RU2408103C2 - High-voltage suspended insulator - Google Patents

High-voltage suspended insulator Download PDF

Info

Publication number
RU2408103C2
RU2408103C2 RU2008110520/07A RU2008110520A RU2408103C2 RU 2408103 C2 RU2408103 C2 RU 2408103C2 RU 2008110520/07 A RU2008110520/07 A RU 2008110520/07A RU 2008110520 A RU2008110520 A RU 2008110520A RU 2408103 C2 RU2408103 C2 RU 2408103C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
insulators
cement
production
vnv
reinforcing
Prior art date
Application number
RU2008110520/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008110520A (en
Inventor
Вадим Валерьевич Старцев (RU)
Вадим Валерьевич Старцев
Original Assignee
Закрытое Акционерное Общество "Арматурно-Изоляторный Завод"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое Акционерное Общество "Арматурно-Изоляторный Завод" filed Critical Закрытое Акционерное Общество "Арматурно-Изоляторный Завод"
Priority to RU2008110520/07A priority Critical patent/RU2408103C2/en
Publication of RU2008110520A publication Critical patent/RU2008110520A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2408103C2 publication Critical patent/RU2408103C2/en

Links

Landscapes

  • Insulators (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention is attributed to high-voltage suspended insulators for overhead power transmission lines designed for voltages mainly of 6-1150 kV. Insulator comprises a metal cap, a metal rod, electric insulation part and reinforcement tie that connects them in non-detachable manner and contains binder of low water requirement.
EFFECT: improved operational reliability of insulators, simplified production, less waste in production, elimination of process of insulators thermal treatment, reduced time of technological process.

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к электротехнике, в частности к высоковольтным подвесным изоляторам воздушных линий электропередачи, рассчитанным на напряжение преимущественно 6-1150 кВ.The invention relates to electrical engineering, in particular to high-voltage suspended insulators of overhead power lines, designed for a voltage of mainly 6-1150 kV.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Такие изоляторы обычно имеют соосно установленные металлическую шапку, металлический стержень и изоляционную деталь, выполненную из электротехнического фарфора или закаленного стекла (Стандарт IEEE Power Eng.-Rev., 1982, v2, №10, p.35, fig.3, а также Цимберов Л.И. Линейные изоляторы, М.: Энергия, 1976, с.14). Для разных классов напряжения такие изоляторы собирают в гирлянды с количеством изоляторов, соответствующим напряжению. Например, для линий 35кВ используют 3 последовательно соединенных изолятора, для линий 110 кВ используют от 9 до 11 последовательно соединенных изоляторов. Шапка и стержень подвесных изоляторов имеют шарнирное крепление, позволяющее последовательно соединять шапку одного изолятора со стержнем другого изолятора. Такое соединение традиционно применяется в конструкции подвесных изоляторов (стандарт IEC60120, ГОСТ 6490) и не является предметом рассмотрения в данном изобретении.Such insulators usually have a coaxially mounted metal cap, a metal rod and an insulating part made of electrical porcelain or tempered glass (IEEE Power Eng.-Rev., 1982, v2, No. 10, p. 35, fig. 3, as well as Zimbers L.I. Linear Insulators, Moscow: Energia, 1976, p.14). For different voltage classes, such insulators are collected in garlands with the number of insulators corresponding to the voltage. For example, for 35 kV lines use 3 series-connected insulators, for 110 kV lines use from 9 to 11 series-connected insulators. The cap and the rod of the suspension insulators are hinged, allowing you to consistently connect the cap of one insulator with the rod of another insulator. Such a connection is traditionally used in the design of suspension insulators (standard IEC60120, GOST 6490) and is not the subject of consideration in this invention.

Известны также высоковольтные изоляторы, имеющие соосно установленные шапку, стержень и изоляционную деталь, выполненную из электротехнического фарфора или закаленного стекла с различными усовершенствованиями, не меняющими совокупность этих деталей и материал изоляционной детали (SU 1619957, SU 1644667, SU 1579303, US 4792647, US 4670624, US 4803311, US 2157094, GB 2157094, US 4406918, US 4689445). Во всех традиционных подвесных изоляторах в качестве армирующей связки используются цементно-песчаные составы на основе портландцемента или высокоглиноземистого цемента. Такие армирующие связки применяются в изоляторах по патентам SU 5536, RU 637875, SU 1495857, SU 101082, RU 2262147.Also known are high-voltage insulators having a coaxially mounted cap, rod and insulating part made of electrical porcelain or tempered glass with various improvements that do not change the combination of these parts and the material of the insulating part (SU 1619957, SU 1644667, SU 1579303, US 4792647, US 4670624, US 4670624 , US 4803311, US 2157094, GB 2157094, US 4406918, US 4689445). In all traditional suspended insulators, cement-sand compositions based on Portland cement or high-alumina cement are used as a reinforcing bond. Such reinforcing ligaments are used in insulators according to patents SU 5536, RU 637875, SU 1495857, SU 101082, RU 2262147.

Армирующие связки на основе портландцемента обладают рядом недостатков. Они имеют высокую способность к впитыванию влаги из атмосферы, высокую пористость, низкую механическую прочность на сдвиг и изгиб. Эти недостатки частично устранены в изоляторе по патенту SU 846348. В нем кроме связки на основе портландцемента применена связка на основе полимеров, с дополнительным верхним слоем. Армирующая связка по патенту SU 339965 содержит вместо вяжущего на основе портландцемента самотвердеющий полимерный состав. Это позволяет улучшить механические свойства связки, увеличить прочность на изгиб и срез.Reinforcing ligaments based on Portland cement have several disadvantages. They have a high ability to absorb moisture from the atmosphere, high porosity, low mechanical shear and bending strength. These shortcomings are partially eliminated in the insulator according to patent SU 846348. In addition to the binder based on Portland cement, a binder based on polymers with an additional top layer is used. The reinforcing bond according to the patent SU 339965 contains instead of a binder based on Portland cement a self-hardening polymer composition. This allows you to improve the mechanical properties of the ligament, increase bending and shear strength.

В процессе производства основным недостатком традиционной цементно-песчаной связки на основе портландцемента является большой срок набора прочности цементного камня. Без специальных мер по ускорению этого процесса, т.е. в нормальных условиях твердения, продолжительность набора прочности составляет 28 суток. За этот период связка набирает до 70% проектной прочности. Для интенсификации процесса твердения и увеличения производительности при производстве стеклянных изоляторов со связкой на основе портландцемента применяют пропаривание при температуре, значительно превышающей нормальные условия. Традиционный цикл термообработки осуществляется по следующему графику:In the production process, the main disadvantage of the traditional cement-sand ligament based on Portland cement is the long time it takes for the cement stone to gain strength. Without special measures to accelerate this process, i.e. under normal conditions of hardening, the duration of the set of strength is 28 days. During this period, the bundle gains up to 70% of design strength. To intensify the hardening process and increase productivity in the manufacture of glass insulators with a binder based on Portland cement, steaming is used at a temperature significantly higher than normal conditions. The traditional heat treatment cycle is carried out according to the following schedule:

- предварительная выдержка перед термообработкой (для исключения деструктивных явлений в цементном камне от термического удара) - 4 часа;- preliminary exposure to heat treatment (to exclude destructive phenomena in the cement stone from thermal shock) - 4 hours;

- подъем температуры до 85-90 градусов Цельсия - 4-5 часов;- rise in temperature to 85-90 degrees Celsius - 4-5 hours;

- изотермический прогрев - 8-10 часов;- isothermal heating - 8-10 hours;

- постепенное снижение температуры до нормальных условий - 4-5 часов.- a gradual decrease in temperature to normal conditions - 4-5 hours.

Технологический процесс пропаривания требует дополнительных энергетических затрат, пароснабжения предприятия. Кроме того, необходим строгий контроль за режимом термообработки, что приводит при массовом производстве к необходимости устройства конвейеров, к необходимости автоматизации технологического процесса термообработки. Дополнительные операции, как правило, привносят в производство дополнительный процент брака.The technological process of steaming requires additional energy costs, steam supply of the enterprise. In addition, strict control of the heat treatment mode is necessary, which leads to the need for conveyors and mass automation of the heat treatment process during mass production. Additional operations, as a rule, bring an additional percentage of rejects to production.

В патенте SU 1636864, являющемся наиболее близким аналогом, для устранения указанных недостатков армирующей связки на основе портландцемента применяется связка на основе полимерцементной композиции. Сроки твердения, а следовательно и выпуск готовых изоляторов, сокращается до 6 часов. Но для процесса отверждения также необходима повышенная температура - 70-80 градусов Цельсия. Применение полимерцементной композиции в качестве армирующей связки удорожает производство.In the patent SU 1636864, which is the closest analogue, to eliminate these disadvantages of the reinforcing ligament based on Portland cement, a ligament based on the polymer-cement composition is used. The curing time, and therefore the release of finished insulators, is reduced to 6 hours. But the curing process also requires an elevated temperature - 70-80 degrees Celsius. The use of a polymer-cement composition as a reinforcing bond increases the cost of production.

Цель изобретенияThe purpose of the invention

Целью настоящего изобретения является повышение эксплуатационной надежности изоляторов, упрощение производства, снижение стоимости, снижение брака при производстве, исключение процесса термообработки изоляторов, сокращение времени технологического процесса.The aim of the present invention is to increase the operational reliability of insulators, simplifying production, reducing costs, reducing defects in production, eliminating the heat treatment of insulators, reducing the time of the process.

Этот результат достигается за счет того, что высоковольтный изолятор содержит металлическую шапку, металлический стержень, электроизоляционную деталь и армирующую связку, неразъемно соединяющую эти детали изолятора при производстве. Изолятор отличается тем, что армирующая связка выполнена на основе вяжущего низкой водопотребности.This result is achieved due to the fact that the high-voltage insulator contains a metal cap, a metal rod, an electrical insulating part and a reinforcing bundle that inseparably connects these insulator parts during production. The insulator is characterized in that the reinforcing ligament is made on the basis of a binder of low water demand.

Вяжущее низкой водопотребности (ВНВ) представляет собой высокоактивное гидравлическое вяжущее, получаемое при совместном помоле (в шаровых или струйных мельницах) портландцементного клинкера, гипсового камня и водопонижающей добавки (суперпластификатора). В результате механохимического взаимодействия минералов цементного клинкера с суперпластификатором в процессе тонкого измельчения материал приобретает уникальные специфичные свойства, отличающие его от обычного портландцемента.Low water demand binder (VNV) is a highly active hydraulic binder obtained by joint grinding (in ball or jet mills) of Portland cement clinker, gypsum stone and a water-reducing additive (superplasticizer). As a result of the mechanochemical interaction of the minerals of cement clinker with a superplasticizer in the process of fine grinding, the material acquires unique specific properties that distinguish it from ordinary Portland cement.

Изготовленные с применением ВНВ бетоны (растворы) обладают значительными преимуществами по сравнению с аналогами на портландцементе:Concrete (mortar) made using VNV have significant advantages compared to analogues on Portland cement:

- обеспечение класса прочности бетона от В60 до В100;- ensuring the concrete strength class from B60 to B100;

- снижение на 25-30% водопотребности растворных и бетонных смесей при равной подвижности;- a 25-30% reduction in water demand of mortar and concrete mixtures with equal mobility;

- высокая сульфатостойкость (коэффициент сульфатостойкости не ниже, чем у сульфатостойкого цемента);- high sulfate resistance (sulfate resistance coefficient is not lower than that of sulfate resistant cement);

- пониженное тепловыделение при твердении;- reduced heat during curing;

- повышенная в 2-3 раза морозостойкость по сравнению с бетонами на портландцементе вследствие мелкопористой структуры бетона;- increased frost resistance by 2–3 times compared with concrete on Portland cement due to the finely porous structure of concrete;

- высокая интенсивность набора прочности бетонов на основе ВНВ позволяет отказаться от тепловлажностной обработки и получить необходимую прочность в течение 18-24 часов.- the high intensity of the set strength of concrete based on VNV allows you to abandon the heat and moisture treatment and get the necessary strength for 18-24 hours.

ВНВ относится к классу цементов общестроительного назначения. Бетоны на основе ВНВ находят широкое применение для изготовления монолитного и сборного железобетона широкой номенклатуры.VNV belongs to the class of cements for general construction purposes. Concrete based on VNV are widely used for the manufacture of monolithic and precast concrete of a wide range.

Вяжущее вещество низкой водопотребности получают путем интенсивной механохимической обработки портландцемента с минеральной добавкой в присутствии порошкообразного суперпластификатора (С-3, 40-03, 50-03). ВНВ характеризуется, по сравнению с обычным портландцементом, высокой дисперсностью (удельная поверхность - 4500-5000 см2/г), низкой водопотребностью (нормальная густота цементного теста в среднем 18,0-20,0% (НГ портландцемента М400 и М500 составляет соответственно 26,5% и 27,0%), активность по показателю прочности - до 100 МПа. По вещественному составу ВНВ подразделяют на чисто клинкерные (ВНВ-100) и многокомпонентные с различными минеральными добавками: оптимизированной комбинацией активных и инертных добавок. В качестве активных минеральных добавок используют доменные шлаки и золы-унос; инертные добавки: строительный песок, «хвосты» горно-обогатительных комбинатов. Характерной особенностью цементных систем на основе ВНВ является существенное замедление процессов структурообразования в первые 4-8 часов после затворения водой, с последующей интенсивной кристаллизацией и твердением. Длительность индукционного периода сокращается с увеличением содержания клинкерного компонента в его составе. ВНВ характеризуется длительным сохранением активности и интенсивным набором прочности цементного камня и бетона в ранние сроки твердения.A binder of low water demand is obtained by intensive mechanochemical treatment of Portland cement with a mineral additive in the presence of a powdery superplasticizer (S-3, 40-03, 50-03). VNV is characterized, in comparison with ordinary Portland cement, by high dispersity (specific surface - 4500-5000 cm 2 / g), low water demand (normal density of cement paste is on average 18.0-20.0% (NG Portland cement M400 and M500 is 26 respectively , 5% and 27.0%), the activity in terms of strength is up to 100 MPa. According to the material composition, VNV are divided into purely clinker (VNV-100) and multicomponent with various mineral additives: an optimized combination of active and inert additives. additives ispo blast furnace slag and fly ash are used; inert additives: building sand, “tailings” of mining and processing plants. A characteristic feature of cement systems based on VNV is a significant slowdown in the process of structure formation in the first 4-8 hours after mixing with water, followed by intensive crystallization and hardening The duration of the induction period decreases with an increase in the content of the clinker component in its composition. VNV is characterized by long-term activity preservation and an intensive set of strength of cement stone and concrete in the early stages of hardening.

Использование ВНВ в качестве основы армирующей связки придает изолятору свойства, недостижимые ранее при применении связки на основе портландцемента.The use of VNV as the basis of the reinforcing ligament gives the insulator properties that were previously unattainable when using ligaments based on Portland cement.

Плотная структура получаемой связки, отсутствие пористости, минимальная впитывающая способность, кислотостойкость позволяет эксплуатировать изоляторы на открытых распределительных устройствах в условиях высокой загрязненности атмосферы без их разрушения. В результате высокой прочности изоляторы выдерживают большие перенапряжения в эксплуатируемых воздушных линиях электропередачи. Резкие изменения температуры в изоляторе, в том числе локальные в результате протекания тока по поверхности и местного нагрева, не приводят к разрушению изолятора из-за термических напряжений, так как коэффициенты термического расширения стекла и армирующей связки одинаковы. При производстве изоляторов по настоящему изобретению полностью исключается необходимость пропаривания изоляторов и какое-либо их нагревание. Исключается несколько технологических операций, благодаря чему уменьшается вероятность возникновения брака при выполнении этих операций. Благодаря применению при производстве ВНВ сырьевых компонентов контролируемого качества, исключению различных добавок (например, расширяющихся шлаков) при приготовлении композиции армирующей связки возрастает качество готовой продукции - изоляторов. При температурных изменениях изоляторы не разрушаются, сокращается продолжительность производственного цикла, исключаются энергетические затраты на термообработку изделий.The dense structure of the resulting binder, the lack of porosity, minimal absorbency, acid resistance allows the use of insulators on open switchgears in conditions of high atmospheric pollution without their destruction. As a result of their high strength, insulators withstand large overvoltages in operating overhead power lines. Sudden changes in temperature in the insulator, including local ones as a result of current flowing on the surface and local heating, do not lead to the destruction of the insulator due to thermal stresses, since the coefficients of thermal expansion of the glass and the reinforcing bond are the same. In the manufacture of the insulators of the present invention, the need for steaming the insulators and any heating thereof is completely eliminated. Several technological operations are excluded, thereby reducing the likelihood of marriage occurring during these operations. Due to the use of raw materials of controlled quality in the production of VNV, the exclusion of various additives (for example, expanding slags) during the preparation of the composition of the reinforcing bundle, the quality of the finished product - insulators increases. With temperature changes, insulators are not destroyed, the duration of the production cycle is reduced, the energy costs of heat treatment of products are eliminated.

Реализация предложенного изобретенияThe implementation of the proposed invention

На предприятии-заявителе была изготовлена партия изоляторов с армирующей связкой на основе ВНВ. Изоляторы через 22 часа выдержки в нормальных условиях при комнатной температуре набрали прочность 78% от нормированной прочности. Это позволило уже через сутки после армирования изоляторов провести контрольные испытания. Все изоляторы показали удовлетворительные характеристики по механической прочности. Дополнительно были проведены термомеханические испытания при смене температур и воздействии повышенной влажности. В сравнении с контрольными изоляторами, изготовленными по традиционной технологии, изоляторы на ВНВ показали высокую влагостойкость и морозостойкость (количество циклов замораживания и оттаивания - более 450). Полученные результаты испытаний позволяют сделать вывод о том, что использование ВНВ в армирующей связке значительно повышает срок эксплуатации высоковольтных подвесных изоляторов, так как их старение связано, прежде всего, со старением цементно-песчаной армирующей связки.A batch of insulators with a reinforcing bundle based on VNV was manufactured at the applicant enterprise. After 22 hours of exposure under normal conditions at room temperature, the insulators gained 78% of the normalized strength. This allowed one day after the reinforcement of the insulators to conduct control tests. All insulators showed satisfactory mechanical strength. In addition, thermomechanical tests were carried out with changing temperatures and exposure to high humidity. In comparison with control insulators manufactured using traditional technology, insulators on VNV showed high moisture resistance and frost resistance (the number of freezing and thawing cycles is more than 450). The obtained test results allow us to conclude that the use of VNV in a reinforcing bundle significantly increases the life of high-voltage suspended insulators, since their aging is associated primarily with the aging of cement-sand reinforcing bundles.

Claims (1)

Высоковольтный подвесной изолятор, содержащий металлическую шапку, металлический стержень, электроизоляционную деталь и неразъемно соединяющую их армирующую связку, отличающийся тем, что армирующая связка содержит вяжущее низкой водопотребности. A high-voltage suspension insulator containing a metal cap, a metal rod, an electrical insulating part and a reinforcing bundle connecting them inextricably, characterized in that the reinforcing bundle contains a binder of low water demand.
RU2008110520/07A 2008-03-20 2008-03-20 High-voltage suspended insulator RU2408103C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008110520/07A RU2408103C2 (en) 2008-03-20 2008-03-20 High-voltage suspended insulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008110520/07A RU2408103C2 (en) 2008-03-20 2008-03-20 High-voltage suspended insulator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008110520A RU2008110520A (en) 2009-09-27
RU2408103C2 true RU2408103C2 (en) 2010-12-27

Family

ID=41168968

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008110520/07A RU2408103C2 (en) 2008-03-20 2008-03-20 High-voltage suspended insulator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2408103C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0081861A1 (en) * 1981-12-10 1983-06-22 S.A. Cimenteries C.B.R. Cementbedrijven N.V. Process for producing cement, and cement obtained by the process
SU1636864A1 (en) * 1988-06-30 1991-03-23 Московский химико-технологический институт им.Д.И.Менделеева Method for embedding bars in insulators
RU2033327C1 (en) * 1993-08-20 1995-04-20 Акционерная компания "Внешнеэкономическая ассоциация "Полимод" в области модификаторов бетона" Apparatus for production of low-water consumption binder
RU2058953C1 (en) * 1992-06-25 1996-04-27 Внешнеэкономическая ассоциация "Полимод" в области модификаторов бетона Method for production of binding agent of low water demand
RU2148041C1 (en) * 1999-11-01 2000-04-27 Базоев Олег Казбекович Dry cement mix

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0081861A1 (en) * 1981-12-10 1983-06-22 S.A. Cimenteries C.B.R. Cementbedrijven N.V. Process for producing cement, and cement obtained by the process
SU1636864A1 (en) * 1988-06-30 1991-03-23 Московский химико-технологический институт им.Д.И.Менделеева Method for embedding bars in insulators
RU2058953C1 (en) * 1992-06-25 1996-04-27 Внешнеэкономическая ассоциация "Полимод" в области модификаторов бетона Method for production of binding agent of low water demand
RU2033327C1 (en) * 1993-08-20 1995-04-20 Акционерная компания "Внешнеэкономическая ассоциация "Полимод" в области модификаторов бетона" Apparatus for production of low-water consumption binder
RU2148041C1 (en) * 1999-11-01 2000-04-27 Базоев Олег Казбекович Dry cement mix

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008110520A (en) 2009-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Iucolano et al. Fibre-reinforced lime-based mortars: A possible resource for ancient masonry restoration
CN104072041B (en) A kind of concrete of impervious cracking resistance
CN102173685B (en) A cast-in-place beam concrete composition suitable for rapid tension
KR101708357B1 (en) Highly-functional and quick-hardening cement concrete composition and repairing method for road pavement therewith
CN104030642A (en) Fiber concrete
CN105016670B (en) A kind of concrete annular pole and preparation method thereof
CN110498649B (en) Low-shrinkage cement-based repair material and preparation method thereof
CN110498630B (en) Concrete composite additive, preparation method thereof and concrete
CN102745964A (en) Grouting material
CN101774777A (en) Preparation method of calcium oxide expansion agents
CN110372304B (en) Non-autoclaved PHC tubular pile concrete
CN104591634A (en) Micro-expansion fiber reinforced concrete and preparation method thereof
CN110218055B (en) Low-sulfur-content negative-temperature sleeve grouting material and preparation method thereof
CN111056793B (en) Preparation method of steel fiber self-compacting premixed concrete
CN108975788A (en) A method of improving steam-cured complementary cementitious material/cement system intensity
KR20210086742A (en) Carbon Dioxide Reduced Cement and Concrete Composition for Precast by using Slag and Early Strength Admixture and Production Methods thereof
CN105152677A (en) Aerated concrete block and preparation method
RU2408103C2 (en) High-voltage suspended insulator
CN111116119A (en) Green high-strength high-toughness concrete formula
CN111056757B (en) Quick-hardening cement prepared from waste residues and preparation method thereof
KR101733053B1 (en) Binder of concrete by steam curing
JP2015189628A (en) Method of producing crack-reduced cement product and crack-reduced cement product
Surovtsov et al. On use of blast-furnace granulated ground slag in construction
KR20190135721A (en) Composition for shrinkage reduction cement, methods for manufacturing thesame and mortar composition
KR102598393B1 (en) Ultra rapid harding cement composition with improved durability and strength