RU2747578C2 - Method of manufacturing polymer insulator of overhead power lines - Google Patents

Method of manufacturing polymer insulator of overhead power lines Download PDF

Info

Publication number
RU2747578C2
RU2747578C2 RU2019114080A RU2019114080A RU2747578C2 RU 2747578 C2 RU2747578 C2 RU 2747578C2 RU 2019114080 A RU2019114080 A RU 2019114080A RU 2019114080 A RU2019114080 A RU 2019114080A RU 2747578 C2 RU2747578 C2 RU 2747578C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
insulator
twisted
end fittings
power lines
overhead power
Prior art date
Application number
RU2019114080A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2019114080A (en
RU2019114080A3 (en
Inventor
Андрей Сергеевич Щербаков
Сергей Владимирович Арзамасцев
Юлия Александровна Кадыкова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А."
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А."
Priority to RU2019114080A priority Critical patent/RU2747578C2/en
Publication of RU2019114080A publication Critical patent/RU2019114080A/en
Publication of RU2019114080A3 publication Critical patent/RU2019114080A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2747578C2 publication Critical patent/RU2747578C2/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
    • H01B17/14Supporting insulators

Landscapes

  • Insulators (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention relates to a device and a method for manufacturing electric basalt-plastic insulators for overhead power lines. The insulator consists of a bearing element made of basalt roving impregnated with a binder, two s and a shell, while the bearing element is made in the form of a two-layer bundle twisted from a continuous basalt roving, laid around the end fittings. The method of manufacturing the insulator is characterized by the fact that the impregnated continuous basalt roving is laid around the end fittings, sequentially forming the inner and outer layers of the bundle of the required length and thickness, then the inner layer is twisted and the layers are twisted together.
EFFECT: invention makes it possible to increase reliability of the insulator, tracking resistance and its strength along the entire length of the bearing element, as well as to increase the manufacturability of its manufacture.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройству и способу изготовления электрических базальтопластиковых изоляторов, использующихся в воздушных линиях электропередач.The invention relates to electrical engineering, and in particular to a device and method for manufacturing electrical basalt-plastic insulators used in overhead power lines.

Проведенный заявителем анализ уровня техники показал, что в технике известны способы изготовления электрических изоляторов из высокопрочных композиционных материалов и изоляторы, полученные этими способами (патенты РФ №№2233492, 2119689 и др.).The applicant's analysis of the state of the art has shown that techniques are known in the art for manufacturing electrical insulators from high-strength composite materials and insulators obtained by these methods (RF patents No. 2233492, 2119689, etc.).

Известен электрический изолятор (патент РФ №2233492, опубликовано 27.07.2004 г.), состоящий из стеклопластикового стержня и изолирующего элемента, в качестве которого используют эластомер (силиконовая резина). Однако он обладает не такими высокими физико-механическими характеристиками, требует дорогостоящего оборудования и значительных энергетических затрат, а также многостадиен.Known electrical insulator (RF patent No. 2233492, published July 27, 2004), consisting of a fiberglass rod and an insulating element, which is used as an elastomer (silicone rubber). However, it does not have such high physical and mechanical characteristics, requires expensive equipment and significant energy costs, as well as multi-stage.

Известен также электрический изолятор на основе стеклонити (патент №2119689, опубликовано 27.09.1998 г.). Для обеспечение повышенного сопротивления скручиванию во время процесса изготовления в тело изолятора вставляют бушинги. Недостатком данного метода является конструкция, которая подразумевает повышенные прочностные характеристики на одном из концов изолятора. Also known is an electrical insulator based on glass fiber (patent No. 2119689, published September 27, 1998). Bushings are inserted into the body of the insulator to provide increased resistance to torsion during the manufacturing process. The disadvantage of this method is the design, which implies increased strength characteristics at one of the ends of the insulator.

Наиболее близким из известных решений по технической сущности и назначению является электрический изолятор и способ его получения по патенту РФ № 2118005. Конструкция изолятора включает несущий элемент, оконцевателя и оболочку. Известный электрический изолятор содержит несущий элемент, выполненный из стеклопластика, пропитанного связующим, два оконцевателя и оболочку. При этом несущий элемент выполнен в виде двухслойного жгута, скрученного из непрерывной пряди стекловолокна, уложенной вокруг оконцевателя, а внутренний и наружный слои скручены в противоположном направлении относительного друг друга. Способ изготовления данного электрического изолятора включает пропитку пряди однонаправленного стекловолокна связующим, формирование несущего элемента, отверждение связующего и нанесение оболочки. Формирование несущего элемента осуществляют путем укладки вокруг оконцевателя пропитанной связующим непрерывной пряди стекловолокна, последовательно формируя внутренний и наружный слои жгута требуемой длины и толщины. Далее производят скручивание внутреннего слоя, наложение на него наружного слоя и совместное скручивание слоев в противоположном направлении с последующим осевым растяжением несущего элемента.The closest of the known solutions in terms of the technical essence and purpose is an electrical insulator and a method for its production according to the patent of the Russian Federation No. 2118005. The design of the insulator includes a bearing element, an end piece and a shell. The known electrical insulator contains a support element made of fiberglass impregnated with a binder, two end fittings and a shell. In this case, the supporting element is made in the form of a two-layer bundle, twisted from a continuous strand of fiberglass, laid around the end piece, and the inner and outer layers are twisted in the opposite direction relative to each other. The method of manufacturing this electrical insulator includes impregnating a strand of unidirectional glass fiber with a binder, forming a carrier, curing the binder, and applying a sheath. The formation of the carrier element is carried out by laying a continuous strand of glass fiber impregnated with a binder around the end piece, sequentially forming the inner and outer layers of the bundle of the required length and thickness. Next, the inner layer is twisted, the outer layer is applied to it, and the layers are simultaneously twisted in the opposite direction, followed by axial stretching of the carrier element.

Известный способ не позволяет достичь высоких прочностных характеристик изолятора, т.к. его осуществление обуславливает получение неравнопрочной конструкции, поскольку количество прядей, формирующих несущий стержень в два раза, превышает количество прядей, уложенных вокруг каждого из оконцевателей. Соответственно и площадь поперечного сечения сформированного несущего стержня будет в два раза больше площади поперечного сечения слоя из стеклопластика, уложенного вокруг каждого из оконцевателей, т.е. механическая прочность стеклопластика, уложенного вокруг оконцевателей, как минимум в два раза меньше механической прочности несущего стеклопластикового стержня, что снижает прочность конструкции в целом. Кроме того, при укладке стекловолокна образуются пустоты, вследствие чего готовый стеклопластик получается неоднородным, что снижает прочность изолятора и надежность несущего элемента, а стальной оконцеватель с защитной оболочкой представляется дополнительным источником беспокойства. Процесс изготовления изолятора является многостадийным и энергозатратным.The known method does not allow achieving high strength characteristics of the insulator, because its implementation causes an unequal structure to be obtained, since the number of strands forming the carrier rod is twice the number of strands laid around each of the end fittings. Accordingly, the cross-sectional area of the formed support rod will be twice the cross-sectional area of the fiberglass layer laid around each of the end fittings, i.e. the mechanical strength of fiberglass, laid around the end fittings, is at least two times less than the mechanical strength of the supporting fiberglass rod, which reduces the strength of the structure as a whole. In addition, when the fiberglass is laid, voids are formed, as a result of which the finished fiberglass is obtained inhomogeneous, which reduces the strength of the insulator and the reliability of the carrier, and the steel end with a protective shell is an additional source of concern. The insulator manufacturing process is multi-stage and energy-intensive.

Технической проблемой предлагаемого изобретения является необходимость создания высоковольтного электрического изолятора с повышенной надежностью, трэкингостойкостью и прочностью его по всей длине несущего элемента, особенно в местах крепления его к оконцевателям и их замена на высокопрочные полимерные аналоги с возможностью контроля диаметра внутреннего отверстия втулки, а также по упрощению процесса производства и снижению его энергозатратности. Для решения поставленной проблемы предлагается устройство электрического изолятора и способ его изготовления.The technical problem of the present invention is the need to create a high-voltage electrical insulator with increased reliability, tracking resistance and its strength along the entire length of the bearing element, especially in the places where it is attached to the end fittings and their replacement with high-strength polymer analogs with the ability to control the diameter of the inner hole of the bushing, as well as to simplify the production process and reduce its energy consumption. To solve this problem, an electrical insulator device and a method for its manufacture are proposed.

Изобретение поясняется чертежами: фиг. – устройство полимерного изолятора воздушных линий электропередач. Позициями на чертежах обозначены: 1 – несущий элемент; 2 – оконцеватель; 3 – оболочка; 4 – внутренний слой; 5 – наружный слой.The invention is illustrated by drawings: FIG. - device of a polymer insulator for overhead power lines. Positions in the drawings designate: 1 - bearing element; 2 - end piece; 3 - shell; 4 - inner layer; 5 - outer layer.

Изолятор включает несущий элемент (1), оконцеватели (2) и оболочку (3). Несущий элемент выполнен в виде жгута из базальтового ровинга, имеющего внутренний (4) и наружный (5) слои. Оконцеватели имеют форму втулки или катушки. Оболочка выполнена из резины или термопласта. The insulator includes a carrier (1), end fittings (2) and a sheath (3). The supporting element is made in the form of a bundle of basalt roving, which has an inner (4) and outer (5) layers. Terminals are in the form of a sleeve or coil. The casing is made of rubber or thermoplastic.

Изолятор изготавливают следующим образом.The insulator is made as follows.

Ровинг из базальтового волокна ТУ 5952-008-13070083-2009 в виде пряди пропитывают эпоксидным связующим смешенным с отвердителем холодного отверждения ПЭПА и наматывают вокруг оконцевателей (2), формируя сначала внутренний слой (4), а затем наружный слой (5) жгута в виде замкнутых поясов требуемой длины и поперечного сечения. Производят скручивание внутреннего слоя (4) в одну сторону, затем наложение на него наружного слоя (5) и совместное скручивание в противоположном направлении, путем поворота оконцевателей друг относительно друга. Далее, оконцеватели закрепляют в зажимах и проводят растяжение в осевом направлении под нагрузкой, зависящей от диаметра получаемых изоляторов, в таком состоянии проходит отверждение в течении 24 часов.Roving from basalt fiber TU 5952-008-13070083-2009 in the form of a strand is impregnated with an epoxy binder mixed with a cold curing hardener PEPA and wound around the end fittings (2), forming first the inner layer (4), and then the outer layer (5) of a bundle in the form closed chords of the required length and cross-section. The inner layer (4) is twisted in one direction, then the outer layer (5) is applied to it and joint twisting in the opposite direction, by rotating the end fittings relative to each other. Further, the end fittings are fixed in clamps and stretched in the axial direction under a load depending on the diameter of the resulting insulators; in this state, curing takes place within 24 hours.

Изготовленный таким образом изолятор, имеющий размер 250 мм и поперечное сечение 10 мм, обладает электрической прочностью 50 кВ/см и прочностью на растяжение 80 кН, что значительно превосходит показатели аналогов. Можно вывести зависимость об увеличении поперечного сечения на ~ 0,8% и снижении длины изолятора на ~ 0,4% за одно скручивание нити (в пределах 15 скручиваний).The insulator made in this way, having a size of 250 mm and a cross-section of 10 mm, has an electrical strength of 50 kV / cm and a tensile strength of 80 kN, which significantly exceeds the performance of analogs. It is possible to derive a dependence on an increase in the cross-section by ~ 0.8% and a decrease in the length of the insulator by ~ 0.4% per twisting of the thread (within 15 twists).

Таким образом предлагаемый изолятор обладает высокими прочностными и электроизоляционными свойствами, высокой технологичностью изготовления, увеличенным сроком эксплуатации, а также возможностью контролировать внутренний диаметр втулки. Это позволяет использовать их для работы на подстанциях, на воздушных линиях электропередач и контактных сетей электротранспорта. Thus, the proposed insulator has high strength and electrical insulating properties, high manufacturability, extended service life, as well as the ability to control the inner diameter of the sleeve. This allows them to be used for work at substations, on overhead power lines and overhead contact networks of electric transport.

Claims (1)

Способ изготовления изолятора воздушных линий электропередач, заключающийся в том, что ровинг из базальтового волокна в виде пряди пропитывают эпоксидным связующим, смешенным с отвердителем холодного отверждения ПЭПА, и наматывают вокруг оконцевателей, формируя сначала внутренний слой, а затем наружный слой жгута в виде замкнутых поясов требуемой длины и поперечного сечения; затем производят скручивание внутреннего слоя в одну сторону, затем наложение на него наружного слоя и совместное скручивание в противоположном направлении путем поворота оконцевателей относительно друг друга; далее проводят растяжение в осевом направлении полученного несущего элемента и отверждение в таком состоянии.A method of manufacturing an insulator for overhead power lines, which consists in impregnating a roving made of basalt fiber in the form of a strand with an epoxy binder mixed with a cold curing hardener PEPA, and wound around the end fittings, forming first an inner layer and then an outer layer of a bundle in the form of closed belts of the required length and cross-section; then, the inner layer is twisted in one direction, then the outer layer is applied thereon and jointly twisted in the opposite direction by rotating the end fittings relative to each other; then, the obtained support element is stretched in the axial direction and cured in this state.
RU2019114080A 2019-05-08 2019-05-08 Method of manufacturing polymer insulator of overhead power lines RU2747578C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019114080A RU2747578C2 (en) 2019-05-08 2019-05-08 Method of manufacturing polymer insulator of overhead power lines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019114080A RU2747578C2 (en) 2019-05-08 2019-05-08 Method of manufacturing polymer insulator of overhead power lines

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2019114080A RU2019114080A (en) 2020-11-09
RU2019114080A3 RU2019114080A3 (en) 2021-03-24
RU2747578C2 true RU2747578C2 (en) 2021-05-11

Family

ID=73398073

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019114080A RU2747578C2 (en) 2019-05-08 2019-05-08 Method of manufacturing polymer insulator of overhead power lines

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2747578C2 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4664644A (en) * 1982-11-16 1987-05-12 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Fiber reinforced plastic drive shaft and method of manufacturing thereof
SU1479960A1 (en) * 1987-04-13 1989-05-15 Истринское Отделение Всесоюзного Электротехнического Института Им.В.И.Ленина Method for manufacturing foamplastic insulator with terminators
SU1753496A1 (en) * 1989-05-23 1992-08-07 Харьковский инженерно-строительный институт Insulating bearing member
RU2118005C1 (en) * 1997-08-19 1998-08-20 Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" Electric insulator and its manufacturing process
RU2119689C1 (en) * 1992-09-02 1998-09-27 Мак Лин-Фогг Компани Insulator and method for its manufacturing
RU2233492C2 (en) * 2002-07-25 2004-07-27 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ES Полимер" Polymeric insulator and its manufacturing process
RU2709792C1 (en) * 2018-12-26 2019-12-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэнерго-Инжиниринг" (Ооо "Форэнерго Инжиниринг") Rod insulator (versions)

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4664644A (en) * 1982-11-16 1987-05-12 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Fiber reinforced plastic drive shaft and method of manufacturing thereof
SU1479960A1 (en) * 1987-04-13 1989-05-15 Истринское Отделение Всесоюзного Электротехнического Института Им.В.И.Ленина Method for manufacturing foamplastic insulator with terminators
SU1753496A1 (en) * 1989-05-23 1992-08-07 Харьковский инженерно-строительный институт Insulating bearing member
RU2119689C1 (en) * 1992-09-02 1998-09-27 Мак Лин-Фогг Компани Insulator and method for its manufacturing
RU2118005C1 (en) * 1997-08-19 1998-08-20 Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" Electric insulator and its manufacturing process
RU2233492C2 (en) * 2002-07-25 2004-07-27 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ES Полимер" Polymeric insulator and its manufacturing process
RU2709792C1 (en) * 2018-12-26 2019-12-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэнерго-Инжиниринг" (Ооо "Форэнерго Инжиниринг") Rod insulator (versions)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2019114080A (en) 2020-11-09
RU2019114080A3 (en) 2021-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3717720A (en) Electrical transmission cable system
EP0664921B1 (en) Insulator structure and method of construction
CA2575625C (en) An electricity transport conductor for overhead lines
RU2386183C1 (en) Composite bearing core for external current-conducting strands of overhead high-voltage power transmission line wires and method of its production
CN105788738B (en) A kind of high energy efficiency conducting wire reducing hot inflection point and its manufacturing method
RU2568188C2 (en) Wire for overhead transmission lines and method of its manufacturing
US3261910A (en) Electrical strain insulator and method of making same
EP2661754A2 (en) Aluminum alloy conductor composite reinforced for high voltage overhead power lines
KR101834254B1 (en) Distribution line with improved flexibility and elasticity
CN203325558U (en) Hybrid fiber composite rope core reinforced conductive wire
RU2747578C2 (en) Method of manufacturing polymer insulator of overhead power lines
RU2706957C1 (en) Non-insulated steel-aluminum high-temperature high-strength wire
KR102447701B1 (en) Center line for overhead transmission line and overhead transmission line comprising the same
RU2656852C1 (en) Spiral clamp
RU2118005C1 (en) Electric insulator and its manufacturing process
RU136913U1 (en) SELF-SUPPORTING WIRE ISOLATED AND PROTECTED
RU2578038C1 (en) Composite core for non-insulated wires of overhead power transmission lines
CN102737766A (en) Spring cable
RU170627U1 (en) FLEXIBLE CARRYING CABLE
US2230481A (en) Hoisting cable
RU2371796C1 (en) Method of producing electric insulator and electric insulator produced thereby
RU131230U1 (en) POLICOMPOSITION CARRYING CORE FOR ELECTRICAL WIRE AND METHOD OF PRODUCING IT, AND ALSO ELECTRIC WIRE CONTAINING SUCH CORE
RU2391728C1 (en) Electric insulator
CN201984868U (en) Spring cable
JPH01619A (en) Insulator support structure and its manufacturing method