдерживает поперечных резких ударов, которые случаются при эксплуатации такого электрического изолятора в контактных электросетях трамваев и троллейбусов.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание нового электрического изолятора, обеспечивающего достижение следующего технического результата: повышение прочности, особенно к поперечным резким ударам.

Для решения поставленной задачи предлагается в известном электрическом изоляторе, состоящем из диэлектрической оболочки, оконцевателей и несущего элемента, образованного из пропитанных связующим нитей стекловолокна, согласно настоящему изобретению, несущий элемент, который имеет переменное поперечное сечение, уменьшающееся от средней части несущего элемента к его оконцевателям.

Есть вариант, по которому несущий элемент имеет многослойную структуру, изменяющуюся от середины несущего элемента к его оконцевателям, и в которой каждый слой имеет направленность нитей, толщину и протяженность, отличные от направленности нитей, толщины и протяженности соседнего слоя, а в качестве нитей стекловолокна использована базальтовая стеклонить.

Такое новое техническое решение всей своей совокупностью существенных признаков позволяет достичь следующих технических результатов:

- повысить прочность на ударные поперечные нагрузки, воздействующие на изоляторы во время их эксплуатации в городском электрическом транспорте;

- сохранить, а в ряде случаев повысить их диэлектрическую прочность.

Эти результаты достигаются за счет иной формы центральной части несущего элемента и иного выполнения многослойной структуры. В результате происходит иное перераспределение внешних силовых воздействий на структуру изолятора без нарушения его диэлектрических свойств и с сохранением его технологичности, в частности, методом намоточного изготовления несущего элемента. Причем это перераспределение достигается тем, что изменяется не только направленность каждого слоя, но их толщина и протяженность.

По сравнению с прототипом предлагаемое изобретение имеет существенные отличия, которые заключаются в форме исполнения несущего элемента и в его структуре.

Заявителем проведен патентно-информационный поиск по данной теме, который показал, что заявляемая совокупность существенных признаков не известна. Поэтому данное изобретение можно признать новым.

Заявляемое изобретение обладает изобретательским уровнем, так как оно для специалиста средней квалификации логически не следует из известного уровня техники. Однако отдельные существенные признаки известны в совокупности с иными существенными признаками. Например, из прототипа известен электрический изолятор. Он состоит из несущего элемента, выполненного из стекловолокна, пропитанного связующим, двух оконцевателей и оболочки. Несущий элемент выполнен в виде двухслойного жгута, скрученного из непрерывной пряди стекловолокна, уложенной вокруг оконцевателей. При этом внутренний и наружный слои скручены в противоположном направлении относительно друг друга, имеют различную длину и толщину, разное число скруток. А вся структура несущего элемента равнопрочная. Причем участок несущего элемента между его оконцевателями имеет прямолинейную форму, а диаметр у его оконцевателя больше диаметра несущего элемента между ними.

В предлагаемом изобретении центральный участок несущего элемента имеет повышенную прочность на ударное резкое поперечное воздействие, что обеспечено его соответствующей формой и соответствующим расположением слоев структуры.

Техническая сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом, а практическая применимость нижеследующим описанием.

Предлагаемый электрический изолятор содержит оболочку 1. Она выполняется из диэлектрического материала, например из резины или термопласта, после того, как будет изготовлен несущий элемент 2. Несущий элемент 2 имеет оконцеватели 3 и 4 и выполнен в виде жгута, имеющего многослойную структуру, образованную из нитей стекловолокна, например из базальтовой стеклонити. Оконцеватели 3 и 4 имеют форму втулки или катушки.

Изолятор изготавливают следующим образом. Ровинг из стеклянных нитей, например, типа Н (ГОСТ 17139-79) в виде пряди пропитывают эпоксидным связующим и наматывают вокруг оконцевателей 3 и 4, формируя сначала внутренний слой 5, а затем последующие, например, 6, 7, 8 слои структуры несущего элемента 2. При этом слои образованы в виде замкнутых поясов требуемой длины и поперечного сечения. При этом у оконцевателей 3 и 4, имеющих вид втулки, бортовые части охватывают нити стекловолокна. Это исключает их вырывание из тела несущего элемента как при продольных воздействиях, так и при поперечных ударах. У несущего элемента 2 между его оконцевателями 3 и 4 диаметр «Д» больше диаметра «д» несущего элемента у его оконцевателей. В сущности, несущий элемент 2 имеет переменное поперечное сечение, которое увеличивается от краев к его середине. Такое изменение послойной структуры достигается путем формирования слоев от середины несущего элемента к его краям, и в которой каждый слой имеет направленность нитей, толщину и протяженность, отличные от направленности нитей, толщины и протяженности соседнего слоя.

Изготовленный таким образом изолятор может иметь различные размеры и соответствующие поперечные сечения. Например, он может иметь размер 250 мм и поперечное сечение 10 мм, обладать электрической прочностью 45 кВ/см и прочностью на растяжение 40 кН, что в несколько раз превышает аналогичные характеристики известных изоляторов.

Таким образом, предлагаемый изолятор обладает высокими прочностными и электроизоляционными свойствами, высокой технологичностью изготовления и увеличенным сроком эксплуатации. Это позволяет использовать их для работы на подстанциях, на воздушных линиях электропередач и в работе контактных сетей электротранспорта.

В сущности, создан новый электрический изолятор, который состоит из изоляционного элемента, концы которого армированы нержавеющими металлическими втулками. Тип армирования позволяет получить модификацию исполнения изолятора по типу оконцевателей, которые обеспечивают совместимость изолятора с используемой в работе арматурой контактной сети.

Изоляционный элемент представляет стеклопластиковый стержень, обладающий высокой механической прочностью, на который методом горячей вулканизации нанесена защитная ребристая оболочка из трекингостойкой кремнийорганической резины, предохраняющей стержень от воздействия факторов окружающей среды и обеспечивающей необходимую длину пути утечки.

1. Электрический изолятор, состоящий из диэлектрической оболочки, оконцевателей и несущего элемента, образованного из пропитанных связующим нитей стекловолокна, отличающийся тем, что несущий элемент имеет переменное поперечное сечение, уменьшающееся от средней части несущего элемента к оконцевателям.

2. Электрический изолятор по п.1, отличающийся тем, что несущий элемент имеет многослойную структуру, изменяющуюся послойно от середины несущего элемента к его оконцевателям, и в которой каждый слой имеет направленность нитей, толщину и протяженность, отличные от направленности нитей, толщины и протяженности предыдущего слоя, а в качестве нитей стекловолокна использована базальтовая стеклонить.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к опорным полимерным изоляторам для электроподстанций и воздушных линий электропередачи. .

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам изготовления электрических изоляторов из высокопрочных композиционных материалов, например стеклопластика, которые могут использоваться в воздушных линиях электропередач, на подстанциях, контактных сетях электротранспорта.

Изобретение относится к электротехнике и касается опорных изоляторов для высоковольтных подстанций и линий электропередачи. .

Изобретение относится к области электротехнического оборудования, а конкретно к изолятору (варианты), предназначенному для крепления проводов и оптоволоконных кабелей на траверсах линий электропередач.

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано в качестве опорных полимерных изоляторов для аппаратов высокого напряжения. .

Изобретение относится к электротехнике и касается опорных и линейных изоляторов для высоковольтных подстанций и линий электропередачи. .

Изобретение относится к электротехнике и касается опорных изоляторов для высоковольтных подстанций и линий электропередачи. .

Изобретение относится к электротехнике и касается опорных изоляторов для высоковольтных подстанций и линий электропередачи. .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к высоковольтным изоляторам. .

Изобретение относится к электротехнике и касается опорных изоляционных конструкций для высоковольтных подстанций. .

Изобретение относится к области электротехнического оборудования, в частности к изоляционным конструкциям высоковольтных линий электропередач и открытых распределительных устройств, а именно к изоляторам для крепления высоковольтных проводников

Раскрыт изолятор, предназначенный для крепления, в качестве одиночного изолятора или в составе колонки или гирлянды изоляторов, высоковольтного провода в электроустановке или на линии электропередачи. Изолятор содержит изоляционное тело и арматуру в виде установленных на его концах первого и второго элементов арматуры. Первый элемент арматуры выполнен с возможностью соединения, непосредственно или посредством крепежного устройства, с высоковольтным проводом или со вторым элементом арматуры предшествующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды. Второй элемент арматуры выполнен с возможностью соединения с электроустановкой, или опорой линии электропередачи, или с первым элементом арматуры последующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды. Кроме того, изолятор содержит четыре или более электрода, выходящие в три или более разрядные камеры, размещенные в изоляционном теле. Разрядные камеры представляют собой корпуса, открытые в пространство вокруг изоляционного тела, и снабжены выступами, установленными внутри корпусов с возможностью ограничения величины разрядного зазора между электродами. Крайние электроды электрически соединены с арматурой или выходят на поверхность изоляционного тела. Технический результат - снижение разброса величин разрядных зазоров между электродами при изготовлении изолятора, что обеспечивает надежную защиту электроустановок и линий от молниевых разрядов, а также повышает срок службы изолятора. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к электротехническому оборудованию, а именно к опорным изоляторам. В изоляторе на болт крепежного узла насажена втулка, выполненная из диэлектрического материала, без внутренней и внешней резьбы, причем болт с насаженной на ней втулкой помещен в отверстие на заземленной несущей конструкции, диаметр которого увеличен на удвоенную толщину стенки втулки, между головкой болта крепежного узла и головкой втулки из диэлектрического материала помещены металлическая шайба крепежного узла и дополнительная металлическая шайба, между которыми зажат металлический проволочный проводник, конец которого несколькими витками присоединен к болту крепежного узла, другой конец проволочного проводника, пройдя через индикатор неисправности, закреплен болтовым соединением на заземленной несущей конструкции, а между корпусом изолятора и заземленной несущей конструкцией установлены, соответственно, токопроводящая и диэлектрическая прокладки с соосными отверстиями диаметром, равным диаметру болта крепежного узла, площадь токопроводящей прокладки больше площади основания корпуса изолятора, но меньше площади диэлектрической прокладки, при этом индикатор неисправности выполнен в виде проволочного проводника, поверхность которого покрыта термокраской, или из стальной проволоки, на которой закручен узел, в петлю узла вставлен диэлектрический флажок, причем сечение стальной проволоки определяется величиной однофазного тока, при прохождении которого стальная проволока плавится. Изобретение обеспечивает сокращение времени обнаружения неисправности и непрерывную диагностику изолятора. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изолятор-разрядник содержит изоляционное тело и арматуру в виде установленных на его концах первого и второго элементов арматуры. Первый элемент арматуры выполнен с возможностью соединения, непосредственно или посредством крепежного устройства, с высоковольтным проводом или со вторым элементом арматуры предшествующего высоковольтного изолятора колонки или гирлянды. Второй элемент арматуры выполнен с возможностью соединения с электроустановкой или опорой линии электропередачи или с первым элементом арматуры последующего высоковольтного изолятора колонки или гирлянды. Кроме того, изолятор-разрядник содержит три или более разрядные камеры, установленные в изоляционном теле и последовательно соединенные в цепочку. Разрядные камеры состоят из корпусов и установленных в корпусах электродов, которые жестко закреплены в корпусах и установлены с образованием разрядных зазоров внутри корпусов. Электроды выходят на внешние поверхности корпусов. Электроды и выводы электродов из корпусов жестко закреплены в корпусах, а электроды соседних разрядных камер соединены посредством электрических проводников. Корпусы имеют выходы в пространство вокруг изоляционного тела, а электроды крайних разрядных камер из цепочки последовательно соединенных трех или более разрядных камер электрически соединены с арматурой или с электрическими проводниками, выходящими на поверхность изоляционного тела. Технический результат - снижение разброса величины разрядных зазоров между электродами разрядных камер при изготовлении изолятора. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изолятор-разрядник содержит изоляционное тело и арматуру в виде установленных на его концах первого и второго элементов арматуры. Первый элемент арматуры выполнен с возможностью соединения, непосредственно или посредством крепежного устройства, с высоковольтным проводом или со вторым элементом арматуры предшествующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды. Второй элемент арматуры выполнен с возможностью соединения с электроустановкой, или опорой линии электропередачи, или с первым элементом арматуры последующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды. Кроме того, изолятор-разрядник содержит три или более разрядные камеры, последовательно соединенные в цепочку и установленные в изоляционном теле. Разрядные камеры состоят из корпусов и установленных в корпусах электродов с выводами, выходящими из корпусов. Электроды установлены с образованием разрядных зазоров внутри корпусов. Электроды и выводы электродов из корпусов жестко закреплены в корпусах. Выводы соседних разрядных камер соединены, причем корпуса имеют выходы в пространство вокруг изоляционного тела, а выводы крайних разрядных камер из цепочки последовательно соединенных трех или более разрядных камер имеют электрическое соединение с арматурой или выходят на поверхность изоляционного тела. Технический результат - снижение разброса величин разрядных зазоров мультиэлектродной системы при изготовлении изоляционного тела с использованием полимеров. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к технологиям, применяемым при изготовлении электрических изоляторов из керамических материалов, которые могут использоваться в воздушных линиях электропередач, на подстанциях, контактных сетях электротранспорта, а также и к устройствам, с помощью которых указанные выше способы получения этих изделий и осуществляются. Способ получения из включающей в свой состав частицы рудных соединений кремния и металлов водяной суспензии содержит операцию приготовления из указанных выше исходных материалов состоящей из этих компонентов сырьевой шихты. В последующем из такого рода шихты предварительно получают гранулированный промежуточный продукт - шликер. Изготовленные в соответствии с этой технологией гранулы шликера затем обрабатываются специальным образом. Изобретение обеспечивает простоту конструктивного исполнения и имеет хорошие показатели, характеризующие его эксплуатационную надежность. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к опорным изоляторам железнодорожного транспорта. В опорном изоляторе, включающем тело изолятора с арматурой для закрепления электрического аппарата и опоры изолятора, опору изолятора, крепление опоры изолятора с телом изолятора (1), арматура (2.1, 2.2) тела изолятора выполнена в виде двух соосно расположенных фасонных вставок с внутренней резьбой с выступающими круглыми торцевыми поверхностями. Опора изолятора конструктивно представляет собой фланец (3), а крепление опоры изолятора к телу изолятора производится резьбовым стержнем (4), вворачиваемым в арматуру тела изолятора с регламентированным крутящим моментом. При этом предварительно одним концом резьбовой стержень соединен с фланцем таким образом, чтобы обеспечивалось разъединение стержня и фланца при достижении определенного заданного растягивающего усилия в соединении. Изобретение направлено на упрощение конструкции соединения тела опорного изолятора и опоры изолятора, повышение технологичности, гидрофобных свойств и ремонтопригодности. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх