EA021458B1 - Electrical insulator with reinforcing stems - Google Patents
Electrical insulator with reinforcing stems Download PDFInfo
- Publication number
- EA021458B1 EA021458B1 EA201300293A EA201300293A EA021458B1 EA 021458 B1 EA021458 B1 EA 021458B1 EA 201300293 A EA201300293 A EA 201300293A EA 201300293 A EA201300293 A EA 201300293A EA 021458 B1 EA021458 B1 EA 021458B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- reinforcing rods
- insulator
- insulator according
- rods
- dielectric material
- Prior art date
Links
Landscapes
- Insulators (AREA)
- Installation Of Bus-Bars (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим изоляторам, в частности, к опорным, подвесным, проходным изоляторам и изоляторам других типов.The invention relates to electrical engineering, in particular to electrical insulators, in particular, to support, suspension, bushing insulators and other types of insulators.
Предшествующий уровень техникиState of the art
Из патента КИ 2453008 известен проходной изолятор, в котором в качестве воспринимающего механические нагрузки элемента используется стеклопластиковая труба, поверх которой установлен крепежный узел, а пространство между трубой и проводником, расположенным внутри трубы, заполнено диэлектриком, в качестве которого используется силиконовая (кремнийорганическая) резина. Недостаток этого изолятора заключается в том, что из-за разности коэффициентов теплового температурного расширения трубы и силиконовой резины на порядок и более при низких температурах силиконовая резина отслоится либо от трубы, либо от проводника либо появятся трещины внутри слоя резины с появлением одной или множества воздушных полостей как вдоль, так и поперек проводника. Это может привести либо к разгерметизации изолятора, либо к ухудшению его электрической прочности, в результате чего изолятор окажется неработоспособен или могут появиться предпосылки для создания аварийных или нештатных ситуаций.A pass-through insulator is known from KI patent 2453008, in which a fiberglass pipe is used as the element that receives mechanical loads, on top of which a mounting unit is installed, and the space between the pipe and the conductor located inside the pipe is filled with a dielectric, which is used as silicone (silicone rubber) rubber. The disadvantage of this insulator is that due to the difference in the coefficients of thermal expansion of the pipe and silicone rubber by an order of magnitude or more at low temperatures, the silicone rubber will peel off either the pipe or the conductor, or cracks will appear inside the rubber layer with the appearance of one or multiple air cavities both along and across the conductor. This can lead either to depressurization of the insulator, or to a deterioration in its electrical strength, as a result of which the insulator will be inoperative or prerequisites may arise for creating emergency or emergency situations.
В уровне техники также широкое применение имеет электрический изолятор, который в одном из вариантов в своем составе содержит диэлектрический стержень, на концах которого установлены крепежные узлы, которые также могут называться оконцевателями. Пространство между крепежным узлами вокруг диэлектрического стержня заполняется, например, эластичным диэлектрическим материалом, в качестве которого может быть использована силиконовая резина. Чаще всего на поверхности диэлектрический материал имеет ребра для создания необходимой длины пути утечки тока. Если изолятор предназначен для восприятия сжимающих, и/или крутящих, и/или изгибающих механических нагрузок, то такой изолятор может называться опорным, а если растягивающих нагрузок, то подвесным или натяжным изолятором. Однако, в том случае когда, как показано на фиг. 1, изолятор должен иметь малую длину (например, относительно глубины крепежных отверстий), такой изолятор сделать невозможно из-за малого расстояния Н1 внутренней изоляции (представляющей собой часть изоляционного тела 1, выполненного с использованием эластичного диэлектрического материала) между крепежными узлами 2, установленными на концах диэлектрического стержня 3, недостаточного для обеспечения электрической прочности изолятора. В некоторых районах подверженным актам вандализма подвесные изоляторы на линиях электропередач расстреливаются вандалами и в случае прямого попадания пули в тонкий стеклопластиковый стержень (обычно для подвесных изоляторов используются стержни диаметром от 12 до 26 мм) провод падает на землю, приводя к короткому замыканию и аварийной ситуации.The prior art also has widespread use of an electric insulator, which in one of its variants contains a dielectric rod, at the ends of which there are fastening nodes, which can also be called terminators. The space between the mounting nodes around the dielectric rod is filled, for example, with an elastic dielectric material, which can be used silicone rubber. Most often, the dielectric material has ribs on the surface to create the required current leakage path. If the insulator is designed to absorb compressive and / or torsional and / or bending mechanical loads, then such an insulator can be called a supporting insulator, and if tensile loads, then a suspension or tension insulator. However, when, as shown in FIG. 1, the insulator must have a small length (for example, relative to the depth of the mounting holes), such an insulator cannot be made due to the small distance H1 of the internal insulation (which is part of the insulating body 1 made using elastic dielectric material) between the mounting nodes 2 mounted on the ends of the dielectric rod 3, insufficient to ensure the electrical strength of the insulator. In some areas subject to acts of vandalism, pendant insulators on power lines are shot by vandals and if a bullet directly hits a thin fiberglass rod (rods from 12 to 26 mm are usually used for pendant insulators), the wire falls to the ground, leading to a short circuit and an emergency.
Кроме того, из уровня техники известен полый опорный изолятор, в котором вместо диэлектрического стержня может быть использована диэлектрическая труба, выполненная, например, из стеклопластика. На концы такой трубы также устанавливаются крепежные узлы, а пространство между крепежными узлами вокруг трубы заполняется силиконовой резиной. Такой опорный изолятор обеспечивает необходимые электрическую и механическую прочность, однако стоимость изготовления трубы, обеспечивающей необходимую механическую прочность, в случае значительных габаритов изолятора, оказывается весьма высока из-за высокой стоимости оснастки и оборудования для производства стеклопластиковых труб и высокой трудоемкости их изготовления.In addition, a hollow support insulator is known in the art, in which instead of a dielectric rod a dielectric pipe made of, for example, fiberglass can be used. Fixing nodes are also installed at the ends of such a pipe, and the space between the fixing nodes around the pipe is filled with silicone rubber. Such a supporting insulator provides the necessary electrical and mechanical strength, however, the cost of manufacturing a pipe providing the necessary mechanical strength, in the case of significant dimensions of the insulator, is very high due to the high cost of tooling and equipment for the production of fiberglass pipes and the high complexity of their manufacture.
Таким образом, в уровне техники известны различные изоляторы, каждый из которых содержит несущий элемент, изоляционное тело, выполненное с использованием эластичного диэлектрического материала, и крепежные узлы. Однако в некоторых случаях изолятор имеет недостаточные электрические характеристики или высокую стоимость при обеспечении необходимой механической прочности ввиду массогабаритных или стоимостных показателей несущего элемента изолятора.Thus, in the prior art various insulators are known, each of which contains a supporting element, an insulating body made using elastic dielectric material, and fastening nodes. However, in some cases, the insulator has insufficient electrical characteristics or high cost while providing the necessary mechanical strength due to the weight or size or cost indicators of the insulator carrier.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Задачей настоящего изобретения является обеспечение достаточной механической прочности при улучшении остальных (электрических, стоимостных и т.п.) характеристик электрического изолятора, например снижение стоимостных характеристик и/или улучшение электрических характеристик (например, электрической прочности). С другой стороны, задача изобретения может звучать как повышение механической прочности электрического изолятора при обеспечении достаточных электрических и/или стоимостных характеристик изолятора.The objective of the present invention is to provide sufficient mechanical strength while improving the remaining (electrical, cost, etc.) characteristics of the electrical insulator, for example, reducing the cost characteristics and / or improving the electrical characteristics (for example, electrical strength). On the other hand, the object of the invention may sound like increasing the mechanical strength of an electrical insulator while ensuring sufficient electrical and / or cost characteristics of the insulator.
Задача настоящего изобретения решается с помощью электрического изолятора, содержащего изоляционное тело, выполненное с использованием эластичного диэлектрического материала, по меньшей мере один крепежный узел и армирующие стержни, расположенные, по меньшей мере, частично в изоляционном теле, причем по меньшей мере часть армирующих стержней механически соединена между собой. Механическое соединение между собой по меньшей мере части армирующих стержней может быть выполнено, например, путем механического соединения их концов.The object of the present invention is achieved by using an electrical insulator comprising an insulating body made using an elastic dielectric material, at least one mounting unit and reinforcing rods located at least partially in the insulating body, with at least a portion of the reinforcing rods being mechanically connected between themselves. Mechanical connection between at least part of the reinforcing rods can be performed, for example, by mechanical connection of their ends.
В одном из вариантов по меньшей мере часть армирующих стержней может быть механически соединена между собой с помощью по меньшей мере одного крепежного узла. В том случае, если таких крепежных узлов два или более, то изолятор может представлять собой опорный или подвесной (натяжной) изолятор. Кроме того, по меньшей мере часть стержней также может быть соединена по меньшейIn one embodiment, at least a portion of the reinforcing rods may be mechanically connected to each other using at least one mounting unit. In the event that there are two or more such mounting nodes, the insulator may be a support or suspended (tension) insulator. In addition, at least part of the rods can also be connected at least
- 1 021458 мере одним (например, промежуточным) соединительным элементом.- 1 021458 with at least one (e.g. intermediate) connecting element.
В другом варианте в изоляционном теле может быть размещен проводник, около которого и вдоль которого размещены армирующие стержни. В таком варианте изолятора по меньшей мере часть армирующих стержней может быть механически соединена между собой с помощью по меньшей мере одного соединительного элемента. Поверх изоляционного тела, покрывающего проводник и армирующие стержни, может быть выполнен (например, установлен) по меньшей мере один крепежный узел. В таком случае изолятор может считаться проходным. В предпочтительном варианте осуществления такого изолятора по меньшей мере часть армирующих стержней механически соединена между собой с помощью по меньшей мере двух соединительных элементов. Кроме того, в некоторых случаях может быть обеспечено механическое соединение одного или более соединительных элементов с проводником.In another embodiment, a conductor can be placed in the insulating body, near which and along which reinforcing rods are placed. In such an embodiment of the insulator, at least a part of the reinforcing rods can be mechanically interconnected using at least one connecting element. On top of the insulating body covering the conductor and the reinforcing rods, at least one mounting unit can be made (for example, installed). In this case, the insulator can be considered a bushing. In a preferred embodiment of such an insulator, at least a portion of the reinforcing rods are mechanically interconnected by at least two connecting elements. In addition, in some cases, mechanical connection of one or more connecting elements with a conductor may be provided.
В предпочтительном варианте осуществления эластичный диэлектрический материал представляет собой кремнийорганическую (силиконовую) резину, однако может быть выполнен, например, в виде этиленпропиленовой резины или полиуретана.In a preferred embodiment, the elastic dielectric material is an organosilicon (silicone) rubber, but may be, for example, in the form of ethylene propylene rubber or polyurethane.
В преимущественном варианте армирующие стержни расположены полностью в изоляционном теле. Армирующие стержни, и/или крепежные узлы, и/или соединительные элементы могут быть выполнены с использованием диэлектрического материала, например стеклопластика, или с использованием токопроводящего материала, например металла.In an advantageous embodiment, the reinforcing rods are located completely in the insulating body. Reinforcing rods and / or fastening nodes and / or connecting elements may be made using dielectric material, for example fiberglass, or using conductive material, for example metal.
Механическое соединение между собой по меньшей мере части армирующих стержней может быть выполнено с использованием приклеивания. В то же время механическое соединение между собой по меньшей мере части армирующих стержней может быть выполнено с использованием по меньшей мере одного крепежного узла или по меньшей мере одного соединительного элемента, а соединение армирующих стержней и по меньшей мере одного крепежного узла или по меньшей мере одного соединительного элемента может быть выполнено путем обжатия или опрессовывания армирующих стрежней в крепежном узле или соединительном элементе соответственно. Кроме того, соединение между собой армирующих стержней также может быть выполнено с использованием приклеивания армирующих стрежней в крепежном узле или соединительном элементе.The mechanical connection between at least part of the reinforcing rods can be performed using gluing. At the same time, the mechanical connection of at least a part of the reinforcing rods to each other can be performed using at least one fastening unit or at least one connecting element, and the connection of the reinforcing rods and at least one fastening node or at least one connecting element can be performed by crimping or crimping the reinforcing rods in the mounting unit or connecting element, respectively. In addition, the interconnection of the reinforcing rods can also be accomplished using the gluing of the reinforcing rods in the mounting unit or connecting element.
В преимущественном варианте эластичный диэлектрический материал имеет адгезию к стержням, и/или крепежным узлам, и/или соединительным элементам.In an advantageous embodiment, the elastic dielectric material has adhesion to the rods and / or fastening nodes and / or connecting elements.
Благодаря изобретению удается достигнуть технического результата, заключающегося в повышении механической прочности конструкции электрического изолятора. Вследствие того что армирующие стержни механически соединены друг с другом, обеспечивается создание объемной конструкции, которая обладает большей механической прочностью и жесткостью, чем сумма прочностей или жесткостей отдельных армирующих стержней (и несущего элемента, если используется). Это позволяет улучшать электрические и/или стоимостные характеристики изолятора при обеспечении достаточной механической прочности или в другом варианте повышать механическую прочность изолятора при сохранении остальных (электрических, стоимостных и т.п.) характеристик изолятора на прежнем (достаточном) уровне. При этом увеличить прочность и жесткость объемной конструкции до необходимого уровня можно путем увеличения количества стержней, увеличения диаметра стержней, увеличения диаметра их расположения, увеличения количества промежуточных соединительных элементов, применения непараллельного расположения стержней.Thanks to the invention, it is possible to achieve a technical result, which consists in increasing the mechanical strength of the structure of the electrical insulator. Due to the fact that the reinforcing rods are mechanically connected to each other, it is possible to create a three-dimensional structure that has greater mechanical strength and stiffness than the sum of the strengths or stiffnesses of the individual reinforcing rods (and the supporting element, if used). This allows you to improve the electrical and / or cost characteristics of the insulator while ensuring sufficient mechanical strength or, in another embodiment, increase the mechanical strength of the insulator while maintaining the remaining (electrical, cost, etc.) characteristics of the insulator at the same (sufficient) level. At the same time, it is possible to increase the strength and rigidity of the three-dimensional structure to the required level by increasing the number of rods, increasing the diameter of the rods, increasing the diameter of their location, increasing the number of intermediate connecting elements, using non-parallel arrangement of the rods.
Также обеспечен технический результат, заключающийся в снижении сложности и, соответственно, стоимости изготовления элементов изолятора и изолятора в целом, поскольку изготовление армирующих стержней с относительно малыми поперечными размерами намного проще и дешевле, чем изготовление несущих элементов изолятора с большими поперечными размерами, например, стеклопластиковой трубы.The technical result is also achieved by reducing the complexity and, accordingly, the cost of manufacturing insulator elements and the insulator as a whole, since the manufacture of reinforcing rods with relatively small transverse dimensions is much simpler and cheaper than the manufacture of supporting insulator elements with large transverse dimensions, for example, a fiberglass pipe .
Кроме того, в некоторых вариантах выполнения изоляторов достигаются дополнительные технические результаты. Например, для изоляторов (в частности, проходных) удается улучшить электрическую прочность и герметичность при сохранении механической прочности. Это становится возможным благодаря снижению зависимости электрической прочности и герметичности изоляторов от перепадов температуры, поскольку при снижении температуры эластичный диэлектрический материал будет беспрепятственно сжиматься вместе с податливыми стержнями в направлении к проводнику, а в местах их крепления в соединительных элементах сжатие диэлектрического материала в пространстве, ограниченном стержнями, будет компенсироваться за счет его поступления снаружи в пространство между стержнями. Такое небольшое перемещение армирующих стержней совместно с эластичным диэлектрическим материалом и эластичного диэлектрического материала между стержнями позволяет избежать образования воздушных полостей в изоляторе и/или других изменений структуры изолятора, ухудшающих его механическую или электрическую прочность. В прототипе КИ 2453008 такой механизм компенсации температурных деформаций в пространстве, заполненном силиконом между трубой и проводником, невозможен, поскольку нет источника восполнения уменьшающегося при понижении температуры объема диэлектрического материала между трубой и проводником, что приведет к появлению трещин неопределенной формы и направления, заполненных поначалу вакуумом, а в последствии - за счет диффузии воздухом с примесью продуктов, содержащихся в диэлектрике.In addition, in some embodiments of the insulators, additional technical results are achieved. For example, for insulators (in particular, bushings), it is possible to improve the electric strength and tightness while maintaining mechanical strength. This is made possible by reducing the dependence of the dielectric strength and tightness of the insulators on temperature differences, since with decreasing temperature the elastic dielectric material will freely compress together with the flexible rods towards the conductor, and in the places of their fastening in the connecting elements the compression of the dielectric material in the space bounded by the rods , will be compensated by its entry from outside into the space between the rods. Such a small movement of the reinforcing rods together with the elastic dielectric material and the elastic dielectric material between the rods avoids the formation of air cavities in the insulator and / or other changes in the structure of the insulator, worsening its mechanical or electrical strength. In the prototype KI 2453008, such a mechanism for compensating for temperature deformations in the space filled with silicone between the pipe and the conductor is not possible, since there is no source of replenishment of the volume of dielectric material that decreases with decreasing temperature between the pipe and the conductor, which will lead to the appearance of cracks of uncertain shape and direction, initially filled with vacuum and subsequently due to diffusion by air with an admixture of products contained in the dielectric.
- 2 021458- 2 021458
Кроме того, для опорных изоляторов малой высоты при сохранении или увеличении механической прочности благодаря изобретению дополнительно удается повысить электрическую прочность внутренней изоляции. У крупногабаритных опорных изоляторов также может быть снижена их стоимость при обеспечении необходимой механической и электрической прочности. Для подвесных или натяжных изоляторов благодаря изобретению дополнительно удается повысить их вандалоустойчивость благодаря замене одного несущего элемента несколькими армирующими стержнями. Достижение технического результата - вандалоустойчивости - для подвесных и натяжных изоляторов достигается за счет отсутствия возможности перебить одной пулей несколько разнесенных от центральной оси изолятора стержней и существенного снижения вероятности попадания по всем стержням при многократном расстреле.In addition, for supporting insulators of small height, while maintaining or increasing mechanical strength, the invention further improves the dielectric strength of the internal insulation. For large-sized supporting insulators, their cost can also be reduced while ensuring the necessary mechanical and electrical strength. For suspension or tension insulators, thanks to the invention, it is further possible to increase their vandal resistance by replacing one load-bearing element with several reinforcing rods. The achievement of the technical result - vandal resistance - for suspension and tension insulators is achieved due to the inability to interrupt with one bullet several rods spaced from the central axis of the insulator and a significant reduction in the likelihood of hitting all the rods with repeated shooting.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг. 1 показан короткий опорный изолятор в соответствии с уровнем техники.In FIG. 1 shows a short support insulator in accordance with the prior art.
На фиг. 2 показан короткий опорный изолятор с армирующими стержнями в соответствии с изобретением.In FIG. 2 shows a short support insulator with reinforcing rods in accordance with the invention.
На фиг. 3 показан полый опорный изолятор с армирующими стержнями согласно изобретению.In FIG. 3 shows a hollow support insulator with reinforcing rods according to the invention.
На фиг. 4 показано сечение полого опорного изолятора с армирующими стержнями, представленного на фиг. 3.In FIG. 4 shows a cross section of a hollow support insulator with reinforcing rods shown in FIG. 3.
На фиг. 5 показан подвесной изолятор с армирующими стержнями.In FIG. 5 shows a suspension insulator with reinforcing rods.
На фиг. 6 показан проходной изолятор с армирующими стержнями, имеющий крепежный узел в виде выступа на изоляционном теле, за который изолятор прижимается к стенке электроустановки прижимным фланцем (на рисунке не показан).In FIG. 6 shows a bushing with reinforcing rods, having a mounting unit in the form of a protrusion on the insulating body, behind which the insulator is pressed against the wall of the electrical installation by a clamping flange (not shown in the figure).
На фиг. 7 показан проходной изолятор с армирующими стержнями, имеющий крепежный узел в виде втулок, установленных (залитых) в изоляционном теле.In FIG. 7 shows a bushing with reinforcing rods having a mounting unit in the form of bushings installed (embedded) in an insulating body.
На фиг. 8 показан проходной изолятор с армирующими стержнями, имеющий крепежный узел в виде металлического фланца, закрепленного поверх изоляционного тела.In FIG. Figure 8 shows a bushing with reinforcing rods having a mounting unit in the form of a metal flange mounted on top of an insulating body.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияInformation confirming the possibility of carrying out the invention
Изобретение представляет электрический изолятор, который может быть реализован в форме изоляторов различных видов - опорных, проходных, подвесных и т.п. Общими признаками, характерными для всех видов изоляторов согласно изобретению, являются наличие изоляционного тела, выполненного с использованием эластичного диэлектрического материала, одного или более крепежных узлов, а также использование в составе изолятора армирующих стержней.The invention provides an electrical insulator, which can be implemented in the form of various types of insulators - support, bushing, suspended, etc. Common features characteristic of all types of insulators according to the invention are the presence of an insulating body made using elastic dielectric material, one or more fastening nodes, as well as the use of reinforcing rods as part of the insulator.
Эластичным диэлектрическим материалом, используемым при изготовлении изоляционного тела, согласно изобретению может быть любой материал, обладающий эластичностью и необходимыми диэлектрическими свойствами, стойкостью к воздействию факторов окружающей среды. В качестве материала с такими свойствами предпочтительно используются различные полимеры, например кремнийорганическая (силиконовая) резина, этиленпропиленовая резина или полиуретан. Эластичность используемого материала может находиться в широком диапазоне и является необходимым условием для обеспечения компенсации температурных деформаций и предотвращения отслоения диэлектрического материала от стержней как в направлении вдоль стержней, так и в поперечном направлении.The elastic dielectric material used in the manufacture of the insulating body according to the invention can be any material with elasticity and the necessary dielectric properties, resistance to environmental factors. As the material with such properties, various polymers are preferably used, for example, silicone (silicone) rubber, ethylene propylene rubber or polyurethane. The elasticity of the material used can be in a wide range and is a necessary condition for compensating for temperature deformations and preventing the delamination of the dielectric material from the rods both in the direction along the rods and in the transverse direction.
Крепежные узлы изолятора предназначены для механического соединения (закрепления) изолятора или его элементов с внешними объектами, такими как элементы электроустановок (например, провода, опоры, стойки и т.п.) или несущие конструкции (например, стены, потолки, шкафы, платы и т.п.). В зависимости от исполнения крепежные узлы также могут обеспечивать электрическое соединение элементов, соединяемых механически. В частности, такое возможно, если крепежные узлы изготавливаются использованием токопроводящего материала, например металла (сталь, медь, алюминий и т.п.). Однако возможно изготовление крепежных узлов с использованием диэлектрического материала, например стеклопластика.The insulator fixing assemblies are designed for mechanically connecting (securing) the insulator or its elements with external objects, such as electrical components (e.g. wires, supports, racks, etc.) or supporting structures (e.g. walls, ceilings, cabinets, boards and etc.). Depending on the version, the fixing units can also provide electrical connection of the elements connected mechanically. In particular, this is possible if the mounting units are made using conductive material, such as metal (steel, copper, aluminum, etc.). However, it is possible to manufacture fasteners using a dielectric material, for example fiberglass.
Стержнем является продолговатое изделие, поперечные сечения которого намного (на порядок и более) меньше продольного размера, т.е. длины стержня. Армирующие стержни, используемые в составе электрического изолятора согласно изобретению, предназначены для обеспечения механической прочности и жесткости изолятора, которую ему не может обеспечить эластичный диэлектрический материал, в частности на изгиб, растяжение, сжатие или кручение вокруг оси, вдоль которой (или преимущественно вдоль которой) расположены армирующие стержни. Обеспечение механической прочности достигается за счет образования армирующими стержнями пространственно-распределенной (объемной) конструкции. Обычно это достигается тем, что устанавливаются стержни на некотором расстоянии между собой с обеспечением механической связи.The core is an elongated product, the cross sections of which are much (an order of magnitude or more) smaller than the longitudinal size, i.e. rod lengths. The reinforcing rods used in the composition of the electrical insulator according to the invention are designed to provide mechanical strength and stiffness of the insulator, which it cannot provide elastic dielectric material, in particular bending, stretching, compressing or torsion around an axis along which (or mainly along which) Reinforcing rods are located. Ensuring mechanical strength is achieved due to the formation of a spatially distributed (volumetric) structure by the reinforcing rods. Usually this is achieved by the fact that the rods are installed at a certain distance between each other with mechanical communication.
Механическое соединение между собой армирующих стержней, входящих в состав изолятора (или части из них), может быть достигнуто путем их расположения, по меньшей мере, частично в изоляционном теле. Для этого необходимо, чтобы была обеспечена адгезия между эластичным диэлектрическим материалом, с использованием которого выполнено изоляционное тело, и армирующими стержнями, достаточная для восприятия соответствующих механических усилий, а сам диэлектрический материал должен обладать эластичностью, обеспечивающей сохранение адгезии при приложении механических усилий. Адгезия диэлектрического материала к стержням необходима еще и с точки зрения обеспеченияThe mechanical connection between the reinforcing rods that make up the insulator (or parts of them) can be achieved by their location, at least partially in the insulating body. For this, it is necessary that adhesion be ensured between the elastic dielectric material, with which the insulating body is made, and reinforcing rods, sufficient to absorb the corresponding mechanical forces, and the dielectric material must have elasticity, which ensures the preservation of adhesion when mechanical forces are applied. Adhesion of dielectric material to the rods is also necessary from the point of view of ensuring
- 3 021458 электрической прочности изолятора, поскольку в случае отслоения диэлектрического материала от стержня по границе раздела диэлектрический материал/стержень может произойти электрический разряд - пробой изолятора.- 3 021458 electric strength of the insulator, because in the case of delamination of the dielectric material from the rod at the interface of the dielectric material / rod, an electrical discharge can occur - breakdown of the insulator.
Поскольку только жесткости эластичного диэлектрического материала в большинстве случаев недостаточно для обеспечения восприятия пространственной стержневой конструкцией необходимых механических усилий, механическое соединение между собой по меньшей мере части армирующих стержней преимущественно обеспечивается дополнительно другими способами, например путем механического соединения их концов (с одной или обеих сторон). В том случае, если армирующие стержни имеют изогнутую форму, например средняя часть выступает в сторону, то при механическом соединении концов этих стержней может быть получена объемная конструкция, обладающая значительной механической прочностью. Соединение концов в таком случае может быть выполнено соединительным элементом или в крепежном узле способом обжатия, опрессовки или приклеивания.Since only the stiffness of an elastic dielectric material in most cases is not enough to ensure that the spatial rod structure perceives the necessary mechanical forces, the mechanical connection of at least part of the reinforcing rods to each other is advantageously provided additionally by other methods, for example, by mechanical connection of their ends (on one or both sides). In the event that the reinforcing rods have a curved shape, for example, the middle part protrudes to the side, then with the mechanical connection of the ends of these rods, a three-dimensional structure with significant mechanical strength can be obtained. The connection of the ends in this case can be performed by a connecting element or in the mounting unit by crimping, crimping or gluing.
В то же время большим удобством при изготовлении изоляторов в соответствии с настоящим изобретением обладают прямолинейные стержни ввиду простоты изготовления и нарезки на отрезки заданной длины. Для образования объемной конструкции, обладающей повышенной механической прочностью и жесткостью, можно применить один или несколько из следующих конструктивных приемов: разнесение стержней на возможно удаленное расстояние друг от друга, увеличение количества стержней, увеличение механической прочности каждого стержня за счет увеличения его сечения или применения более прочного материала, увеличение количества дополнительных жестких связей между стержнями (промежуточных соединительных элементов), применение непараллельного расположения стержней в конструкции. Критерием выбора того или иного конструктивного приема должна быть наименьшая стоимость изолятора при обеспечении необходимой механической и/или электрической прочности изолятора. Далее рассматриваются несколько вариантов настоящего изобретения, в которых для механического соединения армирующих стержней используются различные соединительные элементы.At the same time, rectilinear rods have great convenience in the manufacture of insulators in accordance with the present invention due to the simplicity of manufacture and cutting into segments of a given length. To form a three-dimensional structure with increased mechanical strength and rigidity, one or more of the following design methods can be applied: spacing the rods as far as possible from each other, increasing the number of rods, increasing the mechanical strength of each rod by increasing its cross section or using a more durable material, an increase in the number of additional rigid bonds between the rods (intermediate connecting elements), the use of non-parallel distribution Proposition rods design. The criterion for choosing one or another constructive technique should be the lowest cost of the insulator while ensuring the necessary mechanical and / or electrical strength of the insulator. The following are several options for the present invention, in which various connecting elements are used to mechanically connect the reinforcing bars.
В первом варианте, показанном на фиг. 2 и представляющем собой опорный изолятор, армирующие стержни 6 жестко соединены между собой с помощью верхнего и нижнего крепежных узлов 5 и расположены в изоляционном теле 4. Благодаря применению армирующих стержней, соединенных крепежными узлами в объемную конструкцию, в опорных изоляторах можно исключить диэлектрический стержень большого диаметра, используемый в изоляторе на фиг. 1, что может быть полезно при изготовлении коротких опорных изоляторов. Так, сравнивая изоляторы на фиг. 1 и 2, можно отметить, что при использовании армирующих стержней удалось увеличить электрическую прочность внутренней изоляции за счет увеличения изоляционного промежутка Ь2 между крепежными узлами (оконцевателями) изолятора. Поскольку на фиг. 1 стержень 3 расположен по одной оси с крепежными отверстиями во фланце, то высота крепежного элемента 2 складывается из длин резьбового отверстия и длины отверстия, предназначенного для соединения со стержнем, а на фиг. 2 высота крепежного элемента 5 зависит только от наибольшей из указанных длин за счет разнесения осей расположения стержней 6 в стороны от оси резьбового отверстия.In the first embodiment shown in FIG. 2 and which is a supporting insulator, the reinforcing rods 6 are rigidly interconnected by means of the upper and lower fastening nodes 5 and are located in the insulating body 4. Thanks to the use of reinforcing rods connected by fastening nodes in a three-dimensional structure, a large diameter dielectric rod can be eliminated in the supporting insulators used in the insulator of FIG. 1, which may be useful in the manufacture of short support insulators. So, comparing the insulators in FIG. 1 and 2, it can be noted that when using reinforcing rods, it was possible to increase the electric strength of the internal insulation by increasing the insulating gap b2 between the fixing nodes (terminators) of the insulator. Since in FIG. 1, the rod 3 is located on the same axis with the mounting holes in the flange, the height of the mounting element 2 is the sum of the lengths of the threaded hole and the length of the hole intended for connection with the rod, and in FIG. 2, the height of the fastening element 5 depends only on the largest of these lengths due to the spacing of the axes of the location of the rods 6 to the sides of the axis of the threaded hole.
Здесь и далее следует иметь в виду, что механическое соединение может осуществляться по отношению не ко всем армирующим стержням, используемым в конструкции изолятора. Кроме того, в отдельных конструкциях может быть использован один крепежный узел при обеспечении необходимой механической прочности и возможности соединения изолятора с необходимыми элементами внешних конструкций.Hereinafter, it should be borne in mind that the mechanical connection may not be in relation to all reinforcing rods used in the design of the insulator. In addition, in individual structures, one mounting unit can be used while providing the necessary mechanical strength and the possibility of connecting the insulator with the necessary elements of external structures.
На фиг. 3 и 4 показан другой вариант опорного изолятора, который может использоваться при изготовлении крупногабаритных изоляторов. В этом изоляторе армирующие стержни 9 также соединены между собой с помощью верхнего и нижнего крепежных узлов 8 и расположены в изоляционном теле 7. В дополнение к крепежным узлам 8 в изоляторе на фиг. 3 используется по меньшей мере один промежуточный соединительный элемент 10 (выполненный в данном случае в виде кольца), механически соединяющий армирующие стержни между собой в их средних частях, что используется для повышения механической прочности и жесткости изолятора, в частности, ввиду его больших габаритов. Для снижения веса и стоимости изолятора в его средней части между армирующими стержнями, находящимися в изоляционном теле, выполнена полость 11. Внутренняя полость также может иметь оребрение для обеспечения необходимой длины пути утечки тока. Крепежные узлы 8 в изоляторе на фиг. 3 также имеют отверстия для того, чтобы полость имела выходы во внешнее пространство, однако они могут отсутствовать или быть закрыты с помощью закрывающих элементов, не показанных на фиг. 3.In FIG. 3 and 4 show another embodiment of a support insulator that can be used in the manufacture of bulky insulators. In this insulator, the reinforcing rods 9 are also interconnected by means of upper and lower fastening nodes 8 and are located in the insulating body 7. In addition to the fastening nodes 8 in the insulator in FIG. 3, at least one intermediate connecting element 10 (made in this case in the form of a ring) is used, which mechanically connects the reinforcing rods to each other in their middle parts, which is used to increase the mechanical strength and stiffness of the insulator, in particular due to its large dimensions. To reduce the weight and cost of the insulator in its middle part, a cavity 11 is made between the reinforcing rods located in the insulating body. The inner cavity may also have a ribbing to provide the necessary current leakage path. The mounting units 8 in the insulator of FIG. 3 also have openings so that the cavity has exits into the outer space, however, they may be absent or be closed with closing elements not shown in FIG. 3.
Описанное выполнение опорного изолятора обеспечивает снижение стоимости его изготовления, поскольку в уровне техники в нем обычно применяется стеклопластиковая труба, трудоемкая в изготовлении и, вследствие этого, имеющая более высокую стоимость, чем показанные на фиг. 3 армирующие стержни. Кроме того, снижение стоимости достигается за счет отсутствия необходимости защиты внутренней стенки стеклопластиковой трубы от электрического трекинга и эрозии, поскольку внутренняя стенка изолятора, показанного на фиг. 3, состоит из того же трекингоэрозионностойкого диэлектрического материала, что и наружная поверхность изолятора. Всего в изоляторе по настоящему изобретению может быть использовано от 2 до 10 (или при необходимости, например, для крупногабаритных полыхThe described embodiment of the support insulator provides a reduction in the cost of its manufacture, since in the prior art a fiberglass pipe is usually used in it, which is laborious to manufacture and, therefore, has a higher cost than those shown in FIG. 3 reinforcing rods. In addition, cost reduction is achieved due to the absence of the need to protect the inner wall of the fiberglass pipe from electrical tracking and erosion, since the inner wall of the insulator shown in FIG. 3, consists of the same tracking erosion-resistant dielectric material as the outer surface of the insulator. In total, from 2 to 10 can be used in the insulator of the present invention (or, if necessary, for example, for large hollow
- 4 021458 изоляторов - большее количество) армирующих стержней.- 4 021458 insulators - more) reinforcing rods.
Если изолятор предназначен для восприятия только растягивающих механических нагрузок, то такой изолятор является подвесным или натяжным. Подвесной изолятор в соответствии с изобретением показан на фиг. 5 и помимо изоляционного тела 15 имеет соответствующие крепежные элементы 16 и 17, исключающие приложение изгибающих или крутящих нагрузок к изолятору. Такие крепежные узлы обычно представляют собой части сферического или осевого шарнира, и закрепление стержней 18 в них осуществляется как и в опорных изоляторах - в крепежных узлах 16 и 17. Но в отличие от опорных изоляторов необходимость применения пространственной стержневой конструкции в нем может быть также продиктована повышением механической устойчивости изолятора к актам вандализма. В подвесных изоляторах нет необходимости в разнесении стержней на возможно дальнее расстояние друг от друга и в применении жестких промежуточных связей - соединительных элементах, поскольку прочность на растяжение от этих конструктивных приемов не зависит. Количество стержней в подвесном изоляторе может быть продиктовано необходимостью обеспечения механической прочности изолятора при разрушении одного или двух стержней одновременно. Для обеспечения этого свойства может быть достаточно, например, 6 стержней. В другом варианте изолятора крепежные узлы могли бы быть закреплены на одном или более стержнях, а уже к этим несущим стрежням возможно механическое соединение остальных армирующих стержней, например, с помощью дополнительных соединительных элементов.If the insulator is designed to accept only tensile mechanical loads, then such an insulator is suspended or tension. A suspension insulator in accordance with the invention is shown in FIG. 5 and in addition to the insulating body 15 has corresponding fasteners 16 and 17, which exclude the application of bending or torque loads to the insulator. Such fastening nodes are usually parts of a spherical or axial hinge, and the rods 18 are fixed in them as in the supporting insulators - in the fastening nodes 16 and 17. But unlike the supporting insulators, the need for a spatial bar structure in it can also be dictated by an increase mechanical resistance of the insulator to acts of vandalism. In suspended insulators, there is no need to span the rods as far as possible from each other and to use rigid intermediate connections - connecting elements, since the tensile strength does not depend on these structural methods. The number of rods in a suspended insulator can be dictated by the need to ensure the mechanical strength of the insulator when one or two rods are destroyed at the same time. To ensure this property, for example, 6 rods may be sufficient. In another embodiment of the insulator, the fixing nodes could be fixed on one or more rods, and already to these load-bearing rods mechanical connection of the remaining reinforcing rods is possible, for example, using additional connecting elements.
На фиг. 6-8 показаны несколько вариантов выполнения проходного изолятора, в котором также может быть использовано настоящее изобретение. Согласно фиг. 6-8 в изоляционном теле 20 может быть размещен проводник 24, около которого и вдоль которого размещены армирующие стержни 23. В таком варианте изолятора по меньшей мере часть армирующих стержней может быть механически соединена между собой с помощью по меньшей мере одного соединительного элемента 22. Поверх изоляционного тела 20, покрывающего проводник 24 и армирующие стержни 23, может быть выполнен (установлен) по меньшей мере один крепежный узел 21. В предпочтительном варианте осуществления такого изолятора по меньшей мере часть армирующих стержней механически соединена между собой с помощью по меньшей мере двух втулок. Кроме того, в некоторых вариантах соединительный элемент может быть соединен с электрическим проводником.In FIG. 6-8 show several embodiments of a bushing, in which the present invention can also be used. According to FIG. 6-8, a conductor 24 can be placed in the insulating body 20, near which and along which the reinforcing rods 23 are placed. In this embodiment of the insulator, at least a part of the reinforcing rods can be mechanically interconnected using at least one connecting element 22. the insulating body 20, covering the conductor 24 and the reinforcing rods 23, can be made (installed) at least one mounting node 21. In a preferred embodiment of such an insulator, at least a portion of the reinforcing erasers The springs are mechanically interconnected using at least two bushings. In addition, in some embodiments, the connecting element may be connected to an electrical conductor.
Крепежный узел, как показано на фиг. 6-8, может быть выполнен в нескольких формах. На фиг. 6 и 7 показаны проходные изоляторы, крепежные узлы 21 и 25 которых выполнены из того же материала, что и изоляционное тело 20 - при соответствующей толщине крепежного узла может быть достигнута необходимая механическая прочность. Изолятор на фиг. 7 отличается лишь тем, что в крепежном узле 25 установлены (залиты) крепежные металлические втулки 26 с отверстиями, которые могут быть использованы для закрепления изолятора на стене или другом элементе несущей конструкции с помощью болтов, винтов или других крепежных изделий. Крепежный узел на фиг. 6 обеспечивает лишь возможность закрепления изолятора путем размещения узла в несущей конструкции или путем прижатия узла к несущей конструкции дополнительными элементами. Проходной изолятор на фиг. 8 содержит металлический крепежный узел 27, установленный на изоляционном теле любым известным из уровня техники способом, например путем приклеивания.The mounting assembly as shown in FIG. 6-8 may be performed in several forms. In FIG. Figures 6 and 7 show bushing insulators, the fixing units 21 and 25 of which are made of the same material as the insulating body 20 - with the corresponding thickness of the fixing unit, the necessary mechanical strength can be achieved. The insulator in FIG. 7 differs only in that fixing metal sleeves 26 with holes are installed (filled in) in the mounting unit 25, which can be used to fix the insulator to a wall or other element of the supporting structure using bolts, screws or other fasteners. The mounting assembly of FIG. 6 provides only the possibility of fixing the insulator by placing the node in the supporting structure or by pressing the node to the supporting structure with additional elements. The bushing in FIG. 8 comprises a metal mounting unit 27 mounted on an insulating body by any method known in the art, for example by gluing.
Как видно из чертежей, в преимущественном варианте армирующие стержни расположены полностью в изоляционном теле. В описанных выше вариантах армирующие стержни выполнены с использованием диэлектрического материала, например стеклопластика. Однако армирующие стержни могут быть выполнены и с использованием токопроводящего материала, например металла, обладающего достаточной механической прочностью. В том случае если крепежные узлы также являются токопроводящими, то назначение изолятора может измениться - например, изоляторы, показанные на фиг. 2 и 3, в таком случае могут быть проходными.As can be seen from the drawings, in a preferred embodiment, the reinforcing rods are located completely in the insulating body. In the above embodiments, the reinforcing rods are made using a dielectric material, for example fiberglass. However, the reinforcing rods can also be made using conductive material, for example, a metal having sufficient mechanical strength. If the fasteners are also conductive, then the purpose of the insulator may change — for example, the insulators shown in FIG. 2 and 3, in this case, can be walk-through.
Армирующие стержни могут иметь различные профили (круглое, прямоугольное, квадратное, уголковое, тавровое и другие виды сечений).Reinforcing rods can have various profiles (round, rectangular, square, corner, tee and other types of sections).
Соединительные элементы также могут изготавливаться с использованием диэлектрического материала, например стеклопластика, или с использованием токопроводящего материала, например металла.The connecting elements can also be manufactured using a dielectric material, such as fiberglass, or using conductive material, such as metal.
Механическое соединение между собой по меньшей мере части армирующих стержней может быть выполнено с использованием приклеивания. В то же время механическое соединение между собой по меньшей мере части армирующих стержней может быть выполнено с использованием по меньшей мере одного крепежного узла или по меньшей мере одного соединительного элемента, а соединение армирующих стержней и по меньшей мере одного крепежного узла или по меньшей мере одного соединительного элемента может быть выполнено путем обжатия или спрессовывания армирующих стрежней в крепежном узле или соединительном элементе соответственно.The mechanical connection between at least part of the reinforcing rods can be performed using gluing. At the same time, the mechanical connection of at least a part of the reinforcing rods to each other can be performed using at least one fastening unit or at least one connecting element, and the connection of the reinforcing rods and at least one fastening node or at least one connecting element can be performed by crimping or pressing the reinforcing rods in the mounting node or connecting element, respectively.
- 5 021458- 5 021458
Claims (21)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201300293A EA021458B1 (en) | 2013-02-27 | 2013-02-27 | Electrical insulator with reinforcing stems |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201300293A EA021458B1 (en) | 2013-02-27 | 2013-02-27 | Electrical insulator with reinforcing stems |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201300293A1 EA201300293A1 (en) | 2014-08-29 |
| EA021458B1 true EA021458B1 (en) | 2015-06-30 |
Family
ID=51419757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201300293A EA021458B1 (en) | 2013-02-27 | 2013-02-27 | Electrical insulator with reinforcing stems |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA021458B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA039418B1 (en) * | 2020-12-02 | 2022-01-25 | Андрей Степанович Дзюбин | Insulator with increased reliability |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU637875A1 (en) * | 1974-07-09 | 1978-12-15 | Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Железнодорожного Транспорта | Insulator |
| SU855744A1 (en) * | 1979-07-09 | 1981-08-15 | Предприятие П/Я А-3607 | Electric insulator |
| SU1277221A1 (en) * | 1985-01-15 | 1986-12-15 | Харьковское Отделение Всесоюзного Научно-Исследовательского И Проектно-Технологического Института Электроизоляционных Материалов И Фольгированных Диэлектриков | Pedestal insulator |
| RU2073694C1 (en) * | 1987-08-28 | 1997-02-20 | Юнироял Кемикал Компани Инк. | Rubber composition being resistant to decomposition |
| RU2005136680A (en) * | 2005-11-25 | 2007-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью ООО "Альфа-Энерго" (RU) | SUPPORT INSULATOR |
-
2013
- 2013-02-27 EA EA201300293A patent/EA021458B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU637875A1 (en) * | 1974-07-09 | 1978-12-15 | Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Железнодорожного Транспорта | Insulator |
| SU855744A1 (en) * | 1979-07-09 | 1981-08-15 | Предприятие П/Я А-3607 | Electric insulator |
| SU1277221A1 (en) * | 1985-01-15 | 1986-12-15 | Харьковское Отделение Всесоюзного Научно-Исследовательского И Проектно-Технологического Института Электроизоляционных Материалов И Фольгированных Диэлектриков | Pedestal insulator |
| RU2073694C1 (en) * | 1987-08-28 | 1997-02-20 | Юнироял Кемикал Компани Инк. | Rubber composition being resistant to decomposition |
| RU2005136680A (en) * | 2005-11-25 | 2007-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью ООО "Альфа-Энерго" (RU) | SUPPORT INSULATOR |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA039418B1 (en) * | 2020-12-02 | 2022-01-25 | Андрей Степанович Дзюбин | Insulator with increased reliability |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201300293A1 (en) | 2014-08-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2613105B1 (en) | Photovoltaic array system, photovoltaic device thereof, and frame element of photovoltaic device thereof | |
| US6834469B2 (en) | Utility line support member | |
| KR20150070372A (en) | Composite tower for power transmission lines of power grid and composite cross arm structure thereof | |
| RU2549202C2 (en) | Electric insulator with reinforcing rods | |
| RU2577034C1 (en) | INTERPHASE SPACERS OF 35-1150 kV OVERHEAD POWER LINES | |
| US5986216A (en) | Reinforced insulator | |
| RU132246U1 (en) | ELECTRICAL INSULATOR WITH REINFORCED RODS | |
| EA021458B1 (en) | Electrical insulator with reinforcing stems | |
| KR101034418B1 (en) | Plate-Shaped Conductive Body | |
| CN107975287B (en) | Composite cross arm and transmission pole | |
| US3291899A (en) | Electric insulators in the form of framed structures incorporating rods of resin bonded fibre | |
| US9685772B2 (en) | Insulated power line framings | |
| KR20110084831A (en) | Electrical conductor in a gas-insulated circuit | |
| CN108312087B (en) | Assembling tool for GIL post insulator test | |
| CN214043174U (en) | High-strength corrosion-resistant enameled wire | |
| US20140145667A1 (en) | Resin-encapsulated current limiting reactor | |
| CN212624977U (en) | High-temperature-resistant anti-vibration metal insulation support | |
| CN208834767U (en) | Anti- folding electric wire | |
| RU2319241C1 (en) | Enhanced-strength polymeric support insulator | |
| KR102316912B1 (en) | Battery module | |
| CN107359574A (en) | Female link fitting of pipe | |
| CN218939281U (en) | Compression-resistant cable | |
| CN214256967U (en) | Heat-dissipation insulating plastic square plate | |
| CN203966689U (en) | Composite insulator | |
| CN212783214U (en) | Voltage-sharing cover and circuit breaker |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ KZ KG TJ TM |
|
| TC4A | Change in name of a patent proprietor in a eurasian patent | ||
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): BY |
|
| PD4A | Registration of transfer of a eurasian patent in accordance with the succession in title |