RU2722921C2 - High-voltage suspended insulator - Google Patents

High-voltage suspended insulator Download PDF

Info

Publication number
RU2722921C2
RU2722921C2 RU2018126010A RU2018126010A RU2722921C2 RU 2722921 C2 RU2722921 C2 RU 2722921C2 RU 2018126010 A RU2018126010 A RU 2018126010A RU 2018126010 A RU2018126010 A RU 2018126010A RU 2722921 C2 RU2722921 C2 RU 2722921C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dielectric element
rod
insulator
voltage
cement
Prior art date
Application number
RU2018126010A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2018126010A (en
RU2018126010A3 (en
Inventor
Ян Евгеньевич Коростелев
Алексей Юрьевич Ефимов
Виталий Юрьевич Ефимов
Ен Дар Ким
Original Assignee
Акционерное общество "Ю.М.Э.К." (АО "Ю.М.Э.К.")
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 Акционерное общество "Ю.М.Э.К." (АО "Ю.М.Э.К.") filed Critical Акционерное общество "Ю.М.Э.К." (АО "Ю.М.Э.К.")
Priority to RU2018126010A priority Critical patent/RU2722921C2/en
Publication of RU2018126010A publication Critical patent/RU2018126010A/en
Publication of RU2018126010A3 publication Critical patent/RU2018126010A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2722921C2 publication Critical patent/RU2722921C2/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B17/00Insulators or insulating bodies characterised by their form
    • H01B17/02Suspension insulators; Strain insulators

Landscapes

  • Insulators (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.SUBSTANCE: invention relates to the field of power engineering, in particular to the designs of high-voltage suspension insulators used in construction of overhead power transmission lines. Insulator consists of metal cap 1, rod 2, insulating part 3 interconnected by cement-sand binder 4, and dielectric element 5 in external zone 6 of rod 2 sealing. Significant reduction (at least 30 %) of maximum intensity of electric field on external side of sealing of rod 2 is achieved at thickness of dielectric element of 5 Δθ≥(2÷8) mm.EFFECT: tests of insulators showed significant reduction of radio interference levels, possibility of increasing allowable voltage for standardized level of radio interference equal to 86 dB (GOST 6490-2017), not less than (30÷50) %.6 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к конструкциям высоковольтных подвесных изоляторов, используемых при строительстве воздушных линий электропередачи.The invention relates to the field of electric power, in particular to the construction of high-voltage suspension insulators used in the construction of overhead power lines.

Известно, что высоковольтный подвесной изолятор, например, тарельчатого типа, состоящий из металлической шапки, стержня и изоляционной детали, соединенных между собой цементно-песчаной связкой, является источником радиопомех, обусловленных электрическими разрядами в воздухе (коронными разрядами) у торца шапки и на стороне стержня в зоне его заделки цементно-песчаной связкой. Причем при относительно невысоких напряжениях уровни излучаемых помех определяются процессами коронирования на стороне торца шапки изолятора, и по мере увеличения напряжения уровни радиопомех практически определяются интенсивностью коронирования со стороны заделки стержня на границе цементно-песчаная связка - изоляционная деталь - воздух.It is known that a high-voltage suspension insulator, for example, of a plate type, consisting of a metal cap, a rod and an insulating part interconnected by a cement-sand bond, is a source of radio interference caused by electrical discharges in the air (corona discharges) at the end of the cap and on the side of the rod in the zone of its incorporation with a cement-sand bond. Moreover, at relatively low voltages, the levels of emitted interference are determined by the coronation processes on the side of the end face of the insulator cap, and as the voltage increases, the levels of radio noise are practically determined by the coronation intensity from the side of the rod termination at the cement-sand bond - insulating part - air boundary.

Известен высоковольтный подвесной изолятор, содержащий тарельчатую изоляционную деталь с головкой, поверхность которой покрыта влагостойким покрытием, металлическую арматуру в виде стержня и шапки, соединенные с изоляционной деталью с помощью связки, отличающийся тем, что с целью повышения механической прочности и эксплуатационной надежности, влагостойкое покрытие нанесено на поверхность головки изоляционной детали в зонах ее взаимодействия с металлической арматурой изолятора [1].Known high-voltage suspension insulator containing a disk-shaped insulating part with a head, the surface of which is coated with a moisture-resistant coating, metal reinforcement in the form of a rod and caps connected to the insulating part using a bundle, characterized in that in order to increase mechanical strength and operational reliability, a moisture-resistant coating is applied on the surface of the head of the insulating part in the zones of its interaction with the metal reinforcement of the insulator [1].

Данный известный высоковольтный подвесной изолятор характеризуется высоким уровнем радиопомех, так как различные участки цементно-песчаной связки имеют разные потенциалы, что приводит к возникновению электрических разрядов на поверхности цементно-песчаной связки в процессе эксплуатации.This well-known high-voltage suspension insulator is characterized by a high level of radio interference, since different sections of the cement-sand ligament have different potentials, which leads to electrical discharges on the surface of the cement-sand ligament during operation.

Наиболее близким техническим решением по отношению к предложенному является высоковольтный подвесной изолятор, состоящий из металлической шапки, стержня и изоляционной детали, соединенных между собой цементно-песчаной связкой [2].The closest technical solution to the proposed one is a high-voltage suspended insulator, consisting of a metal cap, rod and insulating part, interconnected by a cement-sand bond [2].

В данном техническом решении снижение уровня радиопомех достигается оптимизацией конфигурации шапки, для чего на открытом торце последней выполнен обращенный в сторону тарелки изоляционной детали кольцевой выступ, одна из стенок которого совпадает с внутренней поверхностью шапки. Однако уровень снижения радиопомех этого известного изолятора оказывается недостаточным при эксплуатации его на воздушных линиях электропередачи, электроподстанциях, распределительных сетях и других электроэнергетических объектах аналогичного назначения, обусловленный разностью потенциалов участков цементно-песчаной связки, становящейся причиной возникновения электрических разрядов, которые в конечном счете и разрушают изоляторы.In this technical solution, a decrease in the level of radio noise is achieved by optimizing the configuration of the cap, for which purpose an annular protrusion facing the plate of the insulating part is made on the open end of the latter, one of the walls of which coincides with the inner surface of the cap. However, the level of radio noise reduction of this known insulator is insufficient when it is used on overhead power lines, power substations, distribution networks and other electric power facilities of a similar purpose, due to the potential difference between the sections of the cement-sand bond, which causes electric discharges, which ultimately destroy the insulators .

Заявитель ставил перед собой практическую задачу, а именно, разработать и широко внедрить в практику электросетевого строительства высоковольтные подвесные изоляторы, характеризующиеся высокими показателями по уровню радиопомех путем выравнивания электрического поля на внешней зоне заделки стержня. Вышеотмеченный положительный технический результат был достигнут за счет совокупности существенных признаков высоковольтного подвесного изолятора, выполненного согласно настоящему изобретению, представленной в нижеследующей формуле изобретения: «высоковольтный подвесной изолятор, состоящий из металлической шапки, стержня и изоляционной детали, соединенных между собой цементно-песчаной связкой; на внешний слой цементно-песчаной связки в зоне заделки стержня установлен, по меньшей мере, один диэлектрический 3 элемент толщиной не менее Δθ≥(2÷8) мм и удельным сопротивлением не менее ρ≥107 Ом⋅м; диэлектрический элемент изготовлен посредством заливки в жидком состоянии силиконового герметика с последующим отвердением; диэлектрический элемент установлен посредством приклеивания его силиконовым герметиком; диэлектрический элемент изготовлен из однокомпонентного вещества; диэлектрический элемент изготовлен из многокомпонентного вещества; диэлектрический элемент изготовлен многослойным из различных материалов».The applicant set himself a practical task, namely, to develop and widely introduce high-voltage suspension insulators into electric grid construction practice, which are characterized by high levels of radio noise by leveling the electric field on the outer core sealing area. The above-mentioned positive technical result was achieved due to the combination of essential features of the high-voltage suspension insulator made according to the present invention, presented in the following claims: “high-voltage suspended insulator, consisting of a metal cap, rod and insulating part, interconnected by a cement-sand bond; at least one dielectric 3 element with a thickness of at least Δθ≥ (2 ÷ 8) mm and a specific resistance of at least ρ≥10 7 Ohm⋅m is installed on the outer layer of the cement-sand ligament in the core embedding zone; the dielectric element is made by pouring a silicone sealant in a liquid state, followed by hardening; the dielectric element is installed by gluing it with silicone sealant; the dielectric element is made of a single component substance; the dielectric element is made of a multicomponent substance; the dielectric element is made of a multilayer of various materials. "

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен фрагмент общего вида высоковольтного подвесного изолятора, выполненного согласно настоящему изобретению; на фиг. 2 то же, что на фиг. 1, обобщенный результат численных исследований электрических полей в виде зависимостей максимальной напряженности во внешней зоне заделки стержня от толщины диэлектрического элемента.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 is a fragmentary view of a high voltage suspension insulator made in accordance with the present invention; in FIG. 2 is the same as in FIG. 1, a generalized result of numerical studies of electric fields in the form of dependences of the maximum intensity in the outer zone of the rod embedment on the thickness of the dielectric element.

Заявляемый высоковольтный подвесной изолятор, например, тарельчатого типа состоит из металлической шапки 1, стержня 2, изоляционной детали 3, соединяемых между собой цементно-песчаной связкой 4, и диэлектрического элемента 5 во внешней зоне 6 заделки стержня 2.The inventive high-voltage suspension insulator, for example, of a plate type, consists of a metal cap 1, a rod 2, an insulating part 3, interconnected by a cement-sand bond 4, and a dielectric element 5 in the outer zone 6 of the core 2.

На фиг. 2 представлен обобщенный результат численных исследований электрических полей высоковольтных подвесных изоляторов тарельчатого типа в виде зависимостей максимальной напряженности во внешней зоне 6 заделки стержня 2 от толщины диэлектрического элемента 5 с удельным сопротивлением слоя не менее ρ≥107 Ом⋅м для изолятора «легкого» класса по механической силе - 70 кН и «тяжелого» класса по механической силе - 210 кН. Анализ этих численных исследований показывает, что существенное снижение (не менее 30%) максимальной напряженности электрического поля на внешней стороне заделки стержня 2 достигается при толщине диэлектрического элемента 5 Δθ≥(2÷8) мм.In FIG. Figure 2 shows the generalized result of numerical studies of the electric fields of high-voltage plate-shaped suspension insulators in the form of dependences of the maximum tension in the outer zone 6 of the rod 2 termination on the thickness of the dielectric element 5 with a specific layer resistance of at least ρ≥10 7 Ohm⋅ for an “light” class insulator with mechanical force - 70 kN and the "heavy" class in mechanical strength - 210 kN. An analysis of these numerical studies shows that a significant decrease (at least 30%) in the maximum electric field strength on the outside of the rod 2 termination is achieved with a thickness of the dielectric element 5 Δθ≥ (2 ÷ 8) mm.

Диэлектрический элемент 5 изготавливается посредством заливки в жидком состоянии силиконового герметика с последующим отвердением. Кроме того, диэлектрический элемент 5 может устанавливаться посредством приклеивания его силиконовым герметиком, а также изготавливаться из однокомпонентного вещества или из многокомпонентного вещества, например, многослойным из различных материалов.The dielectric element 5 is made by pouring a silicone sealant in a liquid state, followed by hardening. In addition, the dielectric element 5 can be installed by gluing it with silicone sealant, and can also be made of a single-component substance or of a multi-component substance, for example, multilayer of various materials.

Изобретение работает следующим образом:The invention works as follows:

Реализация изобретения осуществляется в следующей последовательности. Сборка изоляторов осуществляется известным способом, но с учетом замещения верхнего слоя цементно-песчаной связки в зоне заделки стержня диэлектрическим элементом. После процесса затвердения связки по существующей технологии создается диэлектрический элемент путем заливки в жидком состоянии, например, силикон холодного отвердения в предусмотренный участок в зоне заделки стержня. Диэлектрический слой при этом может быть образован путем склеивания предварительно изготовленного изделия с помощью силиконового герметика.The implementation of the invention is carried out in the following sequence. The assembly of insulators is carried out in a known manner, but taking into account the replacement of the upper layer of cement-sand ligaments in the core sealing zone with a dielectric element. After the hardening process of the bond according to the existing technology, a dielectric element is created by pouring in a liquid state, for example, cold-hardened silicone in the intended area in the core sealing zone. The dielectric layer can be formed by bonding a prefabricated product using silicone sealant.

Испытания изоляторов, изготовленных в соответствии с предложенным изобретением, показали существенное снижение уровней радиопомех, возможность увеличения допустимого напряжения для нормированного уровня радиопомех, равного 86 дБ (ГОСТ 6490-2017), не менее, чем на (30÷50)%.Tests of insulators manufactured in accordance with the proposed invention showed a significant decrease in radio noise levels, the possibility of increasing the permissible voltage for a normalized level of radio noise equal to 86 dB (GOST 6490-2017), not less than (30 ÷ 50)%.

Источники информацииSources of information

[1]. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1619957 «Высоковольтный подвесной изолятор», Н01В 17/02, заявлено 05.07.1998, опубликовано 10.09.1995.[1]. Description of the invention to USSR author's certificate No. 1619957 "High-voltage suspension insulator", НВВ 17/02, claimed 05.07.1998, published 10.09.1995.

[2]. Описание изобретения к патенту №1475399 «Высоковольтный подвесной изолятор тарельчатого типа», Н01В 17/02, заявлено 30.06.1993, опубликовано.[2]. Description of the invention to patent No. 1475399 "High-voltage pendant type insulator", НВВ 17/02, claimed June 30, 1993, published.

[3]. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1644667 «Высоковольтный подвесной изолятор», Н01В 17/02, заявлено 03.01.1989, опубликовано 25.07.1995.[3]. Description of the invention to USSR author's certificate No. 1644667 "High-voltage pendant insulator", НВВ 17/02, claimed January 3, 1989, published July 25, 1995.

[4]. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1579303 «Высоковольтный подвесной изолятор», Н01В 17/02, заявлено 31.10.1998, опубликовано 20.08.1995.[4]. Description of the invention to USSR author's certificate No. 1579303 "High-voltage suspended insulator", НВВ 17/02, claimed on 10/31/1998, published on 08/20/1995.

[5]. Патент США №5147984 «Высоковольтный подвесной изолятор», Н01В 17/02, опубликован 1992.[5]. US patent No. 5147984 "High-voltage suspension insulator", H01B 17/02, published 1992.

[6]. Описание изобретения к патенту №2297056 «Высоковольтный подвесной изолятор», Н01В 17/02, заявлено 14.04.2006, опубликовано 10.04.2007.[6]. Description of the invention to patent No. 2297056 "High-voltage suspension insulator", НВВ 17/02, claimed on April 14, 2006, published on April 10, 2007.

[7]. Патент на полезную модель №86036 «Линейный подвесной изолятор», Н01В 17/02, заявлен 04.05.2009, опубликован 20.08.2009.[7]. Utility Model Patent No. 86036 “Linear Suspension Insulator”, Н01В 17/02, filed May 4, 2009, published August 20, 2009.

[8]. Патент на полезную модель №88198 «Гирлянда линейного подвесного тарельчатого изолятора», Н01В 17/02, заявлен 30.06.2009, опубликован 27.10.2009.[8]. Utility Model Patent No. 88198, “Garland of a Linear Hanging Poppet Insulator,” Н01В 17/02, filed June 30, 2009, published October 27, 2009.

[9]. Описание изобретения к патенту №2454746 «Линейный подвесной изолятор», Н01В 17/00, заявлено 25.02.2011, опубликовано 27.06.2012.[9]. Description of the invention to patent No. 2454746 "Linear suspension insulator", Н01В 17/00, claimed on 02.25.2011, published on 27.06.2012.

[10]. Описание изобретения к патенту №2491672 «Высоковольтный подвесной изолятор», Н01В 17/02, заявлено 25.02.2011, опубликовано 27.08.2013.[10]. Description of the invention to patent No. 2491672 "High-voltage suspended insulator", Н01В 17/02, claimed 02.25.2011, published 08.28.2013.

[11]. Патент на полезную модель №75500 «Подвесной изолятор», Н01В 17/00, заявлен 04.04.2008, опубликован.[eleven]. Utility Model Patent No. 75500 “Suspension Insulator”, Н01В 17/00, filed April 4, 2008, published.

Claims (6)

1. Высоковольтный подвесной изолятор, состоящий из металлической шапки, стержня и изоляционной детали, соединенных между собой цементно-песчаной связкой, отличающийся тем, что на внешний слой цементно-песчаной связки в зоне заделки стержня установлен по меньшей мере один диэлектрический элемент толщиной не менее Δθ≥(2÷8) мм и удельным сопротивлением не менее ρ≥107 Ом⋅м.1. A high-voltage suspended insulator consisting of a metal cap, a rod and an insulating part interconnected by a cement-sand bond, characterized in that at least one dielectric element with a thickness of at least Δθ is installed on the outer layer of the cement-sand bond ≥ (2 ÷ 8) mm and specific resistance not less than ρ≥10 7 Ohm⋅m. 2. Изолятор по п. 1, отличающийся тем, что диэлектрический элемент изготовлен посредством заливки в жидком состоянии силиконового герметика с последующим отвердением.2. The insulator according to claim 1, characterized in that the dielectric element is made by pouring a silicone sealant in a liquid state with subsequent hardening. 3. Изолятор по п. 1, отличающийся тем, что диэлектрический элемент установлен посредством приклеивания его силиконовым герметиком.3. The insulator according to claim 1, characterized in that the dielectric element is installed by gluing it with silicone sealant. 4. Изолятор по п. 1, отличающийся тем, что диэлектрический элемент изготовлен из однокомпонентного вещества.4. The insulator according to claim 1, characterized in that the dielectric element is made of a single-component substance. 5. Изолятор по п. 1, отличающийся тем, что диэлектрический элемент изготовлен из многокомпонентного вещества.5. The insulator according to claim 1, characterized in that the dielectric element is made of a multicomponent substance. 6. Изолятор по п. 5, отличающийся тем, что диэлектрический элемент изготовлен многослойным из различных материалов.6. The insulator according to claim 5, characterized in that the dielectric element is made of a multilayer of various materials.
RU2018126010A 2018-07-16 2018-07-16 High-voltage suspended insulator RU2722921C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018126010A RU2722921C2 (en) 2018-07-16 2018-07-16 High-voltage suspended insulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018126010A RU2722921C2 (en) 2018-07-16 2018-07-16 High-voltage suspended insulator

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018126010A RU2018126010A (en) 2020-01-17
RU2018126010A3 RU2018126010A3 (en) 2020-01-17
RU2722921C2 true RU2722921C2 (en) 2020-06-04

Family

ID=69171063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018126010A RU2722921C2 (en) 2018-07-16 2018-07-16 High-voltage suspended insulator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2722921C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3194879A (en) * 1961-03-01 1965-07-13 Pilkington Brothers Ltd Electrical anti-interference insulators
SU864348A1 (en) * 1979-06-25 1981-09-15 Специальное конструкторско-технологическое бюро по изоляторам и арматуре Треста "Электросетьизоляция" Overhead isolator
GB2173355A (en) * 1985-03-20 1986-10-08 Ngk Insulators Ltd Suspension insulator
SU1475399A1 (en) * 1987-06-03 1995-07-20 Специальное конструкторское бюро по изоляторам и арматуре Всесоюзного производственного объединения "Союзэлектросетьизоляция" High-voltage suspension insulator
RU2014123569A (en) * 2014-06-09 2015-12-20 Андрей Павлович Восканян POLYMERIC SKIRT OF A SUSPENDED SHELTER INSULATOR FOR DC LINES AND A POLLUTED ENVIRONMENT
RU2654076C1 (en) * 2017-02-10 2018-05-16 Тоо Еу Гиг Electrically insulating construction with hydrophobic coating

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3194879A (en) * 1961-03-01 1965-07-13 Pilkington Brothers Ltd Electrical anti-interference insulators
SU864348A1 (en) * 1979-06-25 1981-09-15 Специальное конструкторско-технологическое бюро по изоляторам и арматуре Треста "Электросетьизоляция" Overhead isolator
GB2173355A (en) * 1985-03-20 1986-10-08 Ngk Insulators Ltd Suspension insulator
SU1475399A1 (en) * 1987-06-03 1995-07-20 Специальное конструкторское бюро по изоляторам и арматуре Всесоюзного производственного объединения "Союзэлектросетьизоляция" High-voltage suspension insulator
RU2014123569A (en) * 2014-06-09 2015-12-20 Андрей Павлович Восканян POLYMERIC SKIRT OF A SUSPENDED SHELTER INSULATOR FOR DC LINES AND A POLLUTED ENVIRONMENT
RU2654076C1 (en) * 2017-02-10 2018-05-16 Тоо Еу Гиг Electrically insulating construction with hydrophobic coating

Also Published As

Publication number Publication date
RU2018126010A (en) 2020-01-17
RU2018126010A3 (en) 2020-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3898372A (en) Insulator with resin-bonded fiber rod and elastomeric weathersheds, and method of making same
Cherney et al. DC inclined-plane tracking and erosion test of insulating materials
EP0278606B1 (en) High voltage insulators
US4355200A (en) Polymer rod insulator with improved radio noise and corona characteristics
RU2722921C2 (en) High-voltage suspended insulator
İlhan et al. Impacts of corona rings on the insulation performance of composite polymer insulator strings
EP3821260B1 (en) Voltage division device having a rod-like structure
EA020202B1 (en) Polymer insulator breakdown indicator and polymer insulator with breakdown indication
US3812284A (en) Electrical insulator having additional protective insulating portion
Marzinotto et al. RTV pre-coated cap-and-pin toughened glass insulators-a wide experience in the Italian overhead transmission system
US3328515A (en) Polymeric insulator with means for preventing burning due to leakage current and arcs
Auckland et al. Electrical treeing in solid polymeric insulation
CN208422538U (en) A kind of hermetically sealed support insulator
Grzybowski et al. Electrical performance of fiberglass crossarm in distribution and transmission lines
RU157688U1 (en) LINEAR SUSPENDING INSULATOR
EP3821259B1 (en) Voltage-dividing device having a siloxane dielectric
Sharma et al. Lightning impulse polarity effect in ester oils and mineral oil for transformer applications
CN108878118B (en) Transformer device
Sukumar et al. Computation of Electric Field Distribution on 110 kV Polymer Insulator for Different Corona Ring Position
CN208315291U (en) A kind of anti-pollution support insulator
Eleperuma et al. Electric field modelling of non–Ceramic high voltage insulators
CN108028525B (en) DC high-voltage insulator and associated production method
CN1197207A (en) Reliability judgment method of suspension insulator
RU156819U1 (en) PIN INSULATOR
US3086073A (en) High voltage liquid-free insulating bushing with improved voltage distribution