RU80707U1

RU80707U1 - SUSPENDED POLYMER INSULATOR

Info

Publication number: RU80707U1
Application number: RU2008138828/22U
Authority: RU
Inventors: Владилен Пантелеймонович Фотин; Евгений Ильич Остапенко; Виталий Зиновьевич Трифонов
Priority date: 2008-10-01
Filing date: 2008-10-01
Publication date: 2009-02-20

Abstract

Полезная модель относится к высоковольтным изоляторам и может быть использована для крепления проводов на линиях электропередачи. Целью настоящего предложения является повышение электрической прочности полимерных подвесных изоляторов. Указанная цель достигается тем, что изолятор подвесной полимерный, состоящий из изоляционного тела в виде ряда стеклопластиковых стержней, не менее трех, закрепленных в металлических оконцевателях. Новым является то, что стеклопластиковые стержни установлены относительно друг друга с воздушным промежутком, расстоянием не менее пяти диаметров стержня каждый по всей высоте изолятора. 1 с.п.ф.The utility model relates to high voltage insulators and can be used to fasten wires on power lines. The purpose of this proposal is to increase the electrical strength of polymer suspension insulators. This goal is achieved by the fact that the suspension polymer insulator, consisting of an insulating body in the form of a series of fiberglass rods, at least three, fixed in metal terminators. New is that fiberglass rods are installed relative to each other with an air gap, a distance of at least five rod diameters each over the entire height of the insulator. 1 s.p.f.

Description

Полезная модель относится к высоковольтным изоляторам и может быть использована для крепления проводов на линиях электропередачи.The utility model relates to high voltage insulators and can be used to fasten wires on power lines.

Известен полимерный изолятор (a.c. CCCP 890447, Н01В 17/00, опубл. 15.12.1981 г.) [1], состоящий из нескольких стеклопластиковых стержней, закрепленных в металлических оконцевателях с двух сторон. Пространство между стержнями заполнено полимерным материалом и образует изоляционное тело изолятора, воспринимающее механические нагрузки. От атмосферных воздействий корпус изолятора защищен дополнительной оболочкой.A well-known polymer insulator (a.c. CCCP 890447, НВВ 17/00, publ. 12/15/1981) [1], consisting of several fiberglass rods fixed in metal terminators on both sides. The space between the rods is filled with polymeric material and forms the insulating body of the insulator, perceiving mechanical stress. The weatherproof housing of the insulator is protected by an additional sheath.

Основным недостатком указанного изолятора является недостаточная электрическая прочность в условиях загрязнения и увлажнения из-за большого диаметра корпуса изолятора и большая материалоемкость изолятора.The main disadvantage of this insulator is the insufficient dielectric strength in the conditions of pollution and wetting due to the large diameter of the insulator body and the high material consumption of the insulator.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является электрический изолятор (патент Великобритании №2351186, класс Н01В 17/00, опубликован 20.12.2000) [2], состоящий из двух и более стеклопластиковых стержней, закрепленных в металлических оконцевателях с двух сторон. Стеклопластиковые стержни по высоте связаны множественными параллельными поперечными элементами из полимерного материала, которые имеют тарельчатую форму. Недостатком такого изолятора является невысокая электрическая прочность в условиях загрязнения и увлажнения. Электрическая прочность в условиях загрязнения определяется величиной тока утечки по поверхности изолятора. Наличие параллельных поперечных элементов приводит к увеличению токов утечки.The closest in technical essence to the proposed utility model is an electrical insulator (UK patent No. 2351186, class H01B 17/00, published 12/20/2000) [2], consisting of two or more fiberglass rods mounted in metal terminators on both sides. Fiberglass rods in height are connected by multiple parallel transverse elements of a polymeric material, which have a plate shape. The disadvantage of this insulator is its low dielectric strength in the conditions of pollution and humidification. Dielectric strength under pollution conditions is determined by the magnitude of the leakage current along the surface of the insulator. The presence of parallel transverse elements leads to an increase in leakage currents.

Целью настоящей полезной модели является повышение электрической прочности полимерных подвесных изоляторов.The purpose of this utility model is to increase the electrical strength of polymer suspended insulators.

Поставленная цель достигается тем, что изолятор подвесной полимерный, состоящий из изоляционного тела в виде ряда стеклопластиковых стержней, не менее трех, закрепленных в металлических оконцевателях, при этом стеклопластиковые стержни установлены относительно друг друга с воздушным промежутком расстоянием не менее пяти диаметров стержня каждый по всей высоте изолятора. Для защиты от атмосферных воздействий стеклопластиковые стержни покрыты трекингостойкой защитной оболочкой.This goal is achieved in that the polymer suspension insulator, consisting of an insulating body in the form of a series of fiberglass rods, at least three, fixed in metal terminators, while the fiberglass rods are installed relative to each other with an air gap of at least five rod diameters each over the entire height insulator. For weather protection, fiberglass rods are coated with a tracking-resistant protective sheath.

Механическая прочность изолятора определяется количеством стеклопластиковых стержней. При этом диаметр стеклопластиковых стержней не должен превышать 2-5 мм в зависимости от загрязненности района, для которого предназначен изолятор. Для особо загрязненных районов возможно применение стержней с защитной оболочкой с развитой поверхностью.The mechanical strength of the insulator is determined by the number of fiberglass rods. Moreover, the diameter of the fiberglass rods should not exceed 2-5 mm, depending on the contamination of the area for which the insulator is intended. For particularly contaminated areas, rods with a protective shell with a developed surface can be used.

Известно, что разрядная напряженность вдоль загрязненной изоляционной конструкции в значительной степени определяется токами утечки, протекающими вдоль изоляционной поверхности. Снижение этих токов при заданных условиях загрязнения может достигаться увеличением длины изоляционной поверхности - длины пути утечки L. Чтобы получить максимальную длину пути утечки при заданной строительной высоте Н применяют изоляторы с максимально развитой поверхностью - с отношением L/H равным 3,5 и более. Однако при таких значениях L/H начинаются процессы шунтирования соседних изоляционных ребер, что снижает относительную электрическую прочность изоляции в загрязненном состоянии.It is known that discharge strength along a contaminated insulating structure is largely determined by leakage currents flowing along the insulating surface. Reducing these currents under given pollution conditions can be achieved by increasing the length of the insulating surface - the creepage distance L. In order to obtain the maximum creepage distance at a given building height H, insulators with the most developed surface are used - with an L / H ratio of 3.5 or more. However, at such L / H values, shunting of adjacent insulating fins begins, which reduces the relative dielectric strength of the insulation in the contaminated state.

Другим способом, приводящим к снижению токов утечки и, соответственно, к повышению разрядной напряженности вдоль поверхности является уменьшение диаметров изоляционных деталей, образующих изоляционную систему. Предварительные расчеты и эксперименты показали, что при токах утечки 10-15 мА разрядная напряженность вдоль изоляции достигает до 1 кВ/см. Экспериментальные исследования показали, что на переменном токе при таких токах изменяется и форма разрядного канала - он становится диффузным, не имеет стабильного ошнурованного канала, что также является фактором повышения электрической прочности.Another way that leads to a decrease in leakage currents and, accordingly, to an increase in discharge tension along the surface is to reduce the diameters of the insulating parts forming the insulating system. Preliminary calculations and experiments showed that at leakage currents of 10-15 mA, the discharge voltage along the insulation reaches 1 kV / cm. Experimental studies have shown that with alternating current at such currents the shape of the discharge channel also changes - it becomes diffuse, does not have a stable gated channel, which is also a factor in increasing the electric strength.

На рисунке приведена конструкция предлагаемого изолятора. Изолятор состоит из стеклопластиковых стержней 1, расположенных по окружности и закрепленных в металлических оконцевателях 2, 3. Это отражено на разрезе изолятора общего вида и проекции разреза по А-А. Необходимый класс изолятора по механической прочности определяется количеством стеклопластиковых стержней. Например, как в данном случае, изолятор на 70 кН состоит из 8 стержней. Класс изолятора по номинальному напряжению достигается последовательным соединением унифицированных элементов.The figure shows the design of the proposed insulator. The insulator consists of fiberglass rods 1 located around the circumference and secured in metal terminators 2, 3. This is reflected in the section of the insulator of the General view and the projection of the section along AA. The required class of insulator according to mechanical strength is determined by the number of fiberglass rods. For example, as in this case, the 70 kN insulator consists of 8 rods. The class of the insulator according to the rated voltage is achieved by the serial connection of unified elements.

Устройство работает следующим образом. Изолятор обеспечивает изоляцию проводов линии электропередачи от заземленных конструкций, благодаря The device operates as follows. The insulator provides insulation of the wires of the power line from grounded structures, thanks to

изоляционным свойствам стеклопластиковых стержней 1. Применение тонких стеклопластиковых стержней 1 обеспечивает пониженную загрязняемость изолятора. В условиях увлажнения слоя загрязнения ток утечки проходит по поверхности каждого стержня, и условия перекрытия изолятора определяются токами утечки по поверхности отдельного стержня. Высокая электрическая прочность достигается небольшими значениями токов утечки. Для обеспечения прохождения токов утечки только по поверхности отдельного стержня воздушный зазор между стержнями должен быть не менее пяти диаметров стержня, т.е. S>5d,insulating properties of fiberglass rods 1. The use of thin fiberglass rods 1 provides a lower contamination of the insulator. Under conditions of moistening the pollution layer, a leakage current passes along the surface of each rod, and the conditions for overlapping the insulator are determined by leakage currents along the surface of an individual rod. High dielectric strength is achieved by low leakage currents. To ensure the passage of leakage currents only along the surface of an individual rod, the air gap between the rods must be at least five rod diameters, i.e. S> 5d,

где S - воздушный зазор;where S is the air gap;

d - диаметр стержня.d is the diameter of the rod.

При меньшем воздушном зазоре канал электрического разряда с одного стержня может переброситься на другой стержень, что приведет к увеличению токов утечки по поверхности второго стержня и снижению электрической прочности всего изолятора.With a smaller air gap, the electric discharge channel from one rod can transfer to another rod, which will lead to an increase in leakage currents on the surface of the second rod and a decrease in the electric strength of the entire insulator.

Возможность практической реализации эффекта повышения электрической прочности при токах утечки менее 20 мА показана экспериментально. Разработан образец изолятора на номинальное напряжение 110 кВ с механической прочностью 70 кН. Разработанный образец изолятора на 45% легче серийного изолятора с аналогичными характеристиками.The possibility of practical implementation of the effect of increasing the electric strength at leakage currents less than 20 mA is shown experimentally. An insulator sample was developed for a nominal voltage of 110 kV with a mechanical strength of 70 kN. The developed model of the insulator is 45% lighter than a serial insulator with similar characteristics.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:Sources of information taken into account when preparing the application:

1. Авторское свидетельство СССР №890447, Н01В 17/00, опубл. 15.12.1981 г.1. USSR author's certificate No. 890447, НВВ 17/00, publ. 12/15/1981

2. Патент Великобритании №2351186, класс Н01В 17/00, опубликован 20.12.2000 г.2. UK patent No. 2351186, class H01B 17/00, published December 20, 2000

Claims

A suspended polymer insulator, consisting of an insulating body in the form of a series of fiberglass rods, at least three, fixed in metal terminators, characterized in that the fiberglass rods are installed relative to each other with an air gap of at least five rod diameters each over the entire height of the insulator.