RU2293388C1

RU2293388C1 - High voltage rod isolator

Info

Publication number: RU2293388C1
Application number: RU2005135008/09A
Authority: RU
Inventors: Вадим Валерьевич Старцев (RU); Вадим Валерьевич Старцев
Original assignee: Закрытое Акционерное Общество "Арматурно-Изоляторный Завод"
Priority date: 2005-11-14
Filing date: 2005-11-14
Publication date: 2007-02-10
Also published as: WO2007058564A1

Abstract

FIELD: electric engineering.

SUBSTANCE: isolation part is made of tracking resistant silicone rubber. Head of isolation part is pressed between rod and metallic cap. Electric isolation part may be made composite. Rod may be made in form of pipe with plugged aperture towards the head of isolator.

EFFECT: increased operational reliability of isolators, simplified construction and decreased costs.

3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике. В частности, к высоковольтным изоляторам воздушных линий электропередачи, рассчитанным на напряжение преимущественно 6-35 кВ.The invention relates to electrical engineering. In particular, to high-voltage insulators of overhead power transmission lines, designed for a voltage of mainly 6-35 kV.

Известны высоковольтные изоляторы, состоящие из металлического колпака, прочно соединенного посредством цементно-песчаной связки с закаленной стеклянной деталью, и диэлектрического стержня, находящегося в жестком соединении со стеклянной деталью (SU 1529296, кл. Н 01 В 17/20).High-voltage insulators are known, consisting of a metal cap firmly connected by means of a cement-sand bond to a tempered glass part, and a dielectric rod in rigid connection with the glass part (SU 1529296, class H 01 B 17/20).

Наиболее близким аналогом является изолятор по патенту РФ 2113741, состоящий из металлического колпака, изоляционной детали, выполненной из закаленного стекла, и металлического штыря, жестко закрепленного в изоляционной детали.The closest analogue is the insulator according to the patent of Russian Federation 2113741, consisting of a metal cap, an insulating part made of tempered glass, and a metal pin rigidly fixed in the insulating part.

Существенным недостатком указанных аналогов (SU 1529296, 2113741) является использование в качестве материала изоляционной детали закаленного стекла как наиболее механически прочного из известных общеупотребительных электроизоляционных материалов. Закалка обеспечивает повышенную термостойкость стеклянной детали, сопротивление сжатию и изгибу. Но вместе с твердостью и статической прочностью изолятор приобретает свойства, характерные для любого стекла: хрупкость, низкая ударная динамическая прочность. Кроме этого, вследствие разного коэффициента термического расширения металла и стекла необходимо компенсировать разные величины расширения в местах соединения стеклодетали с металлическим колпаком и штырем. Это делается путем помещения демпфирующих прокладок, промазок и т.д. Изоляторы со стеклянной деталью имеют большой вес, что создает неудобства при монтаже, а также имеют большой процент боя при транспортировке к месту монтажа, подвержены вандализму.A significant drawback of these analogues (SU 1529296, 2113741) is the use of tempered glass as the material of the insulating part as the most mechanically strong of the known commonly used insulating materials. Tempering provides increased heat resistance of the glass part, resistance to compression and bending. But together with hardness and static strength, the insulator acquires the properties characteristic of any glass: brittleness, low impact dynamic strength. In addition, due to the different coefficient of thermal expansion of the metal and glass, it is necessary to compensate for different expansion values at the junctions of the glass part with the metal cap and pin. This is done by placing damping pads, grease, etc. Insulators with a glass part are heavy, which creates inconvenience during installation, and also have a large percentage of battle during transportation to the installation site, are subject to vandalism.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности изоляторов, упрощение конструкции и снижение стоимости.The aim of the invention is to increase the operational reliability of insulators, simplifying the design and reducing cost.

Этот результат достигается за счет того, что высоковольтный изолятор содержит металлический штырь (трубу), металлический колпак со средствами крепления провода и электроизоляционную деталь с головкой и кольцевыми ребрами. Изолятор отличается тем, что электроизоляционная деталь выполнена не из механически прочного материала, а наоборот, из эластичного: из трекингостойкой кремнийорганической резины. При этом головка электроизоляционной детали запрессована между штырем и металлическим колпаком.This result is achieved due to the fact that the high-voltage insulator contains a metal pin (pipe), a metal cap with wire fastening means and an electrical insulating part with a head and ring ribs. The insulator is characterized in that the electrical insulating part is not made of mechanically strong material, but, on the contrary, from elastic: from tracking-resistant silicone rubber. In this case, the head of the insulating part is pressed between the pin and the metal cap.

Сильно напряженное, сжатое (спрессованное) состояние резины под металлическим колпаком обеспечивает необходимые твердые механические свойства изоляционному телу изолятора. Механическую нагрузку от металлического колпака вниз и изгибающие в стороны воспринимает металлический штырь через слой сжатой резины. Сжатие достигается следующими способами: 1) при изготовлении сырая резина впрыскивается под давлением между колпаком и штырем с последующей вулканизацией; 2) равномерным обжатием вулканизированной резины, через металлический колпак. Второй вариант может применяться после первого для дополнительного обжатия вулканизированной резины под колпаком изолятора.The highly stressed, compressed (compressed) state of the rubber under the metal cap provides the necessary solid mechanical properties of the insulating body of the insulator. The mechanical load from the metal cap downward and bending to the sides is perceived by the metal pin through a layer of compressed rubber. Compression is achieved in the following ways: 1) in the manufacture of crude rubber is injected under pressure between the cap and the pin with subsequent vulcanization; 2) uniform compression of vulcanized rubber through a metal cap. The second option can be applied after the first for additional compression of vulcanized rubber under the cap of the insulator.

Изолятор может быть изготовлен соединением металлического колпака, изоляционной силиконовой детали и металлического штыря этими двумя способами в заводских условиях и в последующем прикреплен непосредственно к опоре ЛЭП. Это может применяться на вновь строящихся линиях электропередачи.The insulator can be made by connecting a metal cap, an insulating silicone part and a metal pin with these two methods in the factory and subsequently attached directly to the power line support. This can be used on newly constructed power lines.

Изолятор может быть изготовлен в полевых условиях соединением металлического колпака, силиконовой изоляционной детали, изготовленных заранее, и существующего на опоре металлического штыря методом обжатия колпака ручным или мобильным прессом, применяемым для монтажа проводов ЛЭП.The insulator can be made in the field by connecting a metal cap, a silicone insulating part made in advance, and a metal pin existing on the support by crimping the cap with a manual or mobile press used to install power line wires.

В сжатом состоянии резина передает нагрузки вниз и боковые изгибающие нагрузки на металлический штырь, так как указанные нагрузки также направлены внутри резины на сжатие. Долговременные усилия на изолятор, направленные вертикально вверх, на практике не встречаются. Случайные нагрузки от пляски проводов после сброса льда являются небольшими и компенсируются сдвиговыми напряжениями в запрессованной резине. Обжатие резины в колпаке создает достаточно прочную заделку колпака на металлическом штыре и позволяет не применять дополнительного стопорного кольца или другие приспособления.In the compressed state, the rubber transfers loads downward and lateral bending loads to the metal pin, since these loads are also directed inside the rubber for compression. Long-term efforts on the insulator directed vertically upwards are not encountered in practice. Accidental loads from dancing wires after ice discharge are small and are compensated by shear stresses in the pressed rubber. Compression of rubber in the cap creates a sufficiently strong seal on the metal pin and eliminates the need for an additional retaining ring or other devices.

Электроизоляционная деталь, выполненная из такой резины, является прекрасным диэлектриком между колпаком и штырем. Термическая стойкость такого изолятора составляет более 350 градусов и ограничена только термостойкостью силиконовой резины и температурой плавления металла колпака и штыря. Электроизоляционная деталь сама становится демпфирующей прокладкой, компенсирующей возможные разные коэффициенты температурного собственного расширения, а также расширения материала колпака и штыря. Вследствие этого изолятор может выдерживать резкие перепады температуры до 300 градусов (термошок), что на порядок больше, чем у всех существующих изоляторов. Упругие свойства изолятора и отсутствие хрупких деталей позволяют транспортировать изоляторы без боя. Отсутствие стеклянной детали исключает вандализм в отношении изоляторов и снижает риск расстрела изоляторов из оружия. Уменьшение веса изолятора дает экономию на транспортных расходах. Кольцевые ребра (концентрические тарелки), являющиеся частью электроизоляционной детали, которые находятся на штыре ниже колпака, увеличивают длину пути утечки тока по поверхности изолятора. Они могут быть изготовлены единовременно вместе с головой изоляционной детали или надеты на штырь (трубу) и присоединены к голове изоляционной детали приклеиванием или вулканизацией уже после помещения и резины под металлический колпак.The electrical insulating part made of such rubber is an excellent dielectric between the cap and the pin. The thermal resistance of such an insulator is more than 350 degrees and is limited only by the heat resistance of silicone rubber and the melting temperature of the metal of the cap and pin. The electrical insulating part itself becomes a damping pad, compensating for the possible different coefficients of the thermal expansion in itself, as well as the expansion of the cap and pin material. As a result, the insulator can withstand sudden changes in temperature up to 300 degrees (thermal shock), which is an order of magnitude more than all existing insulators. The elastic properties of the insulator and the absence of brittle parts allow the transport of insulators without a fight. The absence of a glass part eliminates vandalism against insulators and reduces the risk of guns being shot dead. Reducing the weight of the insulator saves on transportation costs. Ring ribs (concentric plates), which are part of the electrical insulating part, which are located on the pin below the cap, increase the length of the current leakage path along the surface of the insulator. They can be made at a time together with the head of the insulating part or put on a pin (pipe) and attached to the head of the insulating part by gluing or vulcanization after placement and rubber under a metal cap.

Использование кремнийорганической резины в качестве трекингостойкого покрытия или оболочки применяется во многих изоляторах для снижения токов утечки, придания гидрофобности поверхности, но как основной единственный материал изоляционной детали, воспринимающей в том числе механические нагрузки, применяется впервые.The use of organosilicon rubber as a tracking-resistant coating or sheath is used in many insulators to reduce leakage currents, impart hydrophobicity to the surface, but as the first and only material of an insulating part, including mechanical loads, it is used for the first time.

На чертеже показан общий вид устройства, где 1 - штырь, 2 - металлический колпак, 3 - элекроизоляционная деталь из резины, 4 - головка электроизоляционной детали, запрессованная между штырем и колпаком.The drawing shows a General view of the device, where 1 is a pin, 2 is a metal cap, 3 is an electrical insulating part made of rubber, 4 is a head of an electrical insulating part, pressed between the pin and the cap.

Claims

1. A high-voltage insulator containing a pin, a metal cap with wire fastening means and an electrical insulating part with a head and fins, characterized in that the electrical insulating part is made of tracking resistant silicone rubber, and its head is pressed between the pin and the metal cap.

2. The insulator according to claim 1, characterized in that the electrical insulating part is made integral, its head and annular ribs are separate elements connected together.

3. The insulator according to claim 1 or 2, characterized in that the pin is made in the form of a pipe with a plugged hole in the direction of the head of the insulator.