PL210880B1 - Izolator napowietrzny do warunków zabrudzeniowych - Google Patents

Description

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 210880 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 385159 ^{(51) Int.Cl.}

H01B 17/50 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 12.05.2008 (54) Izolator napowietrzny do warunków zabrudzeniowych

	(73) Uprawniony z patentu:
(43) Zgłoszenie ogłoszono:	CHRZAN KRYSTIAN LEONARD, Wrocław, PL
23.11.2009 BUP 24/09	DOBROWOLSKI BOGDAN, Wałbrzych, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 30.03.2012 WUP 03/12	(72) Twórca(y) wynalazku: KRYSTIAN LEONARD CHRZAN, Wrocław, PL BOGDAN DOBROWOLSKI, Wałbrzych, PL

PL 210 880 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest izolator napowietrzny do warunków zabrudzeniowych, przeznaczony do stosowania w liniach elektroenergetycznych i rozdzielniach.

Izolatory o takim przeznaczeniu posiadają klosze, których zadaniem jest wydłużenie drogi upływu i utworzenie obszarów chronionych przed dostępem wody deszczowej.

W często stosowanych izolatorach dł ugopniowych na jednym pniu osadzonych jest szereg kloszy, natomiast w izolatorach kołpakowych występuje jeden klosz z wchodzącym do wnętrza kołpaka dielektrycznym pniem.

Zależnie od przeznaczenia izolatory te wykonywane są z tradycyjnych materiałów ceramicznych, jak szkło lub porcelana, albo z polimerów, zwłaszcza z żywic epoksydowych, względnie z kauczuku silikonowego. Tradycyjne materiały ceramiczne charakteryzują się bardzo dużą odpornością na wyładowania powierzchniowe, jednak są to materiały hydrofilne, dlatego napięcie przeskoku izolatorów ceramicznych jest niższe od napięcia przeskoku izolatorów o powierzchni hydrofobowej, a zwłaszcza izolatorów z kauczuku silikonowego. Jednakże dla izolatorów polimerowych istotnym jest nie tylko napięcie przeskoku zabrudzeniowego, ale również czas i intensywność palenia się wyładowań elektrycznych na zabrudzonej powierzchni, gdyż wyładowania elektryczne mogą powodować degradację materiału polimerowego, erozję lub ślad pełzny oraz przyspieszać hydrolizę materiału. W warunkach intensywnych zabrudzeń degradacji mogą ulegać również izolatory z kauczuku silikonowego o bardzo korzystnych własnościach hydrofobowych.

Zwiększenie napięcia przeskoku izolatorów ceramicznych można uzyskać np. przez nałożenie stałych pokryć z kauczuku silikonowego, jest to jednak związane ze znacznym kosztem, a w warunkach intensywnych zabrudzeń warstwa kauczuku może ulec degradacji.

Kształty powszechnie stosowanych izolatorów długopniowych wykazują stosunkowo nieznaczne różnice, które dotyczą przede wszystkim ilości, rozstawienia, średnicy i kąta nachylenia kloszy. Typowy ogólny kształt takiego izolatora ceramicznego przedstawiony jest przykładowo w opisie zgłoszeniowym wynalazku P.293525, natomiast w opisie zgłoszeniowym wynalazku P.375673 pokazany jest ogólny kształt analogicznego izolatora z polimeru, który dodatkowo posiada jeszcze użebrowanie rozwijające powierzchnię pnia i spodnich części klosza.

Z opisu patentowego nr 50390 znane jest nieco odmienne ukształtowanie izolatora, z ukształtowanymi na kloszach schodkami o ostrych krawędziach, które jednak są bardzo trudne do uzyskania przy wykonywaniu z materiałów ceramicznych.

Znane są również, chociaż rzadziej stosowane, izolatory, w których klosz uformowany jest w kształ cie gwintu ś ruby.

Z badań przeprowadzonych na układach modelowych wynika, że napięcie przeskoku zabrudzeniowego można zwiększyć poprzez zastosowanie poprzecznie umieszczonej bariery wykonanej z metalowego drutu o ś rednicy okoł o 1 mm. Ekwipotencjalna powierzchnia drutu powoduje wyrównanie rozkładu pola elektrycznego i zmniejszenie jego wartości, utrudniając w ten sposób propagację łuku, gdyż do rozwoju łuku niezbędne jest znaczne natężenie pola elektrycznego przed jego stopą.

Badania eksperymentalne i podstawy teoretyczne dotyczące wpływu przewodzących barier na utrudnienie propagacji łuku i tym samym zwiększenie napięcia przeskoku zabrudzeniowego są opisane w publikacji wydrukowanej w lEE Proceedings Vol. 127, Part A, No. 8, 1980, s. 553-564.

Rozwiązania tego nie zastosowano jednak w praktyce, gdyż umieszczenie metalowych przewodów na izolatorze wysokiego napięcia wydaje się być ryzykowne.

W rozwiązaniu według wynalazku izolator napowietrzny do warunków zabrudzeniowych, zawierający co najmniej jeden klosz, charakteryzuje się tym, że posiada utworzony na górnej powierzchni co najmniej jednego klosza co najmniej jeden okólny, płytki i wąski rynnowy rowek. Ilość i rozmieszczenie okólnych rynnowych rowków na poszczególnych kloszach mogą być dowolne. Korzystnymi wariantami rozwiązania są izolatory zawierające klosze z wykonanym jednym okólnym rynnowym rowkiem usytuowanym przy pniu, z wykonanymi dwoma okólnymi rynnowymi rowkami, wewnętrznym przy pniu i zewnętrznym przy obrzeżu klosza, oraz z wykonanym jednym, zewnętrznym okólnym rynnowym rowkiem usytuowanym przy obrzeżu klosza.

Przy rozwiązaniu izolatora według wynalazku woda deszczowa wraz z zanieczyszczeniami, zbierająca się w okólnym rynnowym rowku, stanowi przewodzącą poprzeczną barierę utrudniającą powstawanie wyładowań elektrycznych, w rezultacie uzyskuje się znaczne zwiększenie napięcia przeskoku bez potrzeby wydłużania drogi upływu.

PL 210 880 B1

Utworzenie na górnej powierzchni kloszy wąskich rynnowych rowków praktycznie nie zmniejsza samooczyszczania powierzchni izolatora za wyjątkiem samych rowków, zajmujących tylko ułamek procenta długości drogi upływu, natomiast przy długotrwałej eksploatacji stopniowe gromadzenie się zanieczyszczeń pozostających w tych rowkach zwiększa ich przewodność, a tym samym i skuteczność ich działania jako barier utrudniających propagację wyładowań elektrycznych.

Wskutek większej gęstości prądu na pniu izolatora oraz mniejszego nawilgocenia tej jego części - wyładowania elektryczne rozwijają się zazwyczaj na pniach. I właśnie okólny rynnowy rowek wewnętrzny, usytuowany na kloszu bezpośrednio przy pniu i napełniany spływającą z niego wodą, skutecznie ogranicza wydłużanie łuku rozwijającego się na tym pniu. Zaś dodany drugi, zewnętrzny okólny rynnowy rowek, położony blisko krawędzi klosza, stanowi następną barierę dla łuku, któremu uda się pokonać barierę usytuowaną przy pniu.

Przykładowe rozwiązanie izolatora według wynalazku przedstawiono na rysunku, gdzie fig. 1 pokazuje, z półprzekrojem bez tła, odcinek izolatora pniowego z kloszami, na których wykonane są po dwa okólne rynnowe rowki, fig. 2 - odcinek izolatora pniowego z kloszami posiadającymi po jednym, wewnętrznym okólnym rynnowym rowku, fig. 3 - odcinek izolatora pniowego z kloszami posiadającymi po jednym, zewnętrznym okólnym rynnowym rowku, a fig. 4 - izolator kołpakowy z wykonanym na jego kloszu jednym, zewnętrznym okólnym rynnowym rowkiem.

Izolator pniowy zawiera pień 1 i szereg osadzonych na nim kloszy 2, zaś izolator kołpakowy jeden klosz 2 wraz z wchodzącym do wnętrza metalowego kołpaka 5 dielektrycznym pniem 6.

Na górnej powierzchni klosza 2 wykonane są okólne płytkie i wąskie rynnowe rowki - wewnętrzne 3, usytuowane przy pniu 1, i zewnętrzne 4, usytuowane przy obrzeżu klosza 2.

Woda deszczowa wraz z zanieczyszczeniami zebrana w okólnym rynnowym rowku 3, 4 stanowi przewodzącą barierę o działaniu podobnym do barier wykonanych z drutu, utrudniających rozwój wyładowań elektrycznych.

Rozwiązanie według wynalazku przeznaczone jest przede wszystkim do izolatorów zawieszanych pionowo lub z niewielkim odchyleniem od pionu, gdyż najlepsze rezultaty uzyskuje się przy równomiernym napełnianiu okólnych rynnowych rowków 3, 4 wodą deszczową na całym obwodzie. W zakresie materiałowym preferuje się jego stosowanie przede wszystkim przy izolatorach ceramicznych, ponieważ okólne rynnowe rowki 3, 4 są miejscem zatrzymania się stopy łuku, a więc w przypadku izolatorów wykonanych z materiałów polimerowych szczególnie narażonym na erozję lub tworzenie śladu pełznego.

Ze względów praktycznych w przypadku izolatorów pniowych najłatwiejsze jest wykonanie takie jak przedstawiono na rysunkach - fig. 1, fig. 2 i fig. 3, ze wszystkimi kloszami 2 z jednakowo rozmieszczonymi okólnymi rynnowymi rowkami 3 i/lub 4, natomiast do szczególnych zastosowań można wykonywać izolatory, w których rozmieszczenie tych okólnych rowków 3, 4 na poszczególnych kloszach 2 może być odpowiednio zróżnicowane, przy czym nawet mogą występować niektóre klosze 2 bez rowków.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Izolator napowietrzny do warunków zabrudzeniowych, zawierający co najmniej jeden klosz, znamienny tym, że posiada utworzony na górnej powierzchni co najmniej jednego klosza (2) co najmniej jeden okólny, płytki i wąski rynnowy rowek (3), (4).
2. 2. Izolator według zastrz. 1, znamienny tym, że posiada utworzony na górnej powierzchni klosza (2) wewnętrzny okólny rynnowy rowek (3) usytuowany przy pniu (1), (6).
3. 3. Izolator według zastrz. 1, znamienny tym, że posiada utworzone na górnej powierzchni klosza (2) dwa okólne rynnowe rowki, wewnętrzny (3) usytuowany przy pniu (1), (6) i zewnętrzny (4) usytuowany przy obrzeżu klosza (2).
4. 4. Izolator według zastrz. 1, znamienny tym, że posiada utworzony na górnej powierzchni klosza (2) zewnętrzny okólny rynnowy rowek (4) usytuowany przy obrzeżu klosza (2).